Русские создали сверхактивный суперфермент
Викинг
Мудрость форума: Социальная жизнь
- Работающие женщины: вы вынуждены или сами захотели?1 226 ответов
- С какой стати считается, что домохозяйкой быть стыдно!?8 817 ответов
- Почему в РФ так хейтят женщин за возраст438 ответов
- НЕ хозяйстенная и НЕ стыжусь этого :)3 854 ответа
- Если мужчина не имеет квартиры в Москве - он не стоит любви?286 ответов
- 30 лет для женщины - закат или расцвет?1 137 ответов
- Еду покорять столицу!1 812 ответов
- Писать ли заявление в полицию на соседей снизу?156 ответов
- Отдаю ребенка отцу...4 703 ответа
- Я в ужасе или надо ли уважать старость?344 ответа
5 ответов
Последний —
Перейти
Викинг
Эффективность двухстадийной реакции можно повысить, если соединить два фермента в одну конструкцию. Тогда они точно окажутся рядом, а путь от изменяемого вещества одного фермента до другого станет минимальным. Сократив путь между активными центрами ферментов, можно повысить каталитическую активность системы на порядок, что позволит уменьшить количество используемых ферментов. Учитывая их высокую стоимость, можно смело говорить о серьёзной экономии для всего процесса.
«То, что сближение ферментов ускоряет катализ, было описано еще в 1990-х годах на примере закрепления двух ферментов на поверхности носителя, – пояснил Владимир Тишков. – Однако в этом случае невозможно достичь правильной взаимной ориентации как между ферментами, так и по отношению к носителю. Развитие методов генной инженерии позволило перевести процесс на более качественный уровень, направленно создавать гибридные молекулы с оптимальной ориентацией».
В исследовании авторы решили использовать монооксигеназу CYP102A1 ВМ3 из группы цитохром P450 оксидаз, отвечающих за гидроксилирование многочисленных соединений в организме. Именно эта группа ферментов отвечает за утилизацию чужеродных для живых организмов химических веществ. Использованный фермент представляет собой большую молекулу, состоящую из 1200 аминокислот, что более чем в 3 раза превышает количество аминокислот в среднем у ферментов и значительно осложняет работу с ней.
«То, что сближение ферментов ускоряет катализ, было описано еще в 1990-х годах на примере закрепления двух ферментов на поверхности носителя, – пояснил Владимир Тишков. – Однако в этом случае невозможно достичь правильной взаимной ориентации как между ферментами, так и по отношению к носителю. Развитие методов генной инженерии позволило перевести процесс на более качественный уровень, направленно создавать гибридные молекулы с оптимальной ориентацией».
В исследовании авторы решили использовать монооксигеназу CYP102A1 ВМ3 из группы цитохром P450 оксидаз, отвечающих за гидроксилирование многочисленных соединений в организме. Именно эта группа ферментов отвечает за утилизацию чужеродных для живых организмов химических веществ. Использованный фермент представляет собой большую молекулу, состоящую из 1200 аминокислот, что более чем в 3 раза превышает количество аминокислот в среднем у ферментов и значительно осложняет работу с ней.
Викинг
Эффективность двухстадийной реакции можно повысить, если соединить два фермента в одну конструкцию. Тогда они точно окажутся рядом, а путь от изменяемого вещества одного фермента до другого станет минимальным. Сократив путь между активными центрами ферментов, можно повысить каталитическую активность системы на порядок, что позволит уменьшить количество используемых ферментов. Учитывая их высокую стоимость, можно смело говорить о серьёзной экономии для всего процесса.
«То, что сближение ферментов ускоряет катализ, было описано еще в 1990-х годах на примере закрепления двух ферментов на поверхности носителя, – пояснил Владимир Тишков. – Однако в этом случае невозможно достичь правильной взаимной ориентации как между ферментами, так и по отношению к носителю. Развитие методов генной инженерии позволило перевести процесс на более качественный уровень, направленно создавать гибридные молекулы с оптимальной ориентацией».
В исследовании авторы решили использовать монооксигеназу CYP102A1 ВМ3 из группы цитохром P450 оксидаз, отвечающих за гидроксилирование многочисленных соединений в организме. Именно эта группа ферментов отвечает за утилизацию чужеродных для живых организмов химических веществ. Использованный фермент представляет собой большую молекулу, состоящую из 1200 аминокислот, что более чем в 3 раза превышает количество аминокислот в среднем у ферментов и значительно осложняет работу с ней.
«То, что сближение ферментов ускоряет катализ, было описано еще в 1990-х годах на примере закрепления двух ферментов на поверхности носителя, – пояснил Владимир Тишков. – Однако в этом случае невозможно достичь правильной взаимной ориентации как между ферментами, так и по отношению к носителю. Развитие методов генной инженерии позволило перевести процесс на более качественный уровень, направленно создавать гибридные молекулы с оптимальной ориентацией».
