Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
1 5,5'-дитиобис-(2-нитробензойная) кислота. — Прим. перев.
добавлении цистеина (Amelunxen, 1967). Интересно было бы сравнить реакциоиноспособность сульфгидрильных групп в ферментах из Т. aquaticus и Т. thermophilus.
Хокинг и Харрис (Hocking, Harris, 1976), ссылаясь в качестве примера на ГФДГ из термофильных организмов и мышц (табл. 6.4), отметили также, что существует, по-видимому, положительная корреляция между термостабнльностыо и низкими изоэлектрическими точками ферментов. Наличие такой связи остается под вопросом, поскольку ГФДГ из В. cereus и дрожжей тоже имеют низкие изоэлектрпческие точки. Правда, эти мезо-фильиые ферменты более стабильны, чем ферменты из мышц.
Так как молекулярную основу термостабильности термофильных ГФДГ нельзя установить исходя из таких общих.структурных свойств, как размер, форма и аминокислотный состав белковых молекул, проводятся более детальные исследования структуры этих ферментов. У 14 мезофильных видов была определена аминокислотная последовательность пептида, входящего в состав активного центра данного фермента (Perham, 1969) и во всех случаях, кроме фермента из мышц омара, этот пептид, состоящий из 17 аминокислотных остатков, имел идентичную последовательность (первая строка в табл. 6.5). Пептид фермента из мышц омара имеет две довольно часто встречающиеся замены изолейцина и лейцина на валин (положения 4 и 18 в табл. 6.5), а место расщепления трипсином сдвинуто у него на три остатка в направлении N-конца, что приводит к получению пептида из 20 аминокислотных остатков. Пептид, входящий в состав активного центра фермента из В. stearothermophilus (Brid-gen et al., 1972), также имеет 20 остатков и отличается от после-
Таблица 6.5
Аминокислотная последовательность триптических пептидов, входящих в состав активного центра глицеральдегид-З-фосфат — дегидрогеназы из нескольких источников
1 2 3 4 5 С 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 -Ser-Leii-Lys Ие-Val-Ser-Asn-Ala-Ser-Cys-1 Thr-Thr-Asn-Cya-Leu-Ala-Pro-Leu-Ala-Lys-2
t
2 -Asp-Met-Thr-Val-Val-Ser-Asn-Ala-Ser-Cys-1 Thr-Thr-Asn-Cys-Leu-Ala-Pro-Val-Ala-Lys -*
3 -Ala-#?s-/-//s-Ile-Val -Ser-Asn-Ala-Ser-Cys-1 Thr-Thr-Asn-Cys-Leu-Ala-Pro-P/ie-Ala-Lys-1
4 Arg •Ws-Z/ts-Ile-Ile-Ser-Asn-Ala-Ser-Cys-1 Tbr-Thr-Asn-Ser-Leu-Ala-Pro-Val-jWe^Lys-5
t
1 Цистеин активного центра.
2 17 остатков; мышцы свиньи (Harris, Perham, 1968).
3 120 остатков; мышцы омара (Davidson et al., 1957).
* 20 остатков; Bacillus siearathcrmophilus (Bridgen et al., 1972).
6 19 остатков; Thermus aquaticus (Hocking', Harris, 1976).
Стрелками обозначены места расщепления трипсином.
дователыюсти прототипа только положением 18, где лейцин замещен иа остаток фенилаланина (валин в ферменте из мышц омара). Однако в пептиде, содержащемся в активном центре фермента из Т. aquaticus (Hocking, Harris, 1976), обнаруживаются два замещения: в положении 19 аланин замещеи на метионин, а в положении 14 — цистеин иа серии. Еще одна особенность фермента из В. stearothermophilus и Т. aquaticus заключается в том, что в вариабельном участке белковых цепей этих ферментов находятся два соседних остатка гистидина (положения 2 п 3) (Olsen et al., 1975). Было бы интересно выяснить, сохраняются ли эти замены в ГФДГ других термофилов, тем более что гистидин в положении 3 отражает изменение двух оснований в генетическом кодоне. Если сопоставить эти последовательности с трехмерной структурой фермента из мышц омара (Olsen et al.,
1975), то окажется, что два остатка гистидина находятся в контакте с гидрофобными аминокислотными остатками, а это позволяет предположить, что гистидин в положении 3, замещающий гидрофильные остатки лизина или треоиипа, может обеспечивать дополнительную стабилизацию данного участка молекулы. Хокинг и Харрис (Hocking, Harris, 1976) сообщили, что в отношении аминокислотных последовательностей мономерных субъединиц ГФДГ из В. stearothermophilus и Т. aquaticus обнаруживают значительную гомологию (50—60%) с ГФДГ мезофилов. Следует отметить еще два интересных факта: во-первых, в ферменте из Т. aquaticus утрачены все SH-группы, кроме двух самых важных (Cys-149), и во-вторых, в обоих термофильных ферментах лизин в положении 183, который, как известно, является центром переноса ацетильной группы в апофермеите (Harris, Perham, 1968), заменен на аргинин. Кроме того