Регуляция каталитической активности ферментов частичным (ограниченным) протеолизом

Некоторые ферменты, функционирующие вне клеток (в ЖКТ или в плазме крови), синтезируются в виде неактивных предшественников и активируются только в результате гидролиза одной или нескольких определённых пептидных связей, что приводит к отщеплению части белковой молекулы предшественника. В результате в оставшейся части белковой молекулы происходит конформационная перестройка и формируется активный центр фермента.

Рассмотрим механизм частичного протеолиза на примере активации протеолитического фермента трипсина. Трип-синоген, синтезируемый в поджелудочной железе, при пищеварении по протокам поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку, где и активируется путём частичного протеолиза под действием фермента кишечника энтеропептидазы. В результате отщепления гексапептида с N-конца формируется активный центр в оставшейся части молекулы. Следует напомнить, что трипсин относят к семейству "сериновых" протеаз - активный центр фермента содержит функционально важный остаток Сер.

Рис. 6. Регуляция активности ферментов фосфорилированием/дефосфорилированием.

Частичный протеолиз - пример регуляции, когда активность фермента изменяется необратимо. Такие ферменты функционируют, как правило, в течение короткого времени, определяемого временем жизни белковой молекулы. Частичный протеолиз лежит в основе активации протеолитических ферментов, белков свёртывающей системы крови и фибринолиза, белков системы комплемента, а также пептидных гормонов.

Заключение

В промышленных масштабах ферменты получают из растений, животных и микроорганизмов. Использование последних имеет то преимущество, что позволяет производить ферменты в огромных количествах с помощью стандартных методик ферментации. Кроме того, повысить продуктивность микроорганизмов несравненно легче, чем растений или животных, а применение технологии рекомбинантных ДНК позволяет синтезировать животные ферменты в клетках микроорганизмов. Ферменты, полученные таким путем, используются главным образом в пищевой промышленности и смежных областях. Синтез ферментов в клетках контролируется генетически, и поэтому имеющиеся промышленные микроорганизмы-продуценты были получены в результате направленного изменения генетики микроорганизмов дикого типа.

Литература

1. Микробиология. 2006. Т. 75. № 4. С. 483.

2.Волков М.Ю., Ткаченко Е.И., Воробейников Е.В., Синица А.В. Метаболиты Bacillussubtilis как новые перспективные пробиотические препараты // 5.Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2007. № 2. С. 75-80.

3.Вахитов Т.Я., Момот Е.Н., Толпаров Ю.Н. Динамика и функции экзометаболитов в процессе роста периодической культуры Escherichiacoli М-17 // Журн. микробиол 2005а - № 1- С. 16-21.

4.Биотехнология: Учеб./ И.В. Тихонов, Е.А. Рубан, Т.Н. Грязнева и др.// Под ред. Е.С. Воронина. – СПб.: ГИОРД, 2005.

5.Биотехнология: Учеб. пособие/ Ю.О. Сазыкин, С.Н. Орехов, И.И. Чакалева// А.В. Катлинского. – М.: Издательский центр «Академия», 2006.

6.Биотехнология в 8-ми томах/ Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. – М.: Высшая школа, 1988.

7.Биотехнология: принципы и применения/ Под ред. И. Хиггинса, Д. Беста, Дж. Джонса – М.: Мир, 1988.

8.Бекер М.Е. Введение в биотехнологию/ Пер. с латышского. – Рига: Издательство «Звайгэне», 1978.

9. Волова Т.Г. Биотехнология// Под ред. И.И. Гительзон. – Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999.

10.Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение// Пер. с англ. – М.: Мир, 2002.

11.Голубев В.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология. – М.: ДеЛи принт, 2001.

12.Евтушенков А.Н., Фомичев Ю.К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. – Минск: БГУ, 2002.

13.Елинов Н.П. Основы биотехнологии. СПб.: ИФ Наук, 1995.

14.Основы фармацевтической биотехнологии: Учеб. пособие/ Т.П. Прищеп, В.С. Чучалин, К.Л. Зайков, Л.К. Михалева, Л.С. Белова. – Ростов-на-Дону: Феникс; Томск: Издательство НТЛ, 2006.

Поиск по сайту: