Структурно-функциональные особенности гомологичных доменов ангиотензин-превращающего фермента

• Автор: Воронов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.15, 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Молекулярные механизмы термоинактивации

гомологичных белков

1.1. Классификация белков по термофнльпости организмов

1.2. Свойства экстремофильных ферментов

1.2.1. Конформационная свобода

1.2.2. Физикохимические отличия экстремофильных белков от мезофильных

1.3. Факторы, определяющие стабильность

1.3.1. Аминокислотный состав
1.3.2. Вторичная структура
1.3.3. Дисульфидныс связи
1.3.4. Гидрофобные взаимодействия
1.3.5. Водородные связи
1.3.6. Ионные взаимодействия
1.3.7. Наличие остатков пролина и снижение энтропии денатурации.
1.3.8. Взаимодействие белковых цепей 3
1.3.9. Участие катионов металлов
1.3 Фиксация Т4 и С концов и петель
1.3 Ковалентная модификация
Глава 2. Ангиотензинпревращающий фермент свойства и
структурные особенности
2.1. Первичная структура и углеводный состав АПФ
2.2. Известные структурные характеристики ангиотензин
превращающего фермента
2.3. Кинетическая характеристика отдельных центров АПФ и их
функционирование в составе полноразмерного фермента.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 3. Материалы и методы исследования
3.1. Материалы
3.2. Методы исследования
3.2.1. Получение различных форм АИФ
3.2.2. Кинетические измерения
3.2.3. Инструментальные методы исследования
3.2.4. Изучение комплексообразоваиия АПФ с лизиноприлом
3.2.5. Изучение комплексообразоваиия А1Ф с 8АНС.
3.2.6. Структурное исследование доменов АПФ методами биоинформатики
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 4. Денагурационные особенности ангиотензин
превращающего фермента
4.1. Особенности термоденатурации соматического и тсстикулярнго ферментов
4.2. Выделение н характеристика термостабилыюй фракции АПФ
4.2.1 Выделение термостабилыюй фракции
4.2.2 Идентификация препаратов термостабильной фракции АПФ
4.3. Сравнительная характеристика стабильности доменов АПФ.
4.3.1. Энергия активации денатурации доменов АПФ.
4.3.2 Инактивация под действием уизлучения.
Глава 5. Функциональные особенности ангиотензин
превращающего фермента
5.1. Каталитические функции полноразмерного фермента с
одним активпым центром
5.2. Взаимное влияние активных центров в полноразмерном
ферменте с двумя активными центрами
Глава 6. Возможные причины повышенной стабильности
домена АПФ и структурные особенности доменов
6.1. Спектральные характеристики фермента
6.2. Определение наличия гидрофобных областей на поверхности 4 АПФ
6.2.1. Термодинамика образования гидрофобного комплекса
6.2.2. Радиационная инактивация разбавленных растворов АПФ в
присутствии 8АНС или тритона Х
6.3 Анализ структурной информации о доменах АФ
6.3.1. Аминокислотный состав и первичная последовательность 2 доменов АПФ
6.3.2. Модель вторичной структуры доменов АФ.
6.3.3. Модель пространственной укладки полипептидной цепи 0 доменов АПФ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако, недавно было опубликовано сообщение об открытии ещ одного рода гипертермофильных архебактсрий, . В естественных условиях гипертермофильные организмы образуют сообщества продуцентов и консументов органического вещества. Все известные гипертермофильные первичные продуценты являются хемолитотрофами . В связи с высоким содержанием серы в естественных местах обитания гипертермофилов, большинство из них являются облигатными или факультативными хемолитотрофами они способны либо восстанавливать 0 при помощи Н2 с выделением сероводорода анаэробы, либо окислять при помощи с образованием серной кислоты аэробы. Только некоторые из гипертермофилов способны обходиться без свободной серы , и , они, как правило, получают энергию за счт переработки смеси полипептидов, образующихся в результате жизнедеятельности первичных продуцентов. Только некоторые из гипертермофилов способны усваивать полисахариды крахмал, пектин, гликоген и хитин, единственный известный на сегодняшний день вид, способный использовать органические кислоты. По особенностям метаболизма психрофильные организмы близки к мсзофильным. Свойства экстремофильных ферментов. Конформационная свобода. Ьдинствснное явное отличие экстремофильных белков от их мезофильных гомологов заключается в интервале температур, при которых они активны и стабильны. Во всм остальном гипертермофильные, психрофильные и мезофильные ферменты очень похожи. Степень гомологии в первичной последовательности экстремофильных белков с их мезофильными гомологами составляет от до . Например, в семействе ксилозоизомераз сгепень гомологии между термофильным ферментом из i и его мезофильным гомологом из i . Топология третичной структуры экстремофилыюго белка, как правило, не отличается от мезофильных гомологов, как, например, это было показано при сравнении трхмерных структур термофильной лактатдегидрогеназы из ii или психрофильного трипсина из анктартической сельди со структурами мезофильных гомологов. Ферментативный катализ экстремофильным ферментом протекает но общим механизмам с его мезофильными гомологами, что было показано, например, для гликозидазы из i или ксилозоизомеразы из i . Для объяснения особенностей экстремофильных ферментов ряд авторов пользуется гипотезой о взаимосвязи между стабильностью и коиформационной жсткостью белковой глобулы . В качестве иллюстрации того, что при повышенной температуре термофильные белки ведут себя также, как мезофильные при нормальных условиях на рис. При температуре С аденилаткиназа из термофильною организма Зи1о1оЬиз айАосаШапш способна обменять значительно меньше протонов, чем аденилаткиназа из цитозоля мышечных клеток свиньи против , соответственно. Этот факт свидетельствует в пользу того, что в термофильном ферменте большее число амидных протонов участвует в образовании водородных связей. Только при температурах порядка С у аденилат киназы из 5и1о1оЬш аыЛосаМапиз достигается такая же скорость обмена, как у е мезофильного гомолога при . Активность термофильных и гинертермофильных ферментов при низких температурах, как правило, существенно понижена, по сравнению с мезофильными гомологами. X0, додецилсульфат натрия , и органических растворителей , очень часто активирует гипертермофильные ферменты при низких температурах. Обычно, активационный эффект уменьшается с ростом температуры и исчезает совсем при достижении температурного оптимума функционирования термофильного фермента. Повидимому, при этой температуре фермент достигает конформационной подвижности, необходимой для проявления максимальной активности. С, как правило, сочетается со склонностью к денатурации уже при температурах порядка С . Рис. Температурная зависимость водороднодейтериевого обмена аденилат киназами из . Данные взяты из работы . Обнаружены, однако, экстремофильные белки, не отличающиеся по конформационной жсткости от своих мезофильных гомологов. В качестве примера таких белков можно привести рубредоксин, выделенный из Р. Физикохимические отличия экстремофильных белков от мезофильных. В термостабильности ферментов выделяют термодинамическую и кинетическую стабильность.