BioScience Blog – Научный Биологический блог

Всовместных исследованиях с Институтом микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН получены данные, свидетельствующие о способности химического аналога микробных ауторегуляторных факторов di (С7-АОБ или метилрезорцин), относящихся к алкилоксибензолам (АОБ), стимулировать функциональную активность лизоцима яичного белка и регулировать эффективность катализируемых им реакций гидролиза специфических (пептидогликан) и неспецифических (хитин) субстратов. При этом величина регистрируемых эффектов определялась концентрацией и временем инкубирования модификатора с ферментом. Полученные результаты в значительной степени воспроизводят зависимости, показанные в отношении эффектов С7-АОБ на другие моносубъединичные ферменты (трипсин, а – и Р-амилаза, рибонуклеаза и др.) и подтверждают функциональную роль АОБ в модификации активности ферментных белков неспецифически к их структуре. Еще один эффект модификации лизоцима С7-АОБ заключается в изменении его стабильности, что было продемонстрировано по сохранению активности фермента после его термоденатурации (функциональная стабильность) или по расширению температурного диапазона катализа (операционная стабильность).

Изменения основных свойств ферментов, таких как активность и стабильность, в их комплексах с АОБ обусловлены изменениями физико-химических характеристик биополимеров. С использованием методов дифференциальной сканирующей микрокалориметрии установлена корреляция между эффектом повышения неспецифической активности лизоцима в отношении коллоидного хитина до 550% и понижением избыточной свободной энергии денатурации лизоцима в присутствии С7-АОБ в диапазоне концентраций 0,2-2,0 мг/мл. Очевидно, что понижение избыточной энергии денатурации лизоцима ~ 15 кДж/моль способствует повышению активности фермента, по-видимому, вследствие увеличения свободного объема и подвижности фрагментов макромолекулы лизоцима при конформационном превращении, что приводит к повышению доступности дополнительных участков активного центра фермента.

Показано, что увеличение времени инкубирования до 5 суток приводит к значительному подавлению эффекта активирования лизоцима и сопровождается более

глубокой дестабилизацией его нативной конформации с изменением кооперативной единицы денатурации.

Методом динамического светорассеяния установлено, что гидродинамический диаметр макромолекул лизоцима не изменяется в диапазоне концентраций С7-АОБ 0,2-2,0 мг/мл и составляет 4,05±0,06 нм. При концентрации С7-АОБ более 2 мг/мл наблюдается повышение степени ассоциации молекул лизоцима, изначально присутствующих в растворе с рН 7,4, от 300 до 1400 нм. Обнаружен синергический эффект повышения поверхностной активности лизоцима в присутствии С7-АОБ.

Совокупность результатов полученных в широком диапазоне концентраций С7-АОБ (0,2-2,0 мг/мл) свидетельствует о дестабилизации нативной конформации белка и преимущественном взаимодействии С7-АОБ с его денатурированной формой. Повышение термостабильности белка связано, по-видимому, со стабилизацией денатурированной формы лизоцима за счет взаимодействия с метилрезорцином.