В исследовании авторы решили использовать монооксигеназу CYP102A1 ВМ3 из группы цитохром P450 оксидаз, отвечающих за гидроксилирование многочисленных соединений в организме. Именно эта группа ферментов отвечает за утилизацию чужеродных для живых организмов химических веществ. Использованный фермент представляет собой большую молекулу, состоящую из 1200 аминокислот, что более чем в 3 раза превышает количество аминокислот в среднем у ферментов и значительно осложняет работу с ней.
«Наши коллеги из Дюссельдорфского университета – мировые лидеры по работе с этим ферментом, – рассказал Владимир Тишков. – Для катализа реакции гидроксилирования с помощью P450 ВМ3 требуется восстановленная форма кофермента NADPH, стоимость которого очень высока, а наша научная группа много лет успешно работает с формиатдегидрогеназой. Этот фермент катализирует окисление формиат-иона до углекислого газа и при этом переводит окисленную форму кофермента NADP+ обратно в NADPH. Поэтому совместное использование формиатдегидрогеназы и цитохрома Р450 ВМ3 очень сильно увеличивает эффективность всего процесса и значительно снижает его стоимость».
В исследовании авторы изучили две возможности присоединения формиатдегидрогеназы к цитохрому: спереди и сзади. Выяснилось, что место контакта играет очень большую роль, так как напрямую влияет на ориентацию активных центров ферментов и определяет общую каталитическую активность молекулы-гибрида. Результаты показали, что по сравнению с отдельными ферментами полученная молекула работала гораздо эффективнее: скорость реакции возрастала в 5-20 раз в зависимости от окисляемого соединения.
«Когда мы выяснили, с какого конца лучше соединять ферменты, пришла пора понять оптимальную длину и аминокислотный состав соединительного мостика между ними, – рассказал соавтор исследования, к.х.н. Павел Паршин (кафедра химической энзимологии химического факультета МГУ). – Для этого в 2019 году по линии DAAD (Немецкой службы академических обменов) я работал в Дюссельдорфском университете и выяснил, что эти параметры практически не влияют на активность фермента. Поэтому мы использовали самый простой вариант соединения».
В исследовании авторы изучили две возможности присоединения формиатдегидрогеназы к цитохрому: спереди и сзади. Выяснилось, что место контакта играет очень большую роль, так как напрямую влияет на ориентацию активных центров ферментов и определяет общую каталитическую активность молекулы-гибрида. Результаты показали, что по сравнению с отдельными ферментами полученная молекула работала гораздо эффективнее: скорость реакции возрастала в 5-20 раз в зависимости от окисляемого соединения.
«Когда мы выяснили, с какого конца лучше соединять ферменты, пришла пора понять оптимальную длину и аминокислотный состав соединительного мостика между ними, – рассказал соавтор исследования, к.х.н. Павел Паршин (кафедра химической энзимологии химического факультета МГУ). – Для этого в 2019 году по линии DAAD (Немецкой службы академических обменов) я работал в Дюссельдорфском университете и выяснил, что эти параметры практически не влияют на активность фермента. Поэтому мы использовали самый простой вариант соединения».
Викинг
«Наши коллеги из Дюссельдорфского университета – мировые лидеры по работе с этим ферментом, – рассказал Владимир Тишков. – Для катализа реакции гидроксилирования с помощью P450 ВМ3 требуется восстановленная форма кофермента NADPH, стоимость которого очень высока, а наша научная группа много лет успешно работает с формиатдегидрогеназой. Этот фермент катализирует окисление формиат-иона до углекислого газа и при этом переводит окисленную форму кофермента NADP+ обратно в NADPH. Поэтому совместное использование формиатдегидрогеназы и цитохрома Р450 ВМ3 очень сильно увеличивает эффективность всего процесса и значительно снижает его стоимость».
В исследовании авторы изучили две возможности присоединения формиатдегидрогеназы к цитохрому: спереди и сзади. Выяснилось, что место контакта играет очень большую роль, так как напрямую влияет на ориентацию активных центров ферментов и определяет общую каталитическую активность молекулы-гибрида. Результаты показали, что по сравнению с отдельными ферментами полученная молекула работала гораздо эффективнее: скорость реакции возрастала в 5-20 раз в зависимости от окисляемого соединения.
«Когда мы выяснили, с какого конца лучше соединять ферменты, пришла пора понять оптимальную длину и аминокислотный состав соединительного мостика между ними, – рассказал соавтор исследования, к.х.н. Павел Паршин (кафедра химической энзимологии химического факультета МГУ). – Для этого в 2019 году по линии DAAD (Немецкой службы академических обменов) я работал в Дюссельдорфском университете и выяснил, что эти параметры практически не влияют на активность фермента. Поэтому мы использовали самый простой вариант соединения».
