|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Биоинформатический анализ субстратной специфичности ферментов семейства пенициллинацилаз дипломная работа (Специалист)
- Научные руководители: Суплатов Д.А., Швядас В.К.
- Автор: Шалаева Д.Н.
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2012
- Аннотация: Проведен биоинформатический анализ структурной организации ферментов семейства пенициллин G ацилаз и ихгомологов. Показано, что гомологи пенициллинацилаз широко представлены в суперсемействе Ntn-гидролаз ферментами, которые катализируют реакцию гидролиза амидной связи по сходному механизму, однако принципиально отличаются по субстратной специфичности. Создана база данных ферментов семейства Ntn-гидролаз, которая объединяет геномную и структурную информацию о гомологичных семействах пенициллин G ацилаз, цефалоспоринацилаз, ацилгомосеринлактон гидролаз, пенициллин V ацилаз, гидролаз желчных кислот, ацетил- КоА:изопенициллин N ацилтрансферраз, аспартат-продуцирующих ферментов и изомераз (ацилтрансферраз). Получены данные о распределении типов аминокислотных остатков по подсемействам ферментов с различными свойствами. Созданная база данных делает возможным систематическое изучение структурно-функциональных взаимосвязей в суперсемействе Ntn-гидролаз, а также может быть использована для создания фокусированных библиотек для белковой инженерии. Были выявлены два структурно-обособленных кластера аминокислот, которые могут определять различия в субстратной специфичности ферментов: остатки области связывания ацильной группы субстрата и остатки, участвующие во взаимодействиях с нуклеофильным ядром и уходящей группой. Методом молекулярного докинга природных субстратов пенициллинацилазы и её гомологов в структуры нативной и измененной пенициллин G ацилазы из E.coli было показано, что замена специфических остатков на соответствующие остатки из гомологичных ферментов приводит к уменьшению сродства фермента к его природному субстрату, но увеличивает аффинность к субстратам соответствующих гомологов. Так, показано улучшенное связывание глутарил-7- аминоцефалоспорановой кислоты при внесении тройной замены F24βL/V56βN/L177βA; цефалоспорина С при замене F146αK/P49βM/I177βG; пенициллина V при замене F24βL/L177βY. Молекулярное моделирование точечных замен остатков, лежащих в области связывания нуклеофильной части субстратов с помощью молекулярной динамики фермент-субстратных комплексов выявило влияние остатков Arg145α и Phe146α на подвижность нуклеофильной части субстрата и, как следствие, ориентацию амидной связи субстрата относительно каталитического остатка. Описана группа специфических остатков, участвующих в процессе катализа. Показано, что эти остатки могут оказывать влияние непосредственно на процесс каталитического превращения путем активации каталитического нуклеофила (Arg263β, Glu23β, Trp240β) или участвуя в стабилизации интермедиата (Thr68β, Asn178β).
- Добавил в систему: Суплатов Дмитрий Андреевич