Субтилизин

Субтилизин — протеолитические ферменты из класса сериновых протеиназ, которые продуцируются бактериями, преимущественно рода Bacillus. Впервые были выделены из Bacillus subtilis[1][2], и приобрели наименование субтилизины от слова subtilis.

Молекулярная структура субтилизина

Механизм катализа

Каталитический центр субтилизинов образован триадой аминокислот: Asp-32, His-64 и Ser-221. Несмотря на удалённость друг от друга в пептидной цепочке, эти аминокислоты в трёхмерной структуре белка находятся в тесном соседстве. Решающая роль в гидролизе пептидной связи принадлежит Ser-221, поэтому субтилизины и родственные им протеолитические ферменты называются сериновыми протеиназами. Asp-32, His-64 «играют на лидера», формируя мощную гидролитическую активность Ser-221.

Открытие

История открытия и изучения субтилизинов началась в научно-исследовательском центре пивоваренной компании Carlsberg и первый описанный фермент носит название «субтилизин Карлсберг»[3]. Субтилизины не обладают, так называемой, «сайт-специфичностью». Они способны гидролизовывать аминокислотные связи на всей протяжённости пептидной цепочки. Чем более доступна для гидролиза аминокислотная цепочка, тем более эффективный протеолиз происходит. Белковые молекулы, утратившие свою нативную структуру, становятся более доступными для гидролиза субтилизинами. Также эффективно гидролизуются белки, не имеющие полисахаридной защиты.

В 2018 году Фрэнсис Арнольд получила Нобелевскую премию по химии за направленную эволюцию субтилизинов[4].

Применение

После открытия субтилизинов, их основная «деятельность» была сосредоточена в пищевой и лёгкой промышленности[5]. Постепенно уникальные свойства субтилизинов привлекли внимание биологов и медиков. Субтилизины используются во многих технологиях биологических исследований[6][7][8][9][10][11].

В фармакологии на основе субтилизинов создаются уникальные лекарственные препараты, в медицине на применении субтилизинов разрабатываются новые технологии лечения тромбозов и воспалительных заболеваний[12][13][14].

Примечания
  1. Martin Ottesen, Ib Svendsen. [11 The subtilisins] // Methods in Enzymology. — Academic Press, 1970-01-01. — Т. 19. — С. 199—215.
  2. M. Inouye, H. Takagi, H. Ikemura. Requirement of pro-sequence for the production of active subtilisin E in Escherichia coli (англ.) // Journal of Biological Chemistry. — 1987-06-05. — Vol. 262, iss. 16. — P. 7859—7864. — ISSN 1083-351X 0021-9258, 1083-351X.
  3. Joana Figueiredo, Marta Sousa Silva, Andreia Figueiredo. Subtilisin-like proteases in plant defence: the past, the present and beyond (англ.) // Molecular Plant Pathology. — 2018. — Vol. 19, iss. 4. — P. 1017—1028. — ISSN 1364-3703. — doi:10.1111/mpp.12567.
  4. The Nobel Prize in Chemistry 2018 (англ.). NobelPrize.org. Дата обращения: 6 февраля 2019.
  5. Балабан Н.П., Шарипова М.Р. Практическое применение бациллярных протеаз//Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки, Том 153, Книга 2. — 2011. — С. 29—40.
  6. Шагжина А.п, Намсараев З.б, Лаврентьева Е.в, Дунаевский Я.е, Бархутова Д.д. ИЗУЧЕНИЕ ДВУХ АЛКАЛОТЕРМОФИЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ РОДА ANOXYBACILLUS КАК ПРОДУЦЕНТОВ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ПРОТЕИНАЗ // Прикладная биохимия и микробиология. — 2009. — Т. 45, вып. 5. — С. 538—543. — ISSN 0555-1099.
  7. Раднагуруева А.а, Намсараев Б.б, Лаврентьева Е.в, Козырева Л.п, Дунаевский Я.е. ВНЕКЛЕТОЧНАЯ ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ СОДОВО-СОЛЕНЫХ ОЗЕР ЗАБАЙКАЛЬЯ // Прикладная биохимия и микробиология. — 2010. — Т. 46, вып. 6. — С. 630—636. — ISSN 0555-1099.
  8. Дунаевский Яков Ефимович, Намсараев Баир Бадмабазарович, Лаврентьева Елена Владимировна, Раднагуруева Арюна Арсалановна. Очистка и изучение биохимических свойств пептидазы из Paenibacillus dendritiformis штамм Gor-10s // Вестник Бурятского государственного университета. — 2013. — Вып. 3. — С. 39—42.
  9. Екатерина Олеговна Михайлова. Субтилизиноподобная протеиназа Bacillus Intermedius, секретируемая рекомбинантным штаммом Bacillus Subtilis на разных фазах роста. — 2007.
  10. Рудакова Наталья Леонидовна, Шарипова Маргарита Рашидовна, Шайдуллина Эльвира Расиловна. Влияние алкилоксибензолов на активность субтилизина Bacillus pumilus 3-19.
  11. Извекова Г.И., Фролова Т.В. ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ И ИХ ИНГИБИТОРЫ У ЦЕСТОД// Успехи современной биологии. Т. 136. № 4. С. 404-416. (2016).
  12. Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Киншт Д.Н., Кихтенко Н.В. Сибирский научный медицинский журнал. Сибирский медицинский научный журнал.
  13. Т. А. Эмедова, С. В. Мишенина, П. Г. Мадонов. СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ ЭСТРОГЕНИНДУЦИРОВАННЫХ ТРОМБОТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ И ХРОНИЧЕСКОЙ ВЕНОЗНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ У ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА // Journal of Siberian Medical Sciences №6. — 2015. — ISSN 2542-1174.
  14. Мадонов П. Г., Ершов К. И., Шилова М. А. [https://www.mediasphera.ru/issues/flebologiya/2014/2/downloads/ru/201997-697620150211 ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ТРОМБОВАЗИМА] // Флебология Выпуск № 2. — 2014. — С. 90—91. — ISSN 2309-5601.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.