Изучение роли алкилоксибензолов в стабилизации и модуляции активности ферментных белков

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Грачева И. М., Грачев Ю. П., Мосичев М. С., Борисенко Е. Г., Богатков C.B., Гернет М. В. Лабораторный практикум по технологии ферментных препаратов. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1982. С. 3657, 186−198. Батраков С. Г., Эль-Регистан Г. И., Придачина H.H., Ненашева В. А., Козлова А. Н., Грязнова М. Н., Золотарева H.H. Тирозол — ауторегуляторный фактор di Saccharomyces cerevisiae II… Читать ещё >

Содержание

Актуальность проблемы

Ферментные белки являются одними из наиболее эффективных участников технологий в пищевой промышленности, в производстве премиксов, фармацевтических препаратов, в кожевенной, текстильной и других отраслях промышленности. Однако, невысокая стабильность белковых макромолекул, ограничивает область их практического применения, что диктует необходимость стабилизации ферментов. Другой фундаментальной проблемой современной биотехнологии, решения которой востребованы практикой, является целенаправленное изменение функциональной активности ферментных белков в сторону, как повышения, так и понижения их активности.

В последние годы большое внимание уделяется стабилизации белковых молекул с помощью химических шаперонов (ХШ), представленных низкомолекулярными соединениями, выполняющими такую же функцию, что и молекулярные шапероны [Welch, Brown, 1996- Tatzelt et al., 1996]. В отличие от молекулярных, химические шапероны стабилизируют белки неспецифически к структуре макромолекул в их совместных комплексах, образующихся за счет слабых взаимодействий (гидрофобных, ван-дер-ваальсовых, водородных связей). К наиболее изученным химическим шаперонам относятся глицерин, некоторые аминокислоты, сахара (трегалоза), многоатомные спирты. Химическими шаперонами являются и алкилированные оксибензолы (АОБ), что было обнаружено при изучении механизмов действия микробных ауторегуляторных факторов dj (фф) -аутоиндукторов анабиоза, представленных у ряда бактерий и дрожжей алкилоксибензолами [Беспалов с соавт., 2000- Колпаков с соавт., 2000], и участвующих в развитии стрессового ответа клетки [Ильинская с соавт., 2000] и образовании покоящихся форм [Мулюкин с соавт., 1996]. Важным свойством АОБ является показанная для одного из гомологов — С12-АОБ, способность повышать устойчивость модельных ферментов к рН-, UF-, Т-воздействиям [Колпаков с соавт., 2000]. Однако, как правило, стабилизация белка сопровождается ингибированием его каталитической активности [Goller, Galinski, 1999]. Поэтому, разработка приемов и выяснение молекулярных механизмов модификации ферментных белков, приводящей к их функциональной стабилизации одновременно с направленным изменением каталитической активности (стимуляция — ингибирование), представляет фундаментальный интерес и имеет важное практическое значение.

Цель работы — изучить роль алкилоксибензолов — химических аналогов микробных ауторегуляторных факторов di, в процессах стабилизации и модуляции активности ферментных белков и разработать приемы модификации ферментов в промышленных препаратах.

Задачи исследований

1. Изучить эффекты взаимодействия индивидуальных модельных ферментов с гомологами и изомерами алкилоксибензолов (С7-АОБ, С12-АОБ и тирозолом) как химическими шаперонами.

2. Разработать приемы модификации алкилоксибензолами ферментных белков в промышленных препаратах с целью их стабилизации и направленной регуляции активности.

3. Изучить механизмы действия АОБ в процессах модификации структуры белков.

Научная новизна

1. В опытах in vitro впервые показана способность химических аналогов фс^ (С7-АОБ, С12-АОБ и тирозола) направленно модифицировать структуру ферментных белков, что приводит к повышению их функциональной стабильности и изменению каталитической активности в сторону, как активации, так и ингибирования. Установлено, что вектор изменения каталитической активности модифицированных АОБ ферментных белков зависит от структуры и концентрации АОБ как модификатора.

2. Показано эффективное модифицирующее действие АОБ на концентрированные (жидкие) промышленные ферментные препараты, обеспечивающее повышение их устойчивости к тепловой денатурации и стимуляцию каталитической активности в широком диапазоне рН и температур.

3. Обнаружено, что структурно различающиеся гомологи АОБ по-разному влияют на характер изменений каталитической активности белков и их физико-химические свойства такие, как вязкость, набухание, взаимодействие с водным окружением. Выявлена корреляция между изменением степени гидрофобности модифицированных алкилоксибензолами ферментных препаратов белков и модуляцией их активности.

4. На основании данных динамики и внутримолекулярной реорганизации белков (лизоцима), модифицированных АОБ, предложены гипотезы, объясняющие изменение активности и стабилизацию ферментов в их комплексах с АОБ.

Практическая ценность работы

1. Разработан способ стабилизации и направленной модуляции каталитической активности ферментов для сухих и жидких промышленных препаратов, основанный на использовании алкилоксибензолов в качестве структурных модификаторов белков. Способ позволяет увеличить скорость катализа и глубину превращения промышленных полимерных субстратов (крахмала, углеводных полимеров солода, казеина), а также повысить каталитическую активность в широком диапазоне рН и температур. Предложен прием эффективной модификации концентрированных ферментных препаратов алкилоксибензолами за счет дробного внесения АОБ.

2. На основе использования С12-АОБ предложен способ ингибирования ферментативной активности для производств, включающих стадии консервации, в частности, таких как прекращение брожения при производстве пива, кумыса, кваса и др.

3. Полученные в работе результаты могут быть использованы для: оптимизации технологий получения высокоактивных и стабильных препаратов ферментов- повышения эффективности производств, основанных на ферментативных процессах- разработки эффективных способов защиты материалов от микробных биоповреждений, а также для консервации.

Апробация работы

Результаты работы были представлены на 3-ей Международной конференции по стабилизации белка «Biocatalyst stability» (Тулуза, Франция, 2002) — 1-ом и 2-ом Международных конгрессах «Биотехнология — состояние и перспективы развития» (Москва, 2002, 2003) — Всероссийской научно-технической конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2003) — 2-ой Международной конференции «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, биологический потенциал» (Пермь-Казань-Пермь, 2005) — Всероссийской Молодежной школе-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2005).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них 4 статьи и 6 тезисов.

Структура диссертации

Диссертация изложена на 150 страницах и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов и списка литературы, включающего 186 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 5 таблицами и 43 рисунками.

Изучение роли алкилоксибензолов в стабилизации и модуляции активности ферментных белков (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

выводы.

1. Обнаружена способность химических аналогов микробных ауторегуляторов — С7-АОБ, С|2-АОБ и тирозола, изменять конформацию ферментов, обуславливая сопряженные изменения каталитической активности и стабильности белков, что выражается в повышении их термои рН-устойчивости и расширении температурного и рН диапазонов катализа.

2. Вектор изменения каталитической активности (стимуляцияингибирование) модифицированных АОБ ферментов зависит от структуры и концентрации АОБ как модификатора.

3. Алкилоксибензолы влияют на изменение физико-химических свойств белка в их совместных комплексах. Установлена корреляция между изменениями физико-химических свойств белков, модифицированных АОБ (вязкостью, степенью гидрофобности, набуханием, изменения молекулярной массы и четвертичной структуры белка) и структурой АОБ.

4. Применение СуАОБ при гидролизе промышленных субстратов (крахмала, углеводных полимеров солода, казеина) позволяет повысить общую скорость ведения процесса в широком диапазоне рН и температур и увеличить выход конечных продуктов реакции.

5. Показано, что эффект модификации структуры ферментов С7-АОБ зависит от способа его внесения (разовое или дробное).

6. Методами физической химии и молекулярно-динамического компьютерного моделирования установлены изменения внутримолекулярной динамики модифицированных АОБ ферментов (на примере лизоцима).

7. На основании структурно-динамических данных предложена предварительная модель взаимодействия молекул алкилоксибензолов с ферментами и сформулированы гипотезы, объясняющие одновременное увеличение стабильности и изменение активности фермента (стимуляцияингибирование) при различных концентрациях алкилоксибензолов, различающихся гидрофобностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Алейникова Т. Д., Рубцова Г. В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии // Под. ред. Николаева, А .Я. М.: Высшая школа. 1988.239 с.

2. Андронати С. А., Мазуров A.A. Синтез пептидов в присутствии краун-эфиров // Биоорг. химия. 1984. Т. 10. № 11. С. 1445−1447.

3. Батраков С. Г., Эль-Регистан Г. И., Придачина H.H., Ненашева В. А., Козлова А. Н., Грязнова М. Н., Золотарева H.H. Тирозол — ауторегуляторный фактор di Saccharomyces cerevisiae II Микробиология. 1993. T. 62. №. 4. С. 633−638.

4. Березин И. В., Мартинек К. Основы физической химии ферментативного катализа. М.: Высшая школа. 1977. 280 с.

5. Березин И. В. Действие ферментов в обращенных мицеллах. 39-е Баховское чтение. М.: Наука. 1985. 40 с.

6. Бухарин О. В., Гинцбург А. Л., Романова Ю. М., Эль-Регистан Г. И. Механизмы выживания бактерий // М.: Медицина. 2005. 367 с.

7. Гернет М. В. Культивирование продуцентов целлюлаз и глюкоамилаз. Стабилизация ферментов в растворах // Биотехнология. 1985. № 3. С. 36−42.

8. Гладилин А. К., Левашов A.B. Стабильность ферментов в системах с органическими растворителями // Биохимия. 1998. Т.63. Вып. 3. С. 408−421.

9. Грачева И. М., Грачев Ю. П., Мосичев М. С., Борисенко Е. Г., Богатков C.B., Гернет М. В. Лабораторный практикум по технологии ферментных препаратов. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1982. С. 3657, 186−198.

10. Грачева И. М., Кривова А. Ю. Технология ферментных препаратов. М.: Элевар. 2000.512 с.

11. Давыдова O.K., Дерябин Д. Г., Никиян А. И., Эль-Регистан Г. И. О механизмах действия ДНК с химическими аналогами микробных аутоиндукторов анабиоза//Микробиология. 2005. Т. 74. № 5. С. 616−625.

12. Давыдова O.K., Дерябин Д. Г., Эль-Регистан Г. И. Длительное сохранение ДНК в водных растворах в присутствии химических аналогов микробных ауторегуляторов // Микробиология. 2006. Т. 75. № 5. С. 662−669.

13. Ермолаева Г. А., Колчева P.A. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. М.: ИРПО/ Академия. 2000. 416 с.

14. Зимон А. Д., Лещенко Н. Ф. Коллоидная химия. М.: АГАР. 2001. 320 с.

15. Капрельянц Л. В. Ферменты в пищевых технологиях: вчера, сегодня, завтра // Пищевые ингредиенты. 2006. № 2.

16. Ленинджер А. Основы биохимии. Пер. с англ. Т. 1. М., 1985. С. 176−179.

17. Лихтенштейн Г. И. Метод спиновых меток в молекулярной биологии // М.: Наука. 1974. С. 256.

18. Лойко Н. Г., Козлова А. Н., Осипов Г. А., Эль-Регистан Г. И. Низкомолекулярные ауторегуляторы развития бактерий Thioalkalivibrioversutus и Thioalkalimicrobium aerophilum II Микробиология. 2002. Т. 71. № 3. С. 308−315.

19. Мартинек К., Левашов А. В., Хмельницкий Ю. Л., Клячко Н. Л. Мицеллярная энзимология // Физико-химические проблемы ферментативного катализа. Под ред. Торчинского Ю. М. М.: Наука. 1981. С. 18−28.

20. Митин Ю. В., Шелленбергер Ф., Якубке Г.-Д. Синтез пептидов, катализируемый папаином, в органических растворителях с минимальным содержанием воды//Биоорг. химия. 1988. Т. 14. № 1. С. 5−9.

21. Мулюкин А. Л., Козлова А. Н., Капрельянц А. С., Эль-Регистан Г. И. Обнаружение и изучение динамики накопления ауторегуляторного фактора d) в культуральной жидкости и клетках Micrococcus luteus II Микробиология. 1996а. Т. 65. № 1.С. 20−25.

22. Мулюкин А. Л., Луста К. А., Грязнова М. Н., Козлова А. Н., Дужа М. В., Дуда В. И., Эль-Регистан Г. И. Образование покоящихся форм Bacillus cereus и Micrococcus luteus II Микробиология. 1996b. Т. 65. № 6. С. 782−789.

23. Осипов Г. А., Эль-Регистан Г. И., Светличный В. А., Козлова А. Н., ДудаВ.И., Капрельянц А. С., Помазанов В. В. О химической природе ауторегуляторного фактора d Pseudomonas carboxydoflava II Микробиология. 1985. Т. 54. № 2. С. 184−190.

24. Плакунов В. К. Основы энзимологии. М.: Логос. 2001. 128 с.

25. Пожарский Э. В., Зенченко Т. А. // Молекулярная биофизика. 1998. Т. 43. С. 31−34.

26. Пучкаев А. В., Власов А. П, Метелица Д. И. Стабильность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы в составе комплексов с кофактором и субстратом в водных и мицеллярных средах // Прикладная биохимия и микробиология. 2002. Т. 38. № 38. С. 44−52.

27. Пучкаев А. В., Гирина Н. В., Метелица Д. И. Влияние температуры на стабильность уреазы в мицеллярных средах // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т. 35. № 6. С. 662−670.

28. Рухлядева А. П., Полыгалина Г. В. Методы определения активности гидролитических ферментов // М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981. 288 с.

29. Самойлова З. Ю. Проблемы и перспективы использования микробных протеолитических ферментов в биотехнологии // Молодежная наука Прикамья -2004. Пермь. 2004.

30. Светличный В. А., Романова А. К., Эль-Регистан Г. И. Изучение количественного содержания мембраноактивных ауторегуляторов при литоавтотрофном росте Pseudomonas carboxydoflava II Микробиология. 1986. T. 55. № 1. С. 55−59.

31. Семенов А. Н. Непротеолитические ферменты для синтеза пептидов // Биоорг. химия. 1994. Т. 20. № 11. С. 1141 -1147.

32. Серебрякова Е. В., Дармов И. В., Медведев Н. П., Алексеев С. А., Рыбак С. И. Оценка гидрофобных свойств бактериальных клеток по адсорбции на поверхности капель хлороформа // Микробиология. 2002. Т. 71. № 2. С. 237−239.

33. Степаненко И. Ю. Изучение роли алкилоксибензолов в стрессовом ответе микроорганизмов. // Дисс. на соиск. уч. ст. к.б.н. М. 2005. 178 с.

34. Тяги Р., Гупта М. Н. Использование химической модификации и химического сшивания для стабилизации белков (ферментов) // Биохимия. 1998. Т. 63. Вып. 3. С. 395−407.

35. Фёршт Э. Структура и механизм действия ферментов. Пер. с англ. М.: Мир. 1980. 432 с.

36. Хмельницкий Ю. Л., Мартинек К. Ферментативный синтез в двухфазных вводно-органических системах // Биоорг. химия. 1984. Т. 10. № 5. С. 626−630.

37. Abuin Е., Lissi Е., Calderon С. Kinetics of N-glutaryl-l-phenylalanine p-nitroanilide hydrolysis catalyzed by a-chymotrypsin in aqueous solutions of alkyltrimethylammonium bromides // J. Colloid Interface Sci. 2007. V. 308. P. 573−576.

38. Andersson M.M., Hatti-Kaul R. Protein stabilising effect of polyethyleneimine // J. Biotechnol. 1999. V. 72. P. 21−31.

39. Anjum F., Rishi V., Ahmad F. Compatibility of osmolytes with Gibbs energy of stabilization of proteins // Biochim. Biophys. Acta. 2000. V. 1476. P. 75−84.

40. Arakawa T., Bhat R., Timasheff S.N. Preferential interactions determine protein solubility in three component solutions: The MgCl2 system // Biochemistry. 1990. V. 29. P. 1914;1923.

41. Arakawa T., Ejima D., Kita Y., Tsumoto K. Small molecule pharmacological chaperones: From thermodynamic stabilization to pharmaceutical drugs // Biochim. Biophys. Acta. Proteins & Proteomics. 2006. V. 1764. P. 1677−1687.

42. Arakawa T., Prestrelski S.J., Kenney W.C., Carpenter J.F. Factors affecting short-term and long-term stabilities of proteins // Adv. Drug Deliv. Rev. 2001. V. 46. № 1−3. P. 307−326.

43. Athe’s V., Guerra P., Combes D. Effect of soluble additives on enzyme thermoand/or baro-deactivation // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 1999. V. 7. P. 1−9.

44. Back J.P., Oakenfull D, Smith M.B. Increased thermal stability of proteins in the presence of sugars and polyols // Biochemistry. 1979. T. 18. P. 5191−5196.

45. Baptista R.P., Cabral J.M.S., Melo E.P. Trehalose delays the reversible but not the irreversible thermal denaturation of cutinase // Biotech. Bioeng. 2000. V. 70. P. 699−703.

46. Barbaric S., Luisi P.L. Micellar solubilization of biopolymers in organic solvents. Activity and conformation of a-chymotrypsin in isooctane-AOT reverse micelles // J. Amer. Chem. Soc. 1981. V. 103. P. 4239−4244.

47. Battistel E., Luisi P.L., Rialdi G. Thermodynamic study of globular protein stability in microemulsions // J. Phys. Chem. 1988. V. 92. №. 23. P. 6680−6685.

48. Bedell B.A., Mozhaev V.V., Clark D.S., Dordick J.S. Testing for diffusion limitations in salt-activated enzyme catalysts operating in organic solvents // Biotechnol. Bioeng. 1998. V. 58. P. 654−657.

49. Bell G., Hailing P., Moore B., Partridge J., Rees G. Biocatalyst behavior in low-water systems // Trends Biotechnol. 1995. V. 13 P. 468−473.

50. Bhosale S.H., Rao M.B., Deshpande V.V., Srinivasan M.C. Thermostability of high-activity alkaline protease from Conidiobolus coronatus (NCL 86.8.20) // Enzyme Microb. Technol. 1995. V. 17. P. 136−139.

51. Blow D.M. In: The enzymes/ Ed.P.D.Boyer. 3rd W.Y.L.: Acad.press. 1971. V.3.P. 185−285.

52. Blyumenfeld L.A. Problems of Biological Physics. Berlin: Springer-Verlag. 1981.

53. Bolivar J. M Wilson L., Ferrarotti S.A., Guisan J.M., Fernandez-Lafuente R., Mateo C. Improvement of the stability of alcohol dehydrogenase by covalent immobilization on glyoxyl-agarose // J. Biotechnol. 2006. V. 125. P. 85−94.

54. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein — due binding // Anal. Biochem. 1976. V. 72. P. 248−254.

55. Braxton S., Wells J.A. Incorporation of a stabilizing Ca2±binding loop into subtilisin BPN7/ Biochemistry. 1992. T. 31. P. 7796−7801.

56. Breitling F., Dubel S. Recombinant antibodies. New-York: Wiley. 1999.

57. Broos J. Enzymes in organic media. Effects of crown ethers and other organic additives on the activity and selectivity // Thesis Enschede. 1994. Koninklijke biblioteek, Den Haag.

58. Bucke C. Oligosaccharide synthesis using glycosidases // J. Chem. Tech. Biotechnol. 1996. V. 67. P. 217−220.

59. Carpenter J.F., Crowe J.H. The mechanism of cryoprotection of proteins by solutes // Cryobiology. 1988. V. 25. P. 244−255.

60. Chattopadhyay K., Das T.K., Majumdar A., Mazumdar S. NMR studies on interaction of lauryl maltoside with cytochrome C oxidase: a model for surfactantinteraction with the membrane protein // J. Inorg. Biochem. 2002. V. 91. № 1. P. 116−124.

61. Cherry J.R., Lamsma M.H., Schneider P., Vind J., Svendson A., Jones A., Pedersen A.H. Directed evolution of a fungal peroxidase // Nature Biotech. 1999. V. 17. P. 379−384.

62. Cioci F. Thermostabilization of erithrociyte carbonic anhydrase by polyhydric additives // Enzyme Microb. Technol. 1995. V. 17. P. 592−600.

63. Clapes P., Pera E., Torres J. Peptide bond formation by the industrial protease, neutrase, in aqueous media // Biotechnol. Letters. 1997. V. 19. P. 1023−1026.

64. Climenti F., Palade C.E. Permeability to peroxidase and Ferritin // J. Cell Biol. 1969. V.41.P. 33−58.

65. Costa S.A., Tzanov T., Carneiro A.F., Paar A., Gubitz G.M., Cavaco-Paulo A. Studies of stabilization of native catalase using additives // Enzyme Microb. Technol. 2002. V. 30. P. 387−391.

66. Coulon D., Ghoul M. The enzymatic synthesis of non-ionic surfactants: the sugar esters // Agro Food Ind. Hi-Tech. 1998. V. 9. P. 22−26.

67. Dotsch V., Wider G., Siegal G., Wuthrich K. Salt-stabilized globular protein structure in 7M aqueous urea solution // FEBS Letters. 1995. V. 372. P. 288−290.

68. Eijsink V.G.H., Bjork A., Gaseidnes S., Reidun Sirevag R., Synstad B., van den Burg B., Vriend G. Rational engineering of enzyme stability // J. Biotechnol. 2004.V. 113. P. 105−120.

69. Feliu J., de Mas C., Lopez-Santin J. Studies on papain in the synthesis of Gly-Phe in two-liquid phase media // Enzyme Microb. Technol. 1995. V. 17. P. 882−887.

70. Fernandez M., Fragoso A., Cao R., Villalonga R. Stabilization of a-chymotrypsin by chemical modification with monoamine cyclodextrin // Proc. Biochem. 2005. V. 40. P. 2091;2094.

71. Finkelstein A.B., Ptitsyn O.B., Protein Physics. Academic Press. 2002.

72. Folch J., Less M., Sloane-Stanley C.A. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues // J. Biol. Chem. 1957. V. 226. № LP. 497−509.

73. Fu X., Zhang X., Cha Z. 4,4'-Dianilino-l, r-binaphthyl-5,5'-suIfonate, a novel molecule having chaperone-like activity // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005. V. 329. P. 1087−1093.

74. Garcia D., Marty J. Chemical modification of horseradish peroxidase with several methoxypolyethylene glycols // Appl. Biochem. Bioeng. 1998. V. 73. P. 173−184.

75. Gekko K. Calorimetric study on thermal denaturation of lysozyme in polyol-water mixtures // J. Biochem. (Tokyo). 1982. V. 91. P. 1197−1204.

76. Gekko K., Timasheff S.N. Mechanism of protein stabilization by glycerol: preferential hydration in glycerol-water mixtures // Biochemistry. 1981. V. 20. P. 4667−4676.

77. Gelamo E.L., Silva C.H.T.P., Imasato H., Tabak M. Interaction of bovine (BSA) and human (HSA) serum albumins with ionic surfactants: spectroscopy and modeling//Biochim. Biophys. Acta. 2002. V. 1594. P. 84−99.

78. Gianfreda L., Modafferi M., Greco J.G. Enzyme stabilization towards thermal, chemical and proteolytic deactivation // Enzyme Microb. Technol. 1985. V. 7. P. 78−82.

79. Gill I., Lopez-Fandino R., Jorba X., Vulfson E. Biologically active peptides and enzymatic approaches to their production // Enzyme Microb. Technol. 1996. V. 18. P.162−183.

80. Goller K., Galinski E.A. Protection of a model enzyme lactate dehydrogenase against heat, urea and freeze-thaw treatment by compatible solute additives //J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 1999. V. 7. P. 37⁵.

81. Gonfalves A.M.D., Aires-Barros M.R., Cabral J.M.S. Interaction of an anionic surfactant with a recombinant cutinase from Fusarium solanipisi: a spectroscopic study // Enzyme Microb. Technol. 2003. V. 32. P. 868−879.

82. Goodenough P.W. Food enzymes and the new technology // Enzymes in Food Processing. 2nd ed. Glasgow: Academic and Professional. 1995.

83. Gorin G., Wang S.F., Papapavlou L. Assay for lysozyme by its lytic action on M. lysodeikticus cells // Anal. Biochem. 1971. V. 39. P. 113−116.

84. Guo L., Wang J., Qian S., Yan X., Chen R., Meng G. Construction and structural modeling of a single-chain Fv-asparaginase fusion protein resistant to proteolysis // Biotechnol. Bioeng. 2000. V. 70. P. 456−463.

85. Hirokawa K., Kajiyama N., Murakami S. Improved practical usefulness of firefly luciferase by gene chimerization and random mutagenesis // Biochim. Biophys. Acta. 2002. V. 1597. P. 271−279.

86. Illanes A. Stability of biocatalysts // Electron. J. Biotechnol. 1999. V. 2. № 1.

87. Izotova L.S., Strongin A.Y., Chekulaeva L.N., Ostoislavskaya V.l., Lyublinskaya L.A., Timokhina E.A., Stepanov V.M. Purification and properties of serine protease from Halobacterium halobium II J. Bacteriol. 1983. V. 155. P. 826−830.

88. Jang J.W., Ko J.H., Kim E.K., Jang W.H., Kang J.H., Yoo O.J. Enhanced thermal stability of an alkaline protease, AprP, isolated from a Pseudomonas sp. by mutation at an autoproteolysis site, Ser-331 // Biotechnol. Appl. Biochem. 2001. V. 34. P. 81−84.

89. Jermutus L., Tessier M., Pasamontes L., van Loon A.P.G.M., Lehmann M. Structure-based chimeric enzymes as an alternative to directed evolution: phytase as a test case // J. Biotechnol. 2001. V. 85. P. 15−24.

90. John V., Abraham G. Lipase catalysis and its applications. In: Biocatalysts for Industry (Dordick, J. Ed.) // Plenum Press. New-York. 1991. P. 193−217.

91. Jones M.N., Manley P. Interaction between Iysozyme and n-alkyl sulphates in aqueous solution // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1980. V. 76. № 1. P. 654−664.

92. Illanes A. Stability of biocatalysts // Electron. J. Biotechnol. 1999. V. 2. № i.

93. Kabshima T., Li Y., Kanada N., Ito K., Yoshimoto T. Enhancement of the thermal stability of pyroglutamyl peptidase I by introduction of an intersubunit disulfide bond // Biochim. Biophys. Acta. 2001. V. 1547. P. 214−220.

94. Katchalsky-Katzir E. Immobilized enzymes learning from past successes and failures // Trends Biotechnol. 1993. V. 11. P. 471−478.

95. Kaushik J.K., Bhat R. Thermal stability of proteins in aqueous polyol solutions // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. P. 7058−7066.

96. Kim J., Delio R., Dordick J. S. Protease-containing silicates as active antifouling materials // Biotechnol. Prog. 2002. V. 18. P. 551−555.

97. Kim J., Dordick J.S. Unusual salt and solvent dependence of a protease from an extreme halophile // Biotech. Bioeng. 1997. V. 55. P. 471−479.

98. Klibanov A.M. Approaches to enzyme stabilization // Biochem. Soc. Transact. 1983. V. 11. P. 19−20.

99. Klibanov A. Why are enzymes less active in organic solvents than in water?//Trends Biotechnol. 1997. V. 15. P. 97−101.

100. Knapp S., Ladenstein R., Galinski E.A. Extrinsic protein stabilization by the naturally occurring osmolytes ?-hydroxyectoine and betain // Extremophiles. 1999. V. 3.P. 191−198.

101. Krupyanskii Yu.F., Mikhailyuk M.G., Esin S.V., Korotina O.A., Okisheva E.A., Knox P.P., Nikolaev Yu.A., El Registan G.I. Effects of hydration and interactions with chemical chaperones on protein dynamics // Eur. Biophys. J. V. 34. № 6. 2005. P. 615.

102. Kuhlmeyer C., Klein J. Stabilization of enzymes with polyvinylsaccharides I: physical stabilization of horseradish peroxidase // Enzyme Microb. Technol. 2003. V. 32. P. 99−106.

103. Lalitha J., Mulimani V.H. Stability and activity of potato acid phosphatase in aqueous surfactant media // Biochem. Mol. Biol. Int. 1997. V. 41. № 4. P. 797−803.

104. Lamas E.M., Barros R.M., Balcro V.M., Malcata F.X. Hydrolysis of whey proteins by proteases extracted from Cynara cardunculus and immobilized onto highly activated supports // Enzyme Microb. Technol. 2001. V. 28 (7−8). P. 642−652.

105. Law B.A. Manipulation of enzymes for industrial application: Protein and environmental engineering // Industrial Enzymology 2nd ed. Basingstoke: Macmillan Press and New York: Stockton Press. 1996.

106. Lee J.C., Timasheff S.N. The stabilization of proteins by sucrose // J. Biol. Chem. 1981. V. 256. P. 7193−7201.

107. Lindsay J., Clark D.S., Dordick J. S. Combinatorial formulation of biocatalyst preparations for increased activity in organic solvents: salt activation of penicillin amidase //Biotechnol. Bioeng. 2004. V. 85. P. 553−561.

108. Liu J.-H., Tsai C.-F., Liu J.-W., Chemg K.-J., Cheng C.-L. The catalytic domain of a Piromyces rhizinflata cellulase expressed in E. coli was stabilized by the linker peptide of the enzyme // Enzyme Microb. Technol. 2001. V. 28. P. 582−589.

109. Longo M.A., Combes D. Thermostability of modified enzymes: a detailed study //J. Chem. Technol. Biotech. 1999. V. 74. P. 25−32.

110. Marchaeda-Egea F.C., Piera-Velazquez S., Cadenas C., Cadenas E. Reverse micells in organic solvents: a medium for biotechnological use of extreme halophilic enzymes at low salt concentrations // Archaea. 2002. V. l.P. 105−111.

111. Marcozzi G., Di Domenico C., Spreti N. Effects of surfactants on the stabilization of the bovine lactoperoxidase activity // Biotech. Prog. 1998. V. 14. P. 653−656.

112. Margolin A. Novel crystalline catalysts // Trends Biotechnol. 1996. V. 14. P. 223−230.

113. Matsushima A., Kodera Y., Hiroto M., Nishimura H., Inada Y. Bioconjugates of proteins and polyethylene glycol: potent tools in biotechnological processes // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 1996. V. 2 (1). P. 1−17.

114. Matsuura T., Miyai K., Trakulnaleamsai S., Yomo T., Shima Y., Miki S., Yamamoto K., Urabe I. Evolutionary molecular engineering by random elongation mutagenesis//Nature Biotech. 1999. V. 17. P. 58−61.

115. Matulis D., Wu C., Tong V.P., Guy C., Lovrien R. Protection of enzymes by aromatic sulfonates from inactivation by acids and elevated temperatures // J. Mol. Catal. B. 1999. V. 7. P. 21−36.

116. Menger F.M., Yamada K. Enzyme catalysis in water pools // J. Amer. Chem. Soc. 1979. V. 101. P. 6731−6734.

117. Miller G.L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar//Anal. Chem. 1959. V. 31. № 5. P. 426−428.

118. Morawski B., Quan S., Arnold F.H. Functional expression and stabilization of horseradish peroxidase by directed evolution in S. cerevisiae II Biotech. Bioeng. 2001. V. 76. P. 99−107.

119. Morello J.-P., Bouvier M., Petaja-Repo U.E., Bichet D.G. Pharmacological chaperones: a new twist on receptor folding // Trends Pharmacol. Sci. 2000. V. 21. P. 466−469.

120. Moren A.K., Eskilsson K., Khan A. Phase behavior of oppositely charged protein and surfactant mixtures: DOTAC-BLG-Water // Colloids Surf. B: Biointerfaces. 1997. V. 9. P. 305−314.

121. Mozhaev V. Mechanism-based strategies for protein thermostabilization // Trends Biotechnol. 1993. V. 11. P. 88−95.

122. Mrabet N.T., Van den Broeck A., Van den Brande I., Stanssens P., Laroche Y., Lambeir A.M., Matthijssens G., Jenkins J., Chiadmi M., van Tilbeurgh H. Arginine residues as stabilizing elements in proteins // Biochemistry. 1992. V.31.P. 2239−2253.

123. Nielsen A.D., Borch K., Westh P. Thermochemistry of the specific binding of C12 surfactants to bovine serum albumin // Biochim. Biophys. Acta. 2000. V. 1479. P. 321−331.

124. Noritomi H., Koyama K., Kato, S., Nagahama K. Increased thermostability of cross-linked enzyme crystals of subtilisin in organic solvents // Biotech. Technol. 1998. V. 12. P. 467−469.

125. Nouaimi M., Moschel K., Bisswanger H. Immobilization of tiypsin on polyester fleece via different spacers // Enzyme Microb. Technol. 2001. V. 29 (8−9). P. 567−574.

126. Nozaki Y., Reynolds J.A., Tanford C. The interaction of a cationic detergent with bovine serum albumin and other proteins // J. Biol. Chem. 1974. V. 249. p. 4452−4459.

127. Plaza del Pino I.M., Sanchez-Ruiz J.M. An osmolyte effect on the heat capacity change for protein folding // Biochemistry. 1995. V. 34. P. 8621−8634.

128. Quax W., Mrabet N., Liiten R., Schuurhuizen P., Stanssens P., Lasters I. Enhancing the thermostability of glucose isomerase by protein engineering // Biotechnology. 1991. V.9. P. 738−742.

129. Rao Y.K., Bahadur P., Bahadur A., Ghosh S. Stability and kinetic behaviour of some enzymes in surfactant environment // Indian J. Biochem. Biophys. 1989. V. 26. P. 390−393.

130. Rariy R.V., Klibanov A.M. Biochemistry correct protein folding in glycerol // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997 V. 94 (25). P. 13 520−13 523.

131. Rich J.O., Mozhaev V.V., Dordick J.S., Clark D.S., Khmelnitsky Y.L. Molecular imprinting of enzymes with water-insoluble ligands for nonaqueous biocatalysis // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. P. 5254−5255.

132. Ryu K., Kim J., Dordick J.S. Catalytic properties and potential of an extracellular protease from an extreme halophile // Enzyme Microb. Technol. 1994. V. 16. P. 266−275.

133. Sarney D., Vulfson E. Application of enzymes to the synthesis of surfactants //Trends Biotechnol. 1995. V. 13. P. 164−172.

134. Scheckermann C., Wagner F., Fischer, L. Galactosylation of antibiotics using the p-galactosidase from Aspergillus oryzae II Enzyme Microb. Technol. 1997. V. 20. P. 629−634.

135. Schein C.H. Solubility as a function of protein structure and solvent components//Biotechnology. 1990. V. 8. P. 308−317.

136. Schultz T.W. Relative toxicity of para-substituted phenols: log KOW and pKa-dependent structure-activity relationships // Bull Environ. Contam. Toxicol. 1987. V. 38. № 6. P. 994−1002.

137. Sergeeva M., Paradkar V., Dordick J. Peptide synthesis using proteases dissolved in organic solvents // Enzyme Microb. Technol. 1997. V. 20. P. 623−628.

138. Shami E.Y., Ramjeesingh M. Rothstein A., Zywulko M. Stabilization of enzymes by their specific antibodies // Enzyme Microb. Technol. 1991. V. 13. P. 424−429.

139. Singer M.A., Lindquist S. Multiple effects of trehalose on protein folding in vitro and in vivo // Mol. Cell. 1998. V. 1. P. 639−648.

140. Spreti N., Profio P., Marte L., Bufali S., Brinchi L., Savelli G. Activation and stabilization of a-chymotrypsin by cationic additives // Eur. J. Biochem. 2001a. V. 268. P. 6491−6497.

141. Spreti N., Reale S., Amicosante G., Di Profio P., Germani R., Savelli G. Influence of sulfobetaines on the stability of the Citrobacter diversus ULA-27 ?-lactamase // Biotech. Prog. 2001b. V. 17. P. 1008−1013.

142. Srinivasulu S., Appu Rao A.G. Kinetic and structural studies on the interaction of surfactants with lipox // J. Agric. Food Chem. 1993. V. 41. P. 366−371.

143. Steet R., Chung S., Lee W.-S., Pine C.W., Do H., Kornfeld S. Selective action of the iminosugar isofagomine, a pharmacological chaperone for mutant forms of acid-?-glucosidase // Biochem. Pharmacol. 2007. V. 73. P. 1376−1383.

144. Stemmer W.P.C. DNA shuffling by random fragmentation and reassembly // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1994. V. 91. P. 10 747−10 751.

145. Stemmer W.P.C. Rapid evolution of a protein in vitro by DNA shuffling // Nature. 1994. V. 370. P. 389−391.

146. Stepanov V.M., Rudenskaya G.N., Revina L.P., Gryaznova Y.B., Lysogorskaya E.N., Filipova I.Y., Ivanova I.I. A serine protease of anarchaebacterium Haloferax mediterranei. A homologue of eubacterial subtilisin//Biochem. J. 1992. 285. P. 281−286.

147. Stevenson D., Stanley R., Furneaux R. Optimization of ?-D-galactopyranoside synthesis from lactose using commercially available ?-galactosidases // Biotechnol. Bioeng. 1993. V. 42. P. 657−666.

148. Sunamoto J., Hamada T., Seto T., Yamamoto S. Microscopic evaluation of surfactant-water interaction in apolar media // Bull. Chem. Soc. Jap. 1980. V. 53. № 3. P. 583−589.

149. Sunamoto J., Kondo H., Akimaru K. Enhanced reactivities of «naked» metal ion and water afforded in reversed micelles // Chem. Lett. 1978. V. 7. № 8. P. 821−824.

150. Sundaram P., Venkatesh R. Retardation of thermal and urea induced inactivation of a-chymotrypsin by modification with carbohydrate polymers // Protein Eng. 1998. V. 11. P. 699−705.

