Гидролитические ферменты морских бактерий, модифицирующие биополимеры : молекулярное клонирование и свойства

• Автор: Балабанова, Лариса Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

I. ОГэЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И РОЛЬ ГИДРОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ МОРСКИХ БАКТЕРИЙ.

2. ГИДРОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ, МОДИФИЦИРУЮЩИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ

2.1. СПЕЦИФИЧНОСТЬ И МЕХАНИЗМДЕЙСТВИЯ ГЛИКОЗИДГИДРОЛАЗ.И

2.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЛИКОЗИДГИДРОЛАЗ.

2.3. СУБСТРАТЫ ОГЛИКОЗИДГИДРОЛАЗ.

2.4. аГАЛАКТОЗИДАЗЫ

2.4.1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ аГАЛАКГОЗИДАЗ

2.4.2. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА аГАЛАКТОЗИДАЗ.
2.4.3. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА аГАЛАКТОЗИДАЗ
2.4.4. СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ аГАЛАКТОЗИДАЗ.
3. ГИДРОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ, МОДИФИЦИРУЮЩИЕ ПОЛИНУКЛЕОТИДЫ
3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ НУКЛЕАЗ
3.2. СУБСТРАТЫ НУКЛЕАЗ
3.3. ЩЕЛОЧНЫЕ ФОСФАТАЗЫ.
3.3.1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЩЕЛОЧНЫХ ФОСФАТАЗ
3.3.2. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА ЩЕЛОЧНЫХ ФОСФАТАЗ
3.3.3. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЩЕЛОЧНЫХ ФОСФАТАЗ
3.3.4. СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЩЕЛОЧНЫХ
ФОСФАТАЗ
И. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
. СКРИНИНГ ОГЛИКОЗИДГИДРОЛАЗ И ЩЕЛОЧНЫХ ФОСФА ТАЗ В МОРСКИХ
БАКТЕРИЯХ И ХАРАКТЕРИСТИКА ШТАММОВ
2. аГАЛАКТОЗИДАЗА ИЗ МОРСКОЙ БАКТЕРИИ РЯЕ1ЮОАЬТЕ1ЮМОШЯ ЯР
2.1. ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА аГАЛАКТОЗИДАЗЫ .
2.2. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ СВОЙСТВА аГАЛАКТОЗИДАЗЫ
2.3. ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА аГАЛАКТОЗИДАЗЫ .
2.4. ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА аГАЛАКТОЗИДАЗЫ
2.5. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ аГАЛАКТОЗИДАЗ И СЕМЕЙСТВ.
2.6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ аГАЛАКТОЗИДАЗЫ .
2.7. ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ аГАЛАКТОЗИДАЗ
3. ЩЕЛОЧНАЯ ФОСФАТАЗА ИЗ МОРСКОЙ БАКТЕРИИ СОВЕТЫ I
3.1. ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ СОВЕТЫ I
3.2. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ СОВЕТЫ I
3.3. ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ СОВЕТЫ I
3.4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ СОВЕТЫ I.
3.5. ЭКСПРЕССИЯ ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ СОВЕТЫ I.
3.6. ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЙА1ЫЛИЗЩЕЛОЧНЫХФОСФАТАЗ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Инверсия, как известно, часто сопутствует реакциям одноактного замещения, в которых разрыв и образование связи происходят синхронно в один этап . В этом случае, на первом этапе происходит такое же протонирование гликозидного кислорода общей кислотой с образованием промежуточного соединения в виде оксокарбоний иона, который на втором этапе атакуется нуклеофилом воды с образованием сопряженного основания кислотного катализатора Рис. Рис. Механизм катализа гликозидаз а экзотип с инверсией Ь эндотип с сохранением конфигурации и образованием карбоксилиона с эндотип с сохранением конфигурации и образованием ковалентного интермедиата. Для гидролаз, сохраняющих конфигурацию продуктов реакции, возможно образование промежуточного продукта либо в виде оксокарбоний иона, который электростатически стабилизируется за счет карбоксильного остатка, либо в виде ковалентного соединения Рис. Гликозидтрансферазы действуют по похожему принципу, с той разницей, что на втором этапе вместо нуклеофила вступает в реакцию нередуцирующий конец моносахарида, стимулирующий образование сопряженного основания кислотного катализатора . КЛАССИФИКАЦИЯ ГЛИКОЗИДГИДРОЛЛЗ Классификация гликозидгидролаз, основанная на типе каталитической реакции и субстратной специфичности, не дает общего представления об эволюции ферментов и их структурных особенностях аминокислотной последовательности и пространственной организации молекул. В году Хенриссат предложил объединить гликозидгидролазы в семейства по принципу сходства аминокислотных последовательностей Табл. Табл. Гликозидаза Номенклатура Е. Амил аза 3. Галактозидаза 3. Фукозидаза 3. Агараза 3. Глкжозидаза 3. ЬИдуроназа 3. Маннозидаза 3. Амилоглкжозидаза 3. Арабинофуранозидаза 3. РАмилаза 3. РГалактозидаза 3. Глюкуронидаза 3. Глюкозидаза 3. Маннаназа 3. Ксилозидаза 3. Целлобиогидролаза 3. Ци клодскстри наза 3. Целлодекстри наза 3. Циклодекстрингликозилтрансфераза 2. Хитин аза 3. Нсйраминидаза 3. Дскстраназа 3. Ацетилагал акгозам и1 и даза 3. Ацетил Рглюкозаминидаза ЫАВСШ 3. Эндоглкжаназа 3. ЭндоЫацетилрглюкозаминидаза 3. Экзо1,33глюканаза 3. Экзорфруктозидаза 3. Некоторые семейства оказались моноспецифичными, например, аачилазы и циклодскстрингликозилгидролазы были объединены по этому принципу в семейство , отличающееся общим каталитическим доменом. Однако некоторые гликозидгидролазы, имеющие схожую специфичность, попали в разные семейства, т. Так, эндоглюканазы можно обнаружить в десятке различных семейств Табл. Такая классификация, конечно, больше отвечает требованиям структурного исследования, нежели субстратной специфичности, но она помогает отследить общие корни происхождения и эволюции ферментов и их связь между собой, а также является удобным инструментом для пополнения или извлечения механистической информации . В связи с быстрым пополнением баз данных первичными структурами гликозидгидролаз к году уже насчитывалось семейств и более 0 гликозидгидролаз . ГашассС. С тех пор, как появились данные об упаковке белковой молекулы гликозидгидролаз в пространстве, некоторые семейства стали объединять в кланы . Так как информация о пространственной структуре большинства гликозидгидролаз еще отсутствует, пока удалось выделить кланов, включающих семейств, которых объединяет не только идентичная упаковка молекул, но и механизм действия фермента. Оструюур в виде цилиндров Табл. Более всех гликозидгидролаз имеют каталитические домены фа типа кланы вНА, вНО, ОНН, вНК . Табл. СУБСТРАТЫ ОГЛИКОЗИДГИДРОЛАЗ Б природе субстратами Огликозидгидролаз чаще всего являются гликозиды. Молекула гликозида состоит из углеводного гликон и неуглеводного агликон Я компонентов. При гидролизе углеводный остаток атакуется по ацетальной связи при первом атоме углерода Сь считая от агликонового остатка гликозида. Если углеводным компонентом является галактоза, то гликозид будет называться агалактозидом. Агликоном может быть остаток какоголибо спирта, стерола, фенола и т.