name: Взаимосвязь структуры и функции ферментов из термофильных организмов на примере дегидрогеназ и трансаминаз
keyword_list: рентгеноструктурный анализ термостабильность трансаминазы дегидрогеназы биокатализ ферменты
abstract: Целью работы явилось установление структурных основ субстратной специфичности и стабильности ферментов из архей и термофильных бактерий. К основным результатам работы относятся характеристика фермента с уникальной термостабильностью - алкогольдегидрогеназы из археи Thermococcus sibiricus, время полуинактивации которой при 98 °С составило один час. Проведена структурно-функциональная характеристика дегидрогеназ из архей T. sibiricus и Pyrobaculum ferrireducens. Установлено, что увеличение доли заряженных остатков в аминокислотных последовательностях обоих термостабильных ферментов приводит к стабилизации структуры через повышение плотности водородных связей в белковой глобуле, перераспределение внутренних и поверхностных водородных связей по категориям и усиление межсубъединичных контактов. Установлено, что сеть солевых мостиков на поверхности супертермостабильной алкогольдегидрогеназы из археи T. sibiricus обеспечивает термостабильность фермента, устойчивость к денатурантам и галотолерантность при субоптимальных температурах. Определено, что активность термостабильных ферментов, дегидрогеназы из T. sibiricus и трансаминазы из T. terrenum, повышается при субоптимальных температурах в результате частичного разрушения контактов в белковой глобуле под действием органических растворителей или высокой соли. В результате анализа характеристических мотивов отобраны новые трансаминазы из архей Thermoproteus uzoniensis, Vulcanisaeta moutnovskia и Geoglobus aсetivorans и бактерий Thermobaculum terrenum и Haliangium ochraceum. Составлена их структурно-функциональная характеристика, включая спектр аминодоноров и аминоакцепторов, кинетические параметры реакций трансаминирования и параметры термостабильности. Установлено, что функциональные димеры и активные центры архейных трансаминаз устроены сходным образом с функциональными димерами и активными центрами гомологичных трансаминаз из бактерий и эукариот.
  Установлено, что изменения в характеристических мотивах, формирующих активный центр, определяют широкую субстратную специфичности у трансаминаз из архей T. uzoniensis и V. moutnovskia и активность с первичными (R)-аминами у трансаминаз из бактерий T. terrenum и H. ochraceum.
chairman_dissertation_council.name: Владимир
chairman_dissertation_council.surname: Попов
chairman_dissertation_council.patronymic: Олегович
chairman_dissertation_council.position: научный руководитель Центра
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: F-8810-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7404534215
chairman_dissertation_council.rinc_id: 80944
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-0133-7962
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Алексей
organization_supervisor.surname: Федоров
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 31.27.17
rubrics.name: Энзимология
rubrics.code: 31.27.15
rubrics.name: Структура и функции биополимеров
oecds.code: 01.06.CQ
oecds.name: BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY
speciality_codes.name: Биохимия
speciality_codes.code: 03.01.04
supervisors.fio: Попов В.О.
supervisors.scientific_degree: Доктор химических наук
supervisors.speciality_code: Биохимия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Габибов А.Г.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Молекулярная биология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Никулин А.Д.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Биоорганическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Демидкина Т.В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Молекулярная биология
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФИЦ БИОТЕХНОЛОГИИ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ" РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
protection_organization.ogrn: 1037700131633
protection_organization.supervisor_name: АЛЕКСЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: ФЕДОРОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
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: ФИЦ БИОТЕХНОЛОГИИ РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ" РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
author_organization.ogrn: 1037700131633
author_organization.supervisor_name: АЛЕКСЕЙ
author_organization.supervisor_surname: ФЕДОРОВ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения