Радиоэнзимология - метод исследования свойств и структуры ферментов

• Автор: Орлова, Марина Алексеевна
• Шифр специальности: 15.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 284 с. : ил

1.1 Радиационная инактивация протеолитичсских ферментов

1.1.1 Сериновые протеиназы

1.1.2 Сульфгидрильные протеиназы

1.1.3 Другие типы протеиназ

1 2 Свойства ангиотензинпревращающего фермента

1.3 Структурные и радиационные свойства

пероксидаз растений

1.4 Применение метода радиационной инактивации

ГЛАВА II Материалы и методы

ГЛАВА III Экспериментальные результаты и

обсуждение
3 .1 Характерные виды дозовых зависимостей при
радиолизе ферментов
3 1.1 Протеиназы
3 Ангиотензинпревращающий фермент
3.1.3 Пероксидазы растений
3.2 Зависимость дозового ответа от раствора
3.2.1 Протеиназы
3.2.2 Ангиотензинпревращающий фермент
3.2.3 Растительные пероксидазы
3.3 Влияние среды на дозовый ответ
3.4 Изменение субстратной специфичности под действием облучения
3.4.1 Протеиназы
3.4.2 Ангиотензинпревращающий фермент
3.4.3 Пероксидазы растений 3 . 3.5 Сравнительное изучение методом радиационной
инактивации мутантных форм пероксидазы хрена 7 3.6 Влияние некоторых ионов на конформацию
и дозовый ответ ферментов
3.6.1 Влияние ионов кальция на протеиназы
3.6 2 Влияние ионов кальция и магния на
пероксидазы растений
3.6.3 Влияние концентрации соли на дозовый ответ ангиотензинпревращающего фермента
3.6.4 Влияние концентрации на дозовый ответ
пероксидазы хрена
3.6.5 Влияние ионов цинка на стабильность и дозовый ответ ангиотензинпревращающего фермента
3.7 Математическая модель для обоснования появления активации и чередующихся эффектов осцилляций на дозовых кривых
3.8 Дозовый ответ ферментов при малых дозах облучения на источник типа плазменный фокус
3.9 Возможные применения метода радиоэнзимологии в дозиметрической и медицинской диагностике
Приложение
Основные положения диссертации, вынесенные на защиту
Обозначения
Список литературы


Теоретические представления хорошо согласовались с экспериментальными данными для Хинактивации 1,2 М растворов папаина в фосфатном буфере при 7,4 и Т3К. В случае, когда ккь изменяются параметры радиочувствительности, что обычно приводит к уменьшению инактивации. Авторы работы , считали, что если ферментом является папаин, то в отличии от сериновых протеиназ, он как БНсодержащий фермент предпочтительнее реагирует с гидратированным электроном еач. Основным механизмом инактивации является поражение активного центра именно этим продуктом радиолиза воды и важна только одна активная группа, взаимодействие радикала с которой приводит к инактивации молекулы, т. I. Таким образом, даже если поражение молекулы можно считать одноударным процессом, затрагивающим активный центр, то и тогда возможны отклонения от экспоненциальной зависимости. Если же, как в случае сериновых протеиназ и других ферментов, механизм многоступенчатый и многоударный, то кривая, соответствующая экспоненте может быть только исключением, что было показано позже в наших работах . Предположение о том, что механизм повреждения папаина сводится к повреждению именно активного центра, нашел подтверждение в экспериментах с модифицированным ферментом, а также в том, что наблюдается изменение величины С,п в присутствии ингибиторов , что впрочем, может иметь и другое объяснение, т е. Когда в качестве модификатора использовали цестеамин моносульфоксид, который дает смешанный дисульфид папаинББпапаин, и тетратионат, образующий ион папаинББгОз, наблюдалось увеличение устойчивости таких производных папаина . Таким образом, в отличие от сериновых протеиназ, инактивация сульфгидрильных ферментов отчасти сводится к
повреждению активного центра, в основном, по одноударному механизму, и это обусловливает различие в к и к в уравнении 2, и ведет к отклонению дозовой зависимости от экспоненты. Г идратированные электроны могут продвигаться с большой эффективностью сквозь молекулы белка, и это затрудняет применение теории мишени при расчетах параметров для ферментов даже при облучении в твердом состоянии. С другой стороны эти электроны имеют большое сродство к дисульфидным мостикам , что делает такие оценки все же возможными Как уже отмечалось, дозовые кривые для сериновых протеиназ, которые не являются зависимыми от повреждения непосредственно остатка серина в активном центре, также могут не отвечать экспоненциальной зависимости. Изменение конформации должно иметь место и при облучении папаина в результате образования под действием ионизирующего излучения связей . Такой процесс должен укреплять структуру, но сама эта структура будет иметь измененную конформацию изза факта образования этой связи. Туг, из которых два Туг и Туг находятся вблизи активного центра. Кроме того, большую роль в инактивации папаина играет имидазолтиольная пара и i9, что влияет на взаимодействие фермента с субстратом . Следует подчеркнуть, что вообще роль остатков i в конформационных изменениях и поддержания структуры молекул ферментов велика и мы к ней еще вернемся. Тгр и Туг тоже имеют место. В таблице приведены данные по реакционной способности различных аминокислотных остатков в папаине по отношению к ОН радикалам. Естественно, что первенствуют в этом списке остатки Тгр и Тут. Таблица . ОНрадика лам . Фенил алаНин 4 2 5,5 0,0. АМК аминокислотный остаток. СуБ Еин Туг Тф ОН Еин. Еакгде Е. При этом падение эстеразной активности папаина, как и для сериновых протеиназ, связано с деструкцией остатка Тф. Если вблизи ББмостика находятся ароматические аминокислотные остатки, считается, что вероятность инактивации увеличивается за счет суммы процессов. Действие ионизирующего излучения на дисульфиды и тиолы, как показано на примере урадиолиза цистеаминдисульфида и цистеина ,, дает многочисленные продукты, которые затем вступают во вторичные реакции. Аналогичные процессы влияют и на инактивацию 8Нферментов. Следует отметить, что папай н обладает большей радиочувствительностью по сравнению с такими БНсодержацими ферментами как алкогольдегидрогеназа и глицеральдегид3фосфатдегидрогеназа .