Методы молекулярной инженерии позволяют конструировать новые ферменты

Молекулярная инженерия – раздел молекулярной биологии, занимающийся конструированием молекул с заранее заданными структурными параметрами. В приложении к ферментам это означает получение ферментов с измененной структурой с целью исследова­ния механизма действия фермента или обладающих новыми качественными характери­стиками. Ниже приводится несколько таких примеров:

Точечный направленный мутагенез - В этом случае целенаправлено изменяется последо­вательность нуклеотидов в структуре гена, кодирующего данный фермент и после экс­прессии этого гена, проводится тщательное исследование кинетических характеристик полученного фермента. Заменяя аминокислоты в активном центре, можно получить ин­формацию о механизме катализа.

Гибридные ферменты - методы белковой химии позволяют исследователям соеди

Рис 2-22. Строение гибридного фермента.

нить две различные молекулы для получения молекулы с новыми, полезными свойствами.

На рис 2-22 показано строение такого гибридного фермента.. К нуклеазе, выделенной у стафилококка, присоединен олигонуклеотид со специфической последовательностью нуклеотидов. Этот олигонуклеотид позволяет гибридному ферменту связаться с комплементарной по­следовательностью нуклеиновой кислоты -мишени и подействовать специфично в стро­го определенном месте. Нативный фермент не обладает такой специфичностью.

Каталитические антитела. Эти молекулы являются антителами с очень специфическим центром связывания переходного состояния субстрата ферментативной реакции. Такие антитела получили название абзимы, В них сочетается высокая специфичность антител с возможностью ускорять химические реакции порой до 10⁷ раз по сравнению с не ката­лизируемой реакцией. Высокая стереоспецифичность ферментов (включая абзимы) мо­жет оказать огромную помощь в синтезе стереоспецифических соединений в органиче­ской химии.