name: Влияние точечных аминокислотных замен на каталитические свойства двухдоменной лакказы Streptomyces griseoflavus
keyword_list: каталитическая активность лакказ SgfSL медь-содержащие ферм структурно-функциональные исследования ферментов оксидоредуктазы двухдоменные лакказы
abstract: Работа посвящена изучению влияния замен аминокислотных остатков (АК) второй координационной сферы активных центров двухдоменной лакказы Streptomyces griseoflavus на каталитические свойства фермента. Использование классических методов молекулярной биологии, биохимии, биофизики (рентгеноструктурного анализа) и биоинформатики позволило выяснить важные аспекты функционирования фермента: определить ключевые АК, участвующие в переносе протонов и регулирующие доступ кислорода в активный центр лакказы, выяснить функциональная роль отдельных полярных АК второй координационной сферы Т2/Т3 центра. Впервые выявлены структурные особенности геометрии субстрат-связывающей области двухдоменных лакказ, влияющие на их функциональную активность и стабильность. Получены высоко-активные мутантные формы в условиях щелочной среды и в присутствии ингибиторов. Впервые показано влияние точечных замен в субстрат-связывающей области на функциональную стабильность фермента и эффективность окисления субстратов различной природы. Полученные данные существенно расширяют знания о каталитической активности двухдоменных лакказ и открывают новые возможности для направленной инженерии данного типа ферментов. Высокоактивные мутантные формы могут быть применены в биотехнологии для синтеза веществ и молекул, производство которых требует высокой стабильности ферментов и активности в щелочных условиях. Оптимизирование методик кристаллизации позволяет улучшить качество выращиваемых кристаллов, повысить экономичность самого процесса получения дифракционных данных высокого разрешения и ускорить структурные исследования данных ферментов. Работа выполнена в ФГБУН Институте белка РАН в группе структурных исследований макромолекулярных комплексов при непосредственном участии соискателя в постановке и проведении научных экспериментов, обработке и анализе полученных данных, подготовке научных публикаций и представлении результатов на научных конференциях. Научные руководители работы - к.ф.-м.н. Габдулхаков Азат Габдрахманович, руководитель группы, и д.б.н. Тищенко Светлана Викторовна, ведущий научный сотрудник ИБ РАН. Ведущая организация - ФГУ «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук», г. Москва. Официальные оппоненты: Тимченко Мария Александровна, к.б.н., с.н.с. ФГБУН Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Лунин Владимир Юрьевич, д.ф-м.н., Институт математических проблем биологии РАН - филиал Федерального государственного учреждения "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук", главный научный сотрудник, заведующий лабораторией кристаллографии макромолекул. Основные научные результаты работы отражены в публикациях: 1) Габдулхаков А.Г., Костарева О.С., Коляденко И.А., и др. Встраивание ионов меди в Т2/Т3 центры двухдоменных лакказ, Молекулярная биология (Москва) 2018, Т. 52(1), стр. 29–35;2)Gabdulkhakov A., Kolyadenko I., et al.,  Investigations of accessibility of T2/T3 copper center of two-domain laccase from Streptomyces griseoflavus Ac-993, Int. J. Mol. Sci. 2019,  V. 20(13); 3) Gabdulkhakov A., Kolyadenko I., et al.. The role of positive charged residue in the proton-transfer mechanism of two-domain laccase from Streptomyces griseoflavus Ac-993, J. Biomol. Struct. Dyn.  2021; 4) Kolyadenko I., et al.,  Engineering the catalytic properties of two-domain laccase from Streptomyces griseoflavus Ac-993, Int. J. Mol. Sci. 2022, V.23(1).
chairman_dissertation_council.name: Евгений
chairman_dissertation_council.surname: Фесенко
chairman_dissertation_council.patronymic: Евгеньевич
chairman_dissertation_council.position: заведующий лабораторией
chairman_dissertation_council.degree: Доктор биологических наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: С-7437-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7101769087
chairman_dissertation_council.rinc_id: 78364
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Павел
organization_supervisor.surname: Грабарник
organization_supervisor.patronymic: Яковлевич
organization_supervisor.position: и.о директора
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.15.15
rubrics.name: Пространственная структура и свойства биополимеров
oecds.code: 01.06.CO
oecds.name: BIOCHEMICAL RESEARCH METHODS
oecds.code: 01.06.CQ
oecds.name: BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY
speciality_codes.name: Молекулярная биология
speciality_codes.code: 1.5.3.
supervisors.fio: Габдулхаков А.Г.
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Биофизика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
supervisors.fio: Тищенко С.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор биологических наук
supervisors.speciality_code: Молекулярная биология
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Тимченко М. А.
opponents.scientific_degree: Кандидат биологических наук
opponents.speciality_code: Молекулярная биология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Лунин В.Ю.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Кристаллография, физика кристаллов
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФИЦ ПНЦБИ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ПУЩИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
protection_organization.ogrn: 1025007768983
protection_organization.supervisor_name: ПАВЕЛ
protection_organization.supervisor_surname: ГРАБАРНИК
protection_organization.supervisor_patronymic: ЯКОВЛЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИБ РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ БЕЛКА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1025007773262
author_organization.supervisor_name: ВЯЧЕСЛАВ
author_organization.supervisor_surname: КОЛБ
author_organization.supervisor_patronymic: АДАМОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения