​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах. Работа опубликована в Journal of Biotechnology. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).

В своей работе ученые сосредоточились на поиске новых ферментов-трансаминаз. В живой клетке трансаминазы ускоряют реакцию переноса аминогруппы -NH2 между молекулами и таким образом участвуют в метаболизме азота. Такие реакции востребованы и применяются, пока не очень часто, в биотехнологии и фармацевтике для присоединения аминогруппы к сложным молекулам. В этой работе ученых интересовали ферменты с нарушением характеристических мотивов - участков составляющей их последовательности аминокислот, которые отвечают за специфические свойства ферментов.

Исследование проводилось в два этапа. На первом этапе ученые составили выборку последовательностей трансаминаз интересующего семейства и провели множественное выравнивание последовательностей (метод сравнения большого числа аминокислотных последовательностей) и нашли аминокислотные последовательности с нарушением характеристических мотивов.

"На этом этапе основная трудность состояла в том, чтобы убедиться в правильности множественного выравнивания в интересующей нас области. С целью повышения качества выравнивания мы исключали из него последовательности, наличие которых может привести к ошибочным результатам: плохо выравнивающиеся, аномально короткие или длинные. Затем результаты выравнивания выверялись вручную", - рассказала старший научный сотрудник Института биохимии имени А.Н. Баха РАН Екатерина Безсуднова.

На втором этапе авторы работы анализировали свойства новых трансаминаз: определили активности ферментов с различными субстратами (исходными веществами реакции, которую ускоряют ферменты). Так как трансаминазы переносят аминогруппы между двумя молекулами, подходящими для них должны быть два субстрата: аминодонор и аминоакцептор. Подбор субстратов - довольно трудоемкий процесс: на практике сначала находят пару "хороших" субстратов, а затем перебирают различные доноры и акцепторы аминогруппы. По уровню активности фермента в катализируемой реакции определяют профиль так называемой субстратной специфичности фермента.

"В итоге мы обнаружили две трансаминазы, активные при повышенных температурах, 45-65 °С, которые работают не только с типичными для своего семейства субстратами, разветвленными аминокислотами, но и с первичными ароматическими аминами - важными исходными соединениями при синтезе лекарственных препаратов. Результаты работы могут быть полезны биоинформатикам для разработки методов предсказания специфичности ферментов по аминокислотной последовательности", - заключил директор Федерального исследовательского центра "Фундаментальные основы биотехнологии" РАН Владимир Попов.

Трансаминазы, активные при высоких температурах с разными субстратами, в том числе с первичными аминами, являются перспективными объектами для разработки биокатализаторов с заданными свойствами для задач тонкого органического синтеза.

Похожие новости

  • 23/06/2018

    Российские ученые нашли вещество, ослабляющее защиту раковых клеток

    ​Российские молекулярные биологи открыли вещество, способное "отключать" белки, мешающие химиотерапии убивать раковые клетки, и успешно проверили его работу на культурах рака прямой кишки.
    197
  • 29/05/2018

    МикроРНК поможет ученым диагностировать рак яичников

    ​Группа ученых из Научно-исследовательского института общей патологии и патофизиологии во главе с профессором Элеонорой Брагой разработала новый способ диагностики рака яичников на основе микроРНК – маленьких молекул, участвующих в подавлении активности генов.
    158
  • 30/03/2018

    Трехпетельные белки млекопитающих замедлили рост раковых клеток

    Российские ученые обнаружили, что белки человека SLURP способны подавлять рост раковых клеток. Эти белки регулируют функционирование эпителия, однако механизм их действия не до конца ясен. Полученные результаты в будущем могут быть использованы для разработки и улучшения противораковых препаратов.
    227
  • 28/04/2018

    Светящиеся биосенсоры позволили регистрировать разные показатели в организме

    ​Российские биохимики рассмотрели возможности биологических сенсоров на основе флуоресцентных белков и показали, какие биохимические параметры в живом организме можно измерить с их помощью.  В частности, разработанный подход позволяет почти мгновенно получать данные с самых ранних стадий развития ишемического инсульта у крыс.
    249
  • 11/05/2018

    Российские ученые улучшат препараты для генной терапии

    ​Российские молекулярные биологи разработали новую технологию ввода в клетки генной терапии, изучив, как миниатюрные жировые капсулы взаимодействуют с нитями ДНК. Рецепт по сборке наношприца опубликован в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
    239
  • 27/03/2018

    Российские ученые нашли причину неэффективности вакцины от гриппа

    Исследователи из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН показали, что различные варианты вакцины против вирусов сезонного гриппа фактически не увеличивают число разных типов Т-клеточных рецепторов (ТКР), а значит и не повышают шанс распознавания вирусов гриппа иммунной системой организма.
    365
  • 28/05/2018

    Нейросеть помогла российским ученым определить оптимальные условия хранения микроорганизмов

    ​Российские ученые с помощью нейросети определили самые оптимальные условия для длительного хранения микроорганизмов, выживающих при экстремально высокой солености. Статья об этом опубликована в журнале Extremophiles.
    146
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    73
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    270
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    119