Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

КАРБОГИДРАЗЫ: СТРУКТУРА И СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ

Корнеева О.С. Черемушкина И.В. Свиридова Т.В. Чигирина Н.А.
Одной из наиболее актуальных проблем современной энзимологии является исследование структуры ферментов и расшифровка механизма их каталитического действия. Особого внимания в этих исследованиях заслуживают карбогидразы (О-гликозид-гидролазы), так как реакции ферментативного гидролиза олиго- и полисахаридов обусловлены как сугубо фундаментальными, так и прикладными задачами.

В связи с этим нами исследована структура активных центров и кинетика действия ряда гликозидаз: инулиназы, b-фруктофуранозидазы, b-галактозидазы, что позволило выявить общие закономерности катализируемых ими реакций и развить идею об идентичности механизма расщепления гликозидных связей в олиго- и полисахаридах.

Установлено, что каталитически активными группами в исследованных нами карбогидразах являются карбоксильная группа либо аспарагиновой, либо глутаминовой аминокислот и имидазольная группа гис­тидина Наличие в каталитических центрах карбогидраз карбоксильной и имидазольной групп дает основание считать, что механизм расщепления гликозидных связей в олиго- и полисахаридах этими ферментами идентичен.

Особенности строения активных центров исследуемых ферментов, проявляются в их субстратной специфичности, в частности по отношению к длине субстрата.

Как истинная галактозидаза, b-галактозидаза Penicillium canescens специфична к гликоновой части молекулы субстрата и проявляет меньшую специфичность к агликону.

Специфичность и характер действия фруктозидаз были исследованы в реакциях гидролиза различных фруктозосодержащих поли- и олигосахаридов. Установлено, что инулиназа Aspergillus awamori и кроме инулина способна гидролизовать стахиозу, раффинозу, сахарозу и леван, то есть проявляет химическое сродство как к b-2,1-, так и b-2,6-фруктозидной связи в олигофруктозидах. Анализ продуктов гидролиза субстратов инулиназой из A. awamori методом ВЭЖХ показал, что основным продуктом этой реакции является фруктоза, и фермент относится к экзо-действующим гликозидгидролазам. Активность экзо-инулиназы A. awamori по отношению к левану и b-2,6-фруктоолигосахаридам со степенью полимеризации 3 - 6 выгодно отличает ее от других инулиназ, однако скорость гидролиза левана существенно ниже, чем скорость гидролиза инулина, что объясняется различиями в пространственной структуре этих фруктанов.

Для того, чтобы выяснить, с какими особенностями в молекулах дрожжевых b-фруктозидаз связаны их инвертазная и инулиназная активности, исследовали способность b-фруктозидазы Kluyvermyces marxianus к гидролизу различных фруктоолигосахаридов. Полученная высокоочищенная b-фруктозидаза также гидролизовала наряду с сахарозой раффинозу, стахиозу, инулин и леван. При кислотной и термической инактивации отношение инулазной активности (I) фермента к инвертазной (S) было постоянной величиной. Способность гидролизовать леван отмечена и для некоторых других инвертаз. Проявление активности фермента по отношению к левану заслуживает особого внимания, так как даже многие инулиназы не гидролизуют данный полисахарид. Способность гидролизовать любой субстрат с b-фруктозидной связью не является очевидной особенностью каждой b-фруктозидазы.

Таким образом, изучение структуры активных центров карбогидраз и субстратной специфичности их действия позволило выявить общие закономерности катализируемых ими реакций.


Библиографическая ссылка

Корнеева О.С., Черемушкина И.В., Свиридова Т.В., Чигирина Н.А. КАРБОГИДРАЗЫ: СТРУКТУРА И СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ // Успехи современного естествознания. – 2006. – № 10. – С. 76-76;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11640 (дата обращения: 10.12.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674