Повышение стабильности и специфичности фермента

Изменение специфичности фермента.

Изменение потребности ферментов в металлических кофакторах.

Повышение ферментативной активности.

С помощью направленного мутагенеза можно не только повышать стабильность ферментов, но и изменять их каталитическую активность. Для существенного изменения ферментативной активности любого достаточно хорошо охарактеризованного фермента необходимо располагать детальной информацией о геометрии его активного центра. В этом случае можно предсказать, какие замены необходимо произвести для изменения специфичности фермента к данному субстрату. (изменение специфичности связывания субстрата тирозил-тРНК – синтетазой из B. Stearothermophilus.)

Субтилизины – сериновые протеиназы, секретируемые в культуральную среду грамположительными бактериями, - широко используются в качестве биодеградируемых детергентов. Все они прочно связывают один или несколько атомов кальция, повышающих их стабильность. К сожалению, субтилизины используются в таких промышленных процессах, где участвуют в больших количествах соединения, хелатирующие металлы, в том числе кальций, и в таких условиях субтилизины быстро теряют свою активность. Чтобы решить эту проблему, попытались сначала лишить субтилизин способности связывать кальций, а затем увеличить стабильность модифицированного фермента.

Олигонуклеотид-направленный мутагенез используют в основном для улучшения уже существующих свойств ферментов, но, вероятно, с его помощью можно изменять ферменты таким образом, чтобы они приобретали другую специфичность. Например, таким способом на основе относительно неспецифичной эндонуклеазы Fok I были получены новые сайтспецифичные эндонуклеазы.

Фермент, называемый активатором тканевого плазминогена (tPA), - это сериновая протеиназа, состоящая из нескольких доменов; ее используют в клинике для растворения сгустков крови. К сожалению, tPA быстро выводится из системы кровообращения, поэтому его приходится вводить путем инфузии. Чтобы добиться желаемого терапевтического эффекта, необходимо использовать высокие концентрации фермента, а это может привести к неспецифическому внутреннему кровотечению. Таким образом, было бы весьма желательным получить долгоживущий фермент tPA, обладающий высоким сродством к фибрину в тромбах и не вызывающий кровотечения. Белок с такими свойствами можно получить, внося специфические мутации в ген нативного tPA.

Дата добавления: 2014-01-05