|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Молекулярный кислород как субстрат фермента лакказадипломная работа (Специалист)
- Научные руководители: Вржещ П.В., Трушкин Н.А., Филимонов И.С.
- Автор: Подковкина А.Н.
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2011
- Аннотация: Белки, содержащие атомы меди как кофакторы, крайне важны для большого числа реакций клеточного метаболизма многих организмов. Они вовлечены в фотосинтез, окислительное фосфорилирование, катаболизм различных питательных веществ, а так же токсичных соединений. Наличие атомов меди в белковой глобуле позволяет белкам катализировать реакции, включающие процесс передачи электронов, поскольку атомы меди в составе белка способны принимать и отдавать электроны, изменяя степень окисления с CuII до CuI и наоборот соответственно. Самые простые медьсодержащие белки, такие как пластоцианины растений или азурины бактерий, выступают как простые переносчики в цепи передачи электронов. Более сложные медьсодержащие белки являются оксидоредуктазами, т.е. ферментами, катализирующими реакции окисления\восстановления. Примерами таких ферментов могут служить лакказа, нитритредуктаза, церулоплазмин, аскорбатоксидаза. Некоторое количество медьсодержащих ферментов имеют несколько атомов меди в активном центре. Комбинирование различных медьсодержащих сайтов в одной молекуле белка позволяет ферменту последовательно принимать несколько электронов. Данное свойство наиболее важно, когда в качестве акцептора электронов используется молекулярный кислород, т.к. производные кислорода, полученные одноэлектронным переносом, крайне вредны для клетки. Обычно подобного рода оксидазы содержат в своем составе 2 или 4 атома меди и катализируют окислительно-восстановительную реакцию, в которой электроны от донора электронов переносятся на молекулюрный кислород, с последующим его восстановлением до воды или гидропероксида. Примерами таких ферментов могут служить церулоплазмин, аскорбатоксидаза, ферредоксин, а так же лакказа. Церулоплазмин (EC 1.16.3.1) – это ферредоксин млекопитающих, участвующий в регулировании постоянного уровня железа в плазме. Растительная аскорбатоксидаза (EC 1.10.3.3), по-видимому, вовлечена в регулирование окислительно-восстановительного потенциала при росте клеток, но более конкретная функция этого белка на данный момент неизвестна. Лакказа (n-дифенол: кислородоксидоредуктаза, EC 1.10.3.2) – медьсодержащая оксидаза, в активном центре которой располагается уникальный ансамбль из 4 атомов меди. Данный фермент представлен, главным образом, в растениях и грибах, где выполняет разнообразные функции. На сегодняшний день выделено и охарактеризовано более 100 лакказ из различных источников: грибы, растения, насекомые и бактерии. Большинство охарактеризованных грибных лакказ являются внеклеточными ферментами. По-видимому, локализация лакказы связана с выполняемыми ею физиологическими функциями и/или определяется количеством субстратов, доступных ферменту. Внутриклеточные лакказы могут принимать участие в трансформации низкомолекулярных фенольных соединений, образующихся в клетке [20]. Лакказа является важным промышленным ферментом за счет своей способности окислять большое количество субстратов, имеющих отношение к промышленности. По каталитическим свойствам, субстратной специфичности и биотехнологическому потенциалу лакказа – практически идеальный катализатор для «зеленой» химии. Тем не менее, промышленное использование лакказ ограничено, прежде всего, отсутствием их крупномасштабного производства и, как следствие, высокой стоимостью ферментных препаратов. Большая часть практически значимых лакказ выделены из базидиальных грибов, что повлияло на выбор объекта исследования данной работы. Несмотря на высокую важность лакказы для промышленности и большое количество исследований, ей посвященных, остается много «белых» пятен в наших знаниях относительно этого фермента. В том числе, до сих пор точно не известен его каталитический механизм. Наряду с донором электронов в ферментативной реакции лакказы принимает участие молекула кислорода. Между тем работ, посвященных исследованию влияния концентрации этого субстрата на ферментативную активность практически нет.
- Добавил в систему: Трушкин Никита Андреевич