Сравнительный анализ структурно-функциональных особенностей глюкоамилаз из Saccharomyces cerevisiae и Aspergillus awamori

• Автор: Кожокина, Оксана Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 177 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. Современные представления о механизме действия ферментов

ГЛАВА 2. Структурнофункциональные свойства амилолитических ферментов.

2.1. Основные представления о структурных особенностях амилаз.

2.2. Физикохимические свойства и механизм действия

амилолитических ферментов.

2.3. Применение амилолитических ферментов.

2.4. Особенности структуры и функции глюкоамилазы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 3. Объекты и методы исследований
3.1. Объекты исследований.
3.2. Методы исследований
3.2.1. Глюкозооксидазный метод определения каталитической активности глюкоамилазы.
3.2.2. Очистка и определение молекулярной массы ферментов
методом гельхроматографии.
3.2.3. Подготовка образцов для анализа методом инфракрасной спектрофотометрии ИКС.
3.2.4. Аналитический электрофорез белков по модифицированному методу Дэвиса.
3.2.5. Цифровая методика дифференциальнотермического анализа ДТА для исследования процесса термической инактивации белков
3.2.6. Метод получения компьютерных моделей пространственной структуры белковых молекул на базе программы Мо1Ьспр1.
3.2.7. Фотоокисление белков в присутствии метиленового голубого
3.2.8. Статистическая обработка результатов экспериментов.
ГЛАВА 4. Выделение, очистка и исследование некоторых физикохимических свойств глюкоамилаз из vii ЛВ7 и
i i
ГЛАВА 5. Кинетикотермодинамические аспекты процесса термической
инактивации глюкоамилаз
ГЛАВА 6. Сравнительный анализ аминокислотных последовательностей и особенностей вторичной структуры глюкоамилаз различного
происхождения
ГЛАВА 7. Особенности строения активного центра глюкоамилазы.
Молекулярный механизм катализа реакции гидролиза крахмала
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Расшифровка пространственного строения этого белка была начата Д. Филлипсом и сотруд. Методом РСА показано, что при вхождении субстрата в активный центр лизоцима его полость сужается и более плотно зажимает молекулу полисахарида. В настоящее время имеются сведения о пространственной организации большого числа белковых молекул. Наличие предуготовленной для субстрата полости обнаружено путем рентгенографии у многих ферментов карбоксипептидазы, рибонуклеазы, амилаз и др. Разрабатываемые программы компьютерного моделирования молекул белка на основе результатов РСА, наиболее совершенной из которых является i Р. i, , позволяют получать наглядные трехмерные изображения протеинов, что особенно актуально для ферментов, так как появляется возможность поновому осмыслить данные экспериментальных исследований их кинетикотермодинамических свойств и выявить дополнительные аспекты молекулярных механизмов ферментативного превращения субстрата. Помимо РСА для распознавания пространственной архитектуры белков в настоящее время предлагаются и другие методы. Ш.Р. Сюняев и сотруд. Топографию поверхности белковых глобул и их комплексов . . vi . Информацию о доступной поверхности макромолекул белка Б. Н. Богачева и сотруд. Конформационная подвижность белковых глобул обусловлена, повидимому, наличием доменов, создающих предпосылки для высокой внутренней гибкости, мобильности протеиновых молекул. М. Карплус для определения подвижности остатков в структуре ингибитора трипсина, выделенного из поджелудочной железы быка, предложил использовать расчетный метод молекулярной динамики . В.М. Мажуль и сотруд. Существенный вклад в изучение динамики белковых молекул вносят методы мессбауэровской абсорбционной спектроскопии и рэлеевского рассеяния мессбауэровского излучения , . Установлено, что поверхностный слой белковой глобулы характеризуется значительно большей подвижностью, чем внутреннее ядро. Высокая динамичность присуща длинным и, как правило, хорошо гидратированным боковым цепям лизина. Нередко значительной подвижностью обладают петли нерегулярной структуры, локализованные на поверхности белковой глобулы , . Активный центр фермента характеризуется более жесткой конформацией по сравнению с полипептидной цепью, что способствует сближенности и особой ориентации его функциональных групп . Анализ данных литературы 1, 5, 7, , , позволяет заключить, что активный центр фермента является весьма сложной структурой, представленной системой отдельных участков сайтов, каждый из которых связывает мономерный остаток полимерного субстрата. Часто он имеет форму щели полости в структуре белковой глобулы в других случаях он занимает обширную область макромолекулы фермента. Как правило, в формировании активного центра энзима принимают участие несколько аминокислотных остатков, имеющих различные по реакционной способности функциональные группы i, , , , и др. Общим для большинства ферментных систем является то, что субстрат связывается с их активным центром двумя или большим числом точек. Образование многоточечных комплексов способствует тому, что полипептидные цепи белка, и особенно боковые группы аминокислотных остатков, не зафиксированы слишком жестко и подвижны. Важную роль в образовании ферментсубстратного комплекса играет повышенная микровязкость активного центра. При сорбции активным центром молекулы субстрата она переходит из водного окружения в окружение, созданное аминокислотными остатками и молекула субстрата оказывается в поле сильных электрических взаимодействий между реагентами, вносящими существенный вклад в энергетику ферментативного катализа. Стохастические движения боковых групп на поверхности белка формируют мобильную зону между подвижным растворителем и жестким ядром белковой молекулы, а их высокая скорость обеспечивает быстрый отбор конформеров, специфически фиксируемых в области взаимных контактов при образовании функциональных комплексов белка с низко и высокомолекулярными партнерами ,. Л.Е.