Биосинтез, выделение, свойства и применение бактериальной протеазы ЕСР32, ограниченно расщепляющей актин

• Автор: Морозова, Алевтина Владиславовна
• Шифр специальности: 03.00.23, 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 190 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Протеиназы микроорганизмов

1.1.1. Номенклатура и классификация протеолитнчсскнх ферментов

1.1.2. Ингибиторный анализ в исследовании протеиназ

1.1.3. Отдельные представители. Сериновые протеиназы.

Цистеиновые протеиназы. Аспарагиновые протеиназы. Металлопротеиназы. ротеолиз в ii i.

1.2. Бактериальная нротеаза ЕСР как высокоспеин

1.2.1. Ограниченный протеолиз как метод исследования структуры

и функции белков

1.2.2. Актин и его протеолиз
1.2.3. Протеолиз актина бактериальной протеазой ЕСР
1.2.4. Специфические воздействия на актин в живой клетке
1.3. Возможные Функции протсазы ЕСР
1.3.1. Протеазы в бактериальной агрессии
1.3.2. Возможные субстраты ЕСР в организме продуцента
1.4. Биосшпез и выделение бактериальных протеиназ
1.4.1. Влияние условий культивирования на рост бактерий и синтез нейтральных протеаз
Влияние состава питательных сред. Влияние и солености среды. Влияние аэрации и перемешивания. Влияние ценообразования и пеногашения
1.4.2. Принципы сравнения систем выращивания микроорганизмов
1.4.3. Стратегия выделения и очист ки протеиназ
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВЛ1 ПАЯ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование условий биосинтеза протеазы ЕСР и масштабирование процесса ферментации продуцента
3.1.1. Состав питательной среды д.тя выращивания продуцента
протеазы
3.1.2. Аэрация и перемешивание
3.1.3. Псногашекис
3.1.4. Ферментация в АНКУМе
3.1.5. Ферментация в аппарате АВ
3.1.6. Двухфазное культивирование продуцента. Чувствительность
к антибиотикам
3.2. Очистка фермента и получение антител
3.3. Ингибирование и реактивация протеазы ЕСР
3.4. Локализация пептидных связей, гидролизуемых
протеазой ЕСР, в первичной структуре субстратов
3.5.Субстраты протеазы ЕСР из экстракта продуцента Протеолиз белка теплового шока ОпаК.
3.6. Действие внутриклеточного введения протеазы ЕСР
на актиновый цитоскелет
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


У микроорганизмов обнаружены и описаны протеиназы всех четырех основных групп. Нужно отметить также, что ферменты микроорганизмов делятся на две большие группы по их локализации внутриклеточные и внеклеточные секретируемые i, , причем грамположигельные микроорганизмы секретируют ферменты в окружающую среду, а грамотрицательные микроорганизмы в периплазматическое пространство. Кроме того, протеиназы микроорганизмов иногда классифицируются иными способами, например, на основе среды, в которой они активны кислые, нейтральные, щелочные, на основе их способности гидролизовать специфические белки кераткназы, эластазы, коллагеназы и т. , . Ссрнновые протеиназы. . Наиболее детально изучены секретируемые сериновые протеиназы бактериального происхождения, главным образом из рода i. Впервые эти ферменты были выделены из культуральной жидкости . Позднее показали, что подобные ферменты синтезируются разными видами бацилл , v, и таксономичсски отстоящих микроорганизмов, например, термитаза из i vi Тепляков и др. К из iii , . i Лавренова и др. Показано участие секрегируемых сериновых протеиназ в процессе спорообразования, предполагается, что они необходимы для начата споруляции и. Дтя многих сериновых протеиназ характерно наличие ионов Са2 в структуре молекулы, но, в отличие от мсталлофермснтов. В кристаллических структурах многих сериновых протеиназ обнаружено по два иона кальция, а термитаза имеет третий центр связывания Са2, и это, повидимому, обеспечивает ей повышенную термостабильность Тепляков и др. Интересен пример активации одной из сериновых протеиназ протеазы IV из . Мп2 предполагается, что ионы марганца вызывают конформационные изменения белка , . Среди ферментов субтилизинового типа выделяется особая группа, отличающаяся от истинных субтилизинов содержанием в структуре молекулы группы групп. Эти ферменты называются тиолзависимыми ссриновыми протеазамн, они ингибируются наряду с ДФФ и ФМСФ еще и регагентами, то есть 2 и ПХМБ. В эту группу входят упомянутая выше протеиназа К, щелочные протеиназы из . . v . Васильева и др , иротеиназа из vi Хайдарова и др. Наряд с секретируемыми сериновыми протеиназами активно изучаются и внутриклеточные ссриновыс протсиназы, обнаруженные у широкого круга микроорганизмов. Выделенные, например, из разных видов и штаммов рода i, внутриклеточные сериновые протеиназы ВСП близкородственные ферменты, обладающие рядом общих черт, существенно отличающих их от сскрстируемых субтилизинов тех же штаммов. В частности, для ВСП характерны более ярко выраженная зависимость от ионов кальция, чем для субтилизинов. Показано также, что молекула ВСП является димером. Димерны и другие внутриклеточные сериновые протеиназы микроорганизмов, в частности, протеиназы 1, И, . i . . , . Для В СП характерна высокая удельная активность на низкомолскулярных синтетических субстратах и низкая по отношению к нативным белкам, и вообще общепризнано, что внутриклеточные протеиназы обладают более узкой специфичностью, нежели внеклеточные. Предполагают, что это связано с димерностью внутриклеточных ферментов Стронгнн, Степанов, . Вероятно, димерная структура протеазы стерическн ограничивает проникновение нативных глобулярных белков в потенциально высокоэффективные каталитические центры фермента. Стерическое ограничение специфичности внутриклеточных протеаз димеризацией идентичных полипептидных цепей, каждая из которых способна проявлять высокую активность и широкую специфичность, весьма часто реализуется в мире бактерий. Это, повидимому, защищает нативные белки от случайного протеолиза i viv, но обеспечивает достаточно быстрый, селективный и надежный протеолиз денатурированных, мутантных или поврежденных клеточных полипептидов. Это предположение подтверждается, в частности, исследованием действия ВСП .