В исследовании авторы изучили две возможности присоединения формиатдегидрогеназы к цитохрому: спереди и сзади. Выяснилось, что место контакта играет очень большую роль, так как напрямую влияет на ориентацию активных центров ферментов и определяет общую каталитическую активность молекулы-гибрида. Результаты показали, что по сравнению с отдельными ферментами полученная молекула работала гораздо эффективнее: скорость реакции возрастала в 5-20 раз в зависимости от окисляемого соединения.
«Когда мы выяснили, с какого конца лучше соединять ферменты, пришла пора понять оптимальную длину и аминокислотный состав соединительного мостика между ними, – рассказал соавтор исследования, к.х.н. Павел Паршин (кафедра химической энзимологии химического факультета МГУ). – Для этого в 2019 году по линии DAAD (Немецкой службы академических обменов) я работал в Дюссельдорфском университете и выяснил, что эти параметры практически не влияют на активность фермента. Поэтому мы использовали самый простой вариант соединения».
«Моей частью исследования стал эксперимент по получению гибридных конструкций, - рассказала соавтор исследования, д.х.н. Анастасия Пометун (химический факультет МГУ, «ФИЦ Биотехнологии» РАН). – Планирование, подбор условий получения такой большой и сложной молекулы – это непростая техническая задача. При этом молекула все равно получилась в активной форме и отлично работала. В этой части работы большая помощь была оказана Фондом имени Александра фон Гумбольдта. Фондом была предоставлена трёхмесячная стипендия, в рамках которой мы смогли приехать в Дюссельдорфский университет и инициировать эти исследования».
Как говорят авторы работы, полученную систему ещё можно доработать. Но открытая методика позволяет соединить между собой множество различных ферментов, что представляет огромный научный и коммерческий интерес.
Как говорят авторы работы, полученную систему ещё можно доработать. Но открытая методика позволяет соединить между собой множество различных ферментов, что представляет огромный научный и коммерческий интерес.
Форум: Социальная жизнь
Всего: 142 756 тем
Новые темы за сутки: 48 тем
- Почему некоторые люди в своем глазу бревна не видят ?4 ответа
- Дело Грачева и дело Нуржановой2 ответа
- Пережила изнасилование13 ответов
- У меня неудачная жизнь. Я даже креветку не могу съесть нормально9 ответов
- Как понять, кому можно доверять, а кому нет?14 ответов
- Я неприкосновенна?14 ответов
- Кто-то снова проник в мой гараж. Наглухо закрытый, с сигнализацией, с замками, которые не открыть без ключа5 ответов
- Просто решила тоже поделиться тем, что когда-то пережила4 ответа
- Мне почти 30, а у меня ни квартиры, ни машины. Это норм или нет?10 ответов
- Бесит одна женщина с работы6 ответов
Популярные темы за сутки: 19 тем
- Вы когда - нибудь сталкивались с духовными проблемами, которые влияли на Вашу физическую жизнь?38 ответов
- Пирамиды построили инопланетяне26 ответов
- Грустно этим летом.25 ответов
- Куда переехать в России и какой самый лучший город для жизни?25 ответов
- Не хочу жить вместе с кем-то в доме19 ответов
- Вы умеете говорить нет?17 ответов
- Спор про религию15 ответов
- Я неприкосновенна?14 ответов
- Как понять, кому можно доверять, а кому нет?14 ответов
- Добро и зло!14 ответов
Следующая тема
Предыдущая тема
29.12.2021
Сотрудники кафедры химической энзимологии совместно с коллегами из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне (Германия) при помощи методов генной инженерии впервые в мире соединили ферменты цитохром P450 BM3 и формиатдегидрогеназу в большую активную молекулу. Супермолекула оказалась намного активнее, чем система из двух отдельных ферментов.
Ферменты – белковые молекулы, ускоряющие биохимические процессы в живых системах. Ферменты значительно превосходят синтетические химические катализаторы в избирательности и эффективности. Поэтому биохимики всесторонне изучают принципы действия ферментов и активно используют их в биотехнологических процессах в медицине, фармацевтике и парфюмерии.
«Очень часто в природе и в технологических процессах необходимо использовать сразу два фермента, поэтому добавляют их смесь, – рассказывает один из авторов работы д.х.н., профессор химического факультета МГУ Владимир Тишков. – Продукт реакции после действия первого фермента становится исходным веществом для процесса, проводимого вторым ферментом. Но так как для проведения реакции нужно совсем немного ферментов, то они находятся далеко друг от друга. Получается, что продукту первой реакции трудно найти в смеси второй фермент, что существенно снижает эффективность процесса».
Эффективность двухстадийной реакции можно повысить, если соединить два фермента в одну конструкцию. Тогда они точно окажутся рядом, а путь от изменяемого вещества одного фермента до другого станет минимальным. Сократив путь между активными центрами ферментов, можно повысить каталитическую активность системы на порядок, что позволит уменьшить количество используемых ферментов. Учитывая их высокую стоимость, можно смело говорить о серьёзной экономии для всего процесса..