151. Tatzelt J., Prusiner S.B., Welch, W.J. Chemical chaperones interfere with the formation of scrapie prion protein // The EMBO J. 1996. V. 15 (23). P. 6363−6373.

152. Timasheff S.N. The control of protein stability and association by weak interactions with water. How do solvents affect these processes? // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1993. V. 22. P. 67−97.

153. Timasheff S.N., Arakawa T. Stabilization of protein structure by solvents. In Protein Structure: A Practical Approach. Creighton T.E., ed. IRL Press. Oxford. U.K. 1989. P. 331−345.

154. Timasheff S.N., Inoue H. Preferential binding of solvent components to proteins in mixed water-organic solvent systems // Biochemistry. 1968. V. 7. P. 2501−2513.

155. Tiwari A., Bhat R. Stabilization of yeast hexokinase A by polyol osmolytes: Correlation with the physicochemical properties of aqueous solutions // Biophys. Chem. 2006. V. 124. P. 90−99.

156. Tluscik F., Kozubek A., Mejbaum-Katzenellenbogen W. Alkylresorcinols in rye (¦Secale cereale L.) grains I I Act. Soc. Bot. Pol. 1981. V. 54. № 7. P. 645−651.

157. Tombs M.P. Stability of enzymes // J. Appl. Biochem. 1985. V. 7. P. 3−24.

158. Tor R., Dror Y., Freeman A. Enzyme stabilization by bilayer «encagement» // Enzyme Microb. Technol. 1989. V. 11. P. 306−312.

159. Triantafyllou A., Wehtje E., Adlercreutz P., Mattiasson B. How do additives affect enzyme activity and stability in nonaqueous media // Biotechnol. Bioeng. 1997. V. 54. P. 67−76.

160. Tropak M.B., Blanchard J.E., Withers S. G, Brown E.D., Mahuran D. High-throughput screening for human lysosomal (3-N-Acetyl Hexosaminidase inhibitors acting as pharmacological chaperones // Chem. Biol. 2007. V. 14. P. 153−164.

161. Tsuji R.F. Enhanced enzymatic activity and stability of trypsin by reductive alkylation in solid phase // Biotechnol. Bioeng. 1990. V. 36. P. 1002−1005.

162. Tzanov T., Andreaus J., Guebitz G., Cavaco-Paulo A. Protein interactions in enzymatic processes in textiles // Electron. J. Biotechnol. 2003. V. 6 №. 3.

163. Van Unen D., Engbersen J., Reinhoudt D. Large acceleration of a-chymotrypsin-catalyzed dipeptide formation by 18-Crown-6 in organic solvents //Biotechnol. Bioeng. 1998. V. 59. P. 553−556.

164. Vermeer A.W.P., Norde W. The influence of the binding of low molecular weight surfactants on the thermal stability and secondary structure of IgG // Colloids Surf. A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2000. V. 161. P. 139−150.

165. Viparelli P., Alfani F., Cantarella M. Effect of cationic and non-ionic surfactants on the hydrolysis of N-glutaryl-l-phenylalanine catalysed by chymotrypsin iso-enzymes // J. Mol. Catal. B: Enzymatic. 2003. V. 21. P. 175−187.

166. Volkin D.B., Klibanov A.M. A practical approach. In: Protein function // Ed. Creighton T.E. IRL Press. Oxford. UK. 1989. P. 1−24.

167. Walker J.E., Wonacott A.J., Harris J.I. Heat stability of a tetrameric enzyme, D-glyceraldehyde-3-phosphate dehyrogenase // Eur. J. Biochem. 1980. V. 108. P. 581−586.

168. Welch W.J., Brown C.R. Influence of molecular and chemical chaperones on protein folding. Cell Stress Chaperones. 1996. V. 1 (2). P. 109−115.

169. Wimmer R.- Olsson M., Petersen M.T.N., Hatti-Kaul R., Petersen S.B. and Miiller N. Towards a molecular level understanding of protein stabilization: the interaction between lysozyme and sorbitol // J. Biotechnol. 1997. V. 55. P. 85−100.

170. Wintrode P., Miyazaki K., Arnold F.H. Patterns of adaptation in a laboratory evolved thermophilic enzyme // Biochim. Biophys. Acta. 2001. V. 1549. P. 1−8.

171. Yancey P.H., Clark M.E., Hand S.C., Bowlus R.D., Somero G.N. Living with water stress: Evolution of osmolyte systems // Science. 1982. T. 217. P. 1214−1222.

172. Yang L., Dordick J. S., Garde S. Hydration of enzyme in nonaqueous media is consistent with solvent dependence of its activity // Biophys. J. 2004. V. 87. P.812−821.

173. Ye W.N., Combes D., Monsan P. Influence of additives on the thermostability of glucose oxidase // Enzyme Microb. Technol. 1988. V. 10. P. 498−501.

174. Yuji I., Hidroyuki N., Kosunobu T., Takyuki Y., Anutosh R.S., Yuji S. Ester synthesis catalyzed by polyethylene glycol modified lipase in benzene // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1984. V. 122. P. 845−850.

175. Zancan P., Sola-Penna M. Trehalose and glycerol stabilize and renature yeast inorganic pyrophosphatase inactivated by very high temperatures // Arch. Biochem. Biophys. 2005. V. 444. P. 52−60.

176. Zhang X., Fu X., Zhang H., Liu C., Jiao W., Chang Z. Chaperone-like activity of p-casein // Int. J. Biochem. & Cell Biol. 2005. V. 37. P. 1232−1240.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой