Структуры комплексов бактериальных формиатдегидрогеназ с коферментом и субстратом

• Автор: Филиппова, Екатерина Валерьевна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Обзор литературы

1.1. Рентгеноструктурное исследование специфичных дегидрогеназ

2гидрокси кислот.

1.1.1. Структура специфичных дегидрогеназ.

1.1.2. Связывание кофермента и субстратов с специфичными дегидрогеназами

1.2. Структура А Эзависимой формиатдегидрогеназы из

метилогрофных бактерий .1

1.2.1. Общая характеристика бактериальных зависимых формиатдегидрогеназ

1.2.2. Пространственные структуры апо и холоформы формиатдегидрогеназы Сравнение со структурами специфичных дегидрогеназ
1.2.3. Структура активного центра холоформы формиатдегидрогеназы
1.2.4. Модель связывания формиатиона в активном центре фермента.
2. Материалы и методы исследования
2.1. Получение кристаллов комплексов формиатдегидрогеназы из бактерий
. 1 и vx . С2.
2.2. Сбор и обработка дифракционных данных
2.3. Решение и уточнение структур.
2.4. Съемка и обработка данных малоуглового рассеяния.
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Новая кристаллическая модификация апоформы формиат дегидрогеназы
из бактерий .
3.2. Структура формиатдегидрогеназы в комплексе с формиатионом
3.3. Структуры мутантных форм формиатдегидрогеназы.
3.4. Кристаллическая структура новой формиатдегидрогеназы из бактерий x .2.
3.4.1. Кристаллическая структура комплекса формиатдегидрогеназы из бактерий x р.С2 с формиатом
3.4.2. Кристаллическая структура комплекса формиатдегидрогеназы из мстилотрофных бактерий x .2 с и азидионом
3.5. Исследование свободного фермента, двойных и тройных комплексов формиатдегидрогеназы методом малоуглового рентгеновского рассеяния.
Основные результаты работы и выводы.
Список цитируемой литературы


В силу простоты структуры субстрата формиатпопа и отсутствия в ходе каталитической реакции стадий переноса протонов II изучается как модельный фермент для выяснения основных закономерностей переноса гидридиона в активном центре специфичных дегидрогеназ. На сегодняшний момент детально исследованы две пространственные структуры из метилотрофных бактерий . и тройной комплекс азидион холоформа . Молекулы в структурах свободного белка и тройного комплекса различаются относительным положением доменов. Апоформа имеет открытую конформацию, а холоформа закрытую. Конформациониые перестройки молекулы во время ферментативного процесса относят к одному из основных свойств специфичных дегидрогеназ. Конформационные перестройки при переходе молекулы в закрытую продуктивную конформацию могут быть вызваны связыванием ферментом молекулы , формиата или их одновременным связыванием. Получение структур двойных и тройных комплексов с субстратом формиатионом, коферментом и его аналогами позволит расширить представления о молекулярном механизме катализа и понять причины изменения структуры ферментов данного семейства. Данная работа посвящена реитгеноструктурному исследованию структур из метилотрофных бактерий . x . С2, их двойных и тройных комплексов с формиатом, , аналогом , а также изучению структур мутантных форм из бактерий . В рамках данного исследования были решены следующие задачи 1 получены кристаллы комплексов из метилотрофных бактерий . и x . 2 с формиатом, , а также кристаллы мутантных форм из бактерий . I1 2 проведено решение структур 3 проведен сравнительный анализ структуры апоформы II в двух разных кристаллических модификациях и исследовано влияние кристаллографического окружения на структуру молекулы 4 проведен сравнительный анализ структур из метилотрофных бактерий . x . ОП и е мутантных форм 6 обсуждены причины структурных изменений молекулы фермента в процессе ферментативного катализа на основе данных рентгеноструктурного анализа и малоуглового рентгеновского рассеяния. Рентгеноструктурное исследование Испсцифпчных дегидрогеназ 2гидро кси кислот. Структура Пепецифнчпых дегидрогеназ. ЫА0Р7ЫА0РИ в качестве кофермента 1. В таблице I представлены ферменты суперсемейства Оспсцифичимх дегидрогеназ 2гидрокси кислот, субстраты и катализируемые ими реакции. Сравнение первичных последовательностей ферментов суперсемейства Эспецифичиых дегидрогеназ приведено на рисунке I. Реакция I помимо взаимодействия субстрата и кофермента в общем случае включает стадию переноса протона. Биохимические свойства белков данного семейства суммированы в работе 2. . i 1 9 АТЛ VI ,. 5 . 5 VI. Рисунок 1. Сравнение аминокислотных последовательностей белков суперсемейства специфичных дегидрогеназ 2гидроксикислот. из . . связываюшему домену ,6 из ii , идентичность по полной последовательности и по связывающему домену ,8 из ii i, идентичность по полной последовательности и по связывающему домену ,5 i из i i, идентичность по полной последовательности и по связывающему домену ,9 , из i vi, идентичность по полной последовательности и по связывающему домену ,8 . Элементы вторичной структуры по структуре I представлены красным цветом спирали и синим цветом Синим цветом показаны элементы вторичной структуры коферментсвязывающего домена. Консервативный молв структур специфичных дегидрогеназ 3 показан фиолетовым цветом Остатки каталитической триады выделены жирным курсивом черного цвета. Сравнение первичных последовательностей белков данного семейства было сделано программой ii xi i на сайте Белковой Базы Данных 4.