Рациональный дизайн ферментов для биотехнологии

Тишков, В.И.; Алексеева, А.А.; Голубев, И.В.; Федорчувк, В.В.; Каргов, И.С.; Зарубина, С.А.; Долина, И.А.; Атрошенко, Д.Л.; Захарова, Г.С.; Полозников, А.А.; Виролайнен, Т.С.; Ковалевский, Р.П.; Степашкина, А.В.; Чубарь, Т.А.; Упоров, И.В.; Скляренко, А.В.; Яроцкий, С.В.; Савин, С.С.

Авторы: Тишков В.И., Алексеева А.А., Голубев И.В., Федорчувк В.В., Каргов И.С., Зарубина С.А., Долина И.А., Атрошенко Д.Л., Захарова Г.С., Полозников А.А., Виролайнен Т.С., Ковалевский Р.П., Степашкина А.В., Чубарь Т.А., Упоров И.В., Скляренко А.В., Яроцкий С.В., Савин С.С.
Сборник: Материалы VIII Московского международного конгресса "Биотехнология: состояние и перспективы развития" 17-20 марта 2015 г., Москва, Россия
Том: 2
Тезисы
Год издания: 2015
Место издания: ЗАО "Экспо-биохим-технологии", РХТУ им.Д.И.Менделеева Москва
Первая страница: 452
Последняя страница: 453
Аннотация: Биокатализаторы и белки все более активно используются во всех отраслях современной науки, промышленности, медицины. Характерной чертой является то, что для практического применения используют ферменты и белки, оптимизированные под конкретную задачу. Известны различные методы неупорядоченного и упорядоченного мутагенеза, которые были успешно применены для этих целей. В настоящее время все более широкое применение находит метод рационального дизайна, отличительной чертой которого являются: 1) предварительный анализ структуры фермента (экспериментальной или модельной), на основании которого выбираются перспективные положения для введения аминокислотных замен; 2) моделирование структуры потенциальных мутантов и отбор лучших и только после этого проводится направленный мутагенез. Такой подход позволяет существенно сократить как количество анализируемых мутантов, так и предсказать и получить мутантные ферменты, которые не могут быть получены методами неупорядоченного мутагенеза (направленная эволюция, генная мозайка и др.). В наше лаборатории проводятся систематические исследования структуры и функции ряда важных биотехнологических ферментов: формиатдегидрогеназы, оксидазы D аминокислот, пенициллинацилазы, гидролазы эфиров альфа-аминокислот, пероксидазы табака и из корней хрена и др. Для большинства из них экспериментальные структуры были получены нами. Например, только у нас имеется трехмерная структура оксидазы D аминокислот, что обеспечивает лидерство по белковой инженерии этого фермента. В результате применения метода рационального дизайна для каждого фермента было получено до 50 различных мутантов. Эти мутанты были выделены и охарактеризованы. В случае формиатдегидрогеназы были получены новые биокатализаторы регенерации NAD(P)H, которые превосходят все известные мировые аналоги. В случае оксидазы D аминокислот получены мутанты с повышенной термостабильностью и заданным узким профилем субстратной специфичности и повышенной каталитической активностью с цефалоспорином С. В случае пенициллинацилазы сконструирован и получен в активной форме пермутированный фермент, состоящий из одной полипептидной цепи в отличие от природного фермента, являющегося гетеродимером и получающегося путем трехстадийной посттрансляционной модификации. Генно-инженерная гидролаза эфиров альфа позволила достичь в синтезе ряда цефалоспориновых и пенициллиновых антибиотиков выходы до 94-98%. Для пероксидазы табака получены дву рентгеновские структуры с использованием которых получены мутанты с повышенной активностью и операционной стабильностью. В случае ФАД-монооксигеназного домена MICAL и HIV пролилгидроксилазы созданы рекомбинантные штаммы E.coli – суперпродуценты целевых ферментов, разработаны методики их рефолдинга и новые методы детекции активности. Работа выполнена при финансовой поддержки Российского фонда фундаментальных исследлований (гранты 13-04-01907-а, 13-04-01909-а, 13-04-02013-а, 14-04-00865-a, 14-04-01312-a, 14-04-01625-a, 14-04-01665-a, 14-04-31194-мол_а, 14-04-32011-мол_а, 14-04-32064-мол_а, 14-04-32042-мол_а и 14-04-32309-мол_а.
Добавил в систему: Тишков Владимир Иванович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ИНХС РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ИНХС РАН

Рациональный дизайн ферментов для биотехнологиитезисы доклада

Прикрепленные файлы