BioScience Blog – Научный Биологический блог

В настоящее время соединения, родственные ингибиторам ферментов нашли широкое применение в народном хозяйстве. В практической медицине ингибиторы амилаз успешно применяются в качестве препаратов для лечения заболеваний, связанных с повышенной активностью этих ферментов – диабета, кариеса, ожирения и др. В фундаментальных     разработках      специфические      ингибиторы     являются      также эффективными инструментами для изучения механизма действия ферментов, строения их активного центра.

На сегодняшний день большое внимание уделяется адаптации сельскохозяйственных растений в природе и, соответственно, их способности к выживанию для того, чтобы в конечном итоге получить хороший урожай. В процессе эволюции растения выработали защитные механизмы, которые позволяют им успешно противостоять различного рода неблагоприятным воздействиям, в том числе, вредителям и фитопатогенным микроорганизмам. В их число входят ферменты, такие как β-1,3-глюканазы, хитиназы, ингибиторы протеаз и α-амилаз, лектины, а также другие белки и пептиды, обладающие антимикробной активностью.

Изучение ингибиторов у растений приобрело в последние годы помимо большого теоретического интереса еще и важное практическое значение. Это связано, в первую очередь, с новейшими достижениями биотехнологии по созданию трансгенных растений, обладающих повышенной устойчивостью к вредителям и болезням.

Природные ингибиторы отличаются некоторыми особенностями: они действуют в чрезвычайно низких концентрациях (от 10-6 до 10-12 М), обычно являются необратимыми и т.д. В природе эти ингибиторы выполняют роль регуляторов межвидовых отношений. Так, известно, что ингибиторы амилаз из проросших зерен злаковых токсичны для насекомых и млекопитающих. Недавно ингибиторы амилаз обнаружены среди так называемых "патоген-обусловленных" белков (PR-белков), участвующих в механизме защиты растений от патогенов.

Целью данной работы является изучение свойств амилаз проращенного зерна овса и влияния ингибиторов химического и природного происхождения на амилолитическую активность.

В процессе исследований были выбраны оптимальные условия проведения ферментативной реакции расщепления крахмала амилазами овса. Определена амилолитическая активность при различных температурах, кислотности среды и длительности проведения реакции.

Ингибирующее действие металлов на амилазы изучалось на модельных растворах. В результате экспериментов было установлено, что соли Na+ и K+ являются активаторами амилазы. Ингибирующее действие было выявлено у солей Fe2(SO4)3 , CoCl2·6H2O, Ni SO4·7H2O, MgSO4 и Cu SO4. По ингибирующему эффекту катионы металлов можно расположить в следующий ряд: Co2+ >Fe3+ >Mg2+ >Cu2+>Ni2+.

В ходе исследования также изучалось влияние солей металлов на активность амилаз в процессе прорастания зерна. Наиболее медленное прорастание наблюдалось при обработке зерен овса солями Cu SO4, CoCl2·6H2O и MgSO4.

Ингибиторы природного происхождения выделяли из гороха и фасоли. Определена минимальная концентрация эффектора на амилазы зерна.