Регуляция каталитической активности и олигомерного состава ферментов в обращенных мицеллах путем химической модификации : Гидрофилизация и гидрофобизация

• Автор: Трофимова, Дарья Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с.

1 ФЕРМЕНТЫ В ОБРАЩЕННЫХ МИЦЕЛЛАХ ПАВ В ОРГАНИЧЕСКИХ

РАСТВОРИТЕЛЯХ

1.1 Система обращенных мицелл Г1АВ в органических растворителях

1.2. Катализ ферментами в системах обращенных мицелл

1.3. Регуляция каталитической активности изменением степени гилратаиии ПАВ

1.4. Регуляция каталитической активности ферментов изменением концентрации

. Регуляция надмолекулярной структуры и каталитической активности

олигомерных ферментов в системах обращенных мицелл

1.5.1. Олигомерные ферменты, состоящие из одинаковых сферических субъединиц

1 5,2. Олигомерные ферменты, состоящие из одинаковых несферических

субъединиц
2. РЕГУЛЯЦИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ И ОЛИГОМЕРНОГО
СОСТАВА ПУТЕМ ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ
2.1. Гидрофобная модификация
2 1.1. Методы придания белкам мембраноактивности
2.1.2. Каталитические характеристики гидрофобизованных ферментов
2.1.3. Растворимость гмдрофобизованных белков
2.1.4. Стабильность гидрофобизованных белков
2.1.5. Локализация и функционирование гидрофобизованных белков
2.2. Гликопротсины, как пример гидрофильной модификации
2.2.1. Каталитические характеристики гидрофилизованных ферментов
2.2.2. Взаимодействие субъединиц
2.2.3. Растворимость гликозилнрованных белков
2.2.4. Стабильность и устойчивость к протеолнзу
3. ГЛЮКОЗООКСИДАЗА
3.1. Физикохимические свойства глюкозооксидази
3.2. Химическая модификация глюкозооксидази
3.3. Глюкозооксидаза в системе обращенных мицелл
4 ФОРМИ АТ ДЕГИДРОГЕН АЗА
4.1. Физикохимические свойства формнатдегилрогеназы
4.2. Химическая модификация формиат дегидрогеназы
4.3. Формиатдегидрогеназа в системе обращенных мицелл
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Материалы
2. Методы исследования
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1 ГЛЮКОЗООКСИДАЗА
1.1. Влияние У0 и концетрации ПАВ на активность нативной глюкозооксидазы
1.2. Влияние химической модификации на каталитические характеристики
глюкозооксидазы
2 ФОРМИАТДЕГИДРОГЕНАЗА
2.1. Регуляция каталитической активности и олнюмерного состава нативной
формнатдегидрогеиазы изменением степени гидратации и концентрации ПАВ в системе обращенных мицелл
2.2 Регуляция каталитических характеристик формиатдегидрогенаэы и системе
обращенных мицелл путем гидрофильной модификации 0целлобиозой 2 3 Регуляция каталитических характеристик формнат дегидрогеиазы в системе
обращенных мицелл путем гидрофобной модификации пальмитоил хлоридом
ВЫВОДЫ
СТШСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Однако при использовании таких препаратов ферментов возникает вопрос насколько свойства ферметпов, наблюдаемые i vi, адекватно коррелируют с условиями их функционирования i viv. Сейчас стало очевидным, что местонахождение ферментов в клетке играет существенную роль в регуляции их каталитических функций и способности участвовать в клеточном метаболизме. Так. Даже ахимо трипсин. Некоторые ферменты функционируют в составе мобильных комплексов с макромолекулярными компонентам и клеток, например, белками и полисахаридами 4. Проблема заключается в том, по в процессе очистки ферменты теряют свое природное окружение, и изучение таких препаратов в водной среде не позволяет понять все возможные механизмы регуляции каталитической активности и надмолекулярной структуры i viv. Мицеллярная энзимология, формирование которой началось около лет назад 5, позволяет, используя системы обращенных мицелл, реконструировать мембранное окружение ферментов т viv. Благодаря использованию систем обращенных мицелл в качестве среды для ферментативных реакций, стаю возможным выявлять особенности надмолекулярной структуры фермеров 6, обнаруживать отличия в поведении мембранных и нсмембранных форм белка 7. Целью работы является получение гидрофильных. В тройных системах ПАВводаорганический растворитель, в зависимости от химической природы и соотношения компонентов, существуют различные термодинамически устойчивые агрегаты ПАВ 8 . Как видно из рисунка 1, для тройной системы АОТводаоктан существует набор условий, при которых формируются агрегаты АОТ строго определенного типа, например, обращенные мицеллы рис 1 б. Обращенные мицеллы в органических растворителях представляют собой ассоциаты молекул ПАВ, внутренняя часть которых образована полярными головами, а внешний слой углеводородными хвостами этих молекул 9. Важнейшим свойством таких систем является способность солюбилизировать воду и другие полярные вещества, причем солюбилизирующая способность сильно зависит от природы мицеллообразующего ПАВ . При солюбилизации волы образуются гидратированные обращенные мицеллы, которые по размерам и форме сильно отличаются от мицелл, существующих в безводных системах Вода включается во внутреннюю полярную полость мицелл это вызывает увеличение размеров мицелл и числа агрегации, асимметричность мицелл уменьшается и они приобретают более сферическую форму И, . Вода, заполняющая внутреннюю полость гидратированных обращенных мицелл, по своим физикохимическим свойствам, отличается от обычной объемной волы 3. Н0ПАВ при малых значениях У0 свойства мицел. Для простоты изложения, в дальнейшем, и та и другая система будут называться обращенными мицеллами. Ширина распределения обращенных мицелл по размерам сильно зависит от природы ПАВ . Мицеллы, образованные анионными ПАВ, характеризуются обычно наиболее узким распределением по размерам и форме, независящим от концентрации ПАВ. Именно благодаря способности образовывать монодиспсрсные системы, широкое применение нашли обращенные мицеллы на основе Аэрозоля ОТ АОТ, натриевой соли ди2этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты. При введении воды в систечу обращенных мицелл АОТ в органическом растворителе первые молекул воды прочно связываются ионами натрия, следующие 6 молекул воды идут на гидратацию сульфонатных групп. Образование самостоятельной водной микрофазы отмечено со степени гидратации, равной . Радиус внутренней полости обращенных мицелл однозначно определяется степенью гидратации рис. Одним из главных достоинств мнцеллярньгх систем является возможность строгого дозирования содержания в них воды и целенаправленного варьирования основных физикохимических параметров путем простого изменения соотношения компонентов системы рис. Так. ПАВ, размеры мицелл будут расти, а число мицелл будет сокращаться рис. При увеличении в одинаковой пропорции концентрации воды и ПАВ, размер мицелл не меняется, а их количество увеличттваться рис. Увеличение концентрации ПАВ при постоянной концентрации воды приводит к уменьшению размера мицелл и увеличению их количества рис.