|
PresentationsIn silico search for charged and hydrophobic amino acid residues on the surface of ficin, bromelain and papain moleculesVoronezh state university, Biophysics and biotechnology department Гетерогенные катализаторы на основе протеолитических ферментов имеют широкие перспективы применения в промышленности и медицине. Иммобилизация молекул протеаз позволяет повысить их устойчивость к денатурирующим факторам, а также предотвратить автолиз. Адсорбция ферментов на поверхности носителя за счет слабых электростатических и гидрофобных взаимодействий оказывает меньшую степень влияния на структуру молекул энзимов по сравнению с ковалентным связыванием.
Объектами исследования являются бромелин (PDB ID: 1W0Q), папаин (PDB ID: 9PAP) и фицин (PDB ID: 4YYW). Идентификацию аминокислотных остатков, находящихся на поверхности молекул ферментов (доступных растворителю не менее, чем на 20%), проводили с использованием программы Swiss PDB Viewer, определение локализации аминокислотных остатков осуществляли в программе Maestro.
В области активного центра бромелина обнаружены два локальных скопления положительно заряженных аминокислотных остатков – 1) Lys144, Lys174, Lys175, Lys179 и 2) Lys59, Lys64, Arg 70, Lys90, Lys93, Lys97. Кроме того, в данной области локализованы гидрофобные аминокислотные остатки Pro22, Ala92, Tyr61, Trp67, Tyr142, Trp180. Поверхность молекулы папаина характеризуется наличием положительно заряженных остатков Arg58, Arg93, Lys139, Arg145 и Lys156, отрицательно заряженного остатка Asp158 и гидрофобных остатков Gly20, Tyr61, Val91, Ala137 и Val157 вбизи активного центра. Анализ поверхности молекулы фицина показывает наличие положительно заряженных остатков Lys21, Lys61, Lys66, Arg94, Lys95 и Lys145, отрицательно заряженных остатков Glu146, Asp161 и Glu212 и гидрофобных остатков Pro58, Tyr60, Leu63, Trp69, Val158, Ala159 и Trp184 в области активного центра.
Наличие сайтов связывания с носителями в непосредственной близости к активному центру может указывать на высокую вероятность экранирования субстрата носителем и, как следствие, потери катализатором активности. В связи с этим можно предположить, что в наибольшей степени активность бромелина, папаина и фицина будет сохраняться при их иммобилизации на положительно заряженных матрицах, поскольку для них на поверхности данных ферментов имеется наименьшее количество сайтов связывания в области активных центров. При этом более перспективной является разработка гетерогенного катализатора на основе иммобилизованного на положительно заряженном носителе бромелина, поскольку в области активного центра на поверхности этого фермента отсутствуют отрицательно заряженные аминокислотные остатки.
|
