Изучение роли алкилоксибензолов в стабилизации и модуляции активности ферментных белков

Связывание биокатализатора с матрицей может достигаться как через непосредственное химическое связывание компонентов, так и через связи, отличающиеся силой, через, так называемое, пространство. Последнее дает присоединенной молекуле биокатализатора большую степень мобильности, так что активность фермента при определенных обстоятельствах может быть даже выше, чем в случае с прямым связыванием биокатализатора с матрицей v . Иммобилизация широко применяется для увеличения операционной функциональной стабильности биокатализаторов. Помимо этого, данный подход позволяет легко контролировать проводимый процесс, моделировать реакцию а также достаточно просто восстанавливать катализатор без его загрязнения i, . Термостабильность при иммобилизации это результат молекулярной жесткости и создания защитного микроокружения вокруг молекулы белка. Среди методов иммобилизации наиболее эффективным в аспекте термостабилизации являются многоточечное ковалентное прикрепление к матрице i . К активно развивающимся областям энзимологии относится разработка биологических методов модификации ферментов. Особенно многообещающим является направление белковая инженерия. За последнее время широкое развитие получило направление, связанное с получением мутантных ферментов. Пионерскими в этой области белковой инженерии были работы по рациональному конструированию проведенные с небольшими ферментативными молекулами лизоцимом Т4, барназой. Параллельно с этим проводились исследования по выделению и характеристике природных гиперстабильных белков, которые внесли значительный вклад в понимание белковой стабильности. На основании полученных знаний был предложен ряд стратегий рациональной белковой стабилизации, некоторые из них, например, энтропийная стабилизация за счет включения пролина или образования дисульфидных мостиков i . Последние достижения были получены в области связанной с изучением влияния поверхности белка на его стабильность, а также с установлением того факта, что, как правило, ограниченное число мутаций позволяет получить заметное увеличение стабильности. ЕуБшк еХ а. Введение стабилизирующих добавок аддитивов к растворам ферментов или в реакционную среду широко распространенный прием в технологии ферментов, при котором воздействие на биокатализаторы осуществляется наиболее мягким способом. Применение данного подхода благоприятно сказывается на сроках хранения ферментных препаратов. Однако использование добавок не оказывает значительного влияния на операционную стабильность белков и плохо описывается в параметрах поведения стабилизированного препарата Уе е1 а1. Использование таких ферментов, нековалентно модифицированных добавками, позволяет увеличить их стабильность и продлить активность ферментов ТпагНа1уои еХ а1. Ряд подобных соединений очень широк и включает вещества с различными свойствами, такие как некоторые субстраты катализируемых реакций, специфические лиганды, соли, хелатирующие и редуцирующие вещества, полимеры, полиолы, сахара, метиламины, аминокислоты, ПАВ и другие Тгапоу еХ а1. В этих рядах катионы и анионы расположены в порядке уменьшения стабилизирующей силы. Происходит высаливание гидрофобных остатков в белке стабилизирующими ионами, что вызывает приобретение белками более компактной структуры. Данный эффект может быть обусловлен повышением ионной силы раствора и увеличением количества водных кластеров вокруг белка Vi, iv, . На примере щелочной протеазы из ii было показано, что максимальная протекция активности фермента, инкубированного при С в течение 1ч обеспечивалась добавлением мМ раствора СаСЬ. Время полужизни фермента в присутствии Са2 увеличивалось с до мин . Один из факторов, ответственных за быструю термическую инактивацию протеиназ это повышенная скорость автопротеолиза белка при высоких температурах. Замещение автопротеолизного сайта субтилизина Са2связывающим сегментом приводило к десятикратному повышению стабильности фермента при С x, , . Другой пример солевая стабилизация глобулярной структуры белка в сильно концентрированных водных растворах мочевины М, где 0 стабилизация была отмечена при добавлении 2 М или 2,5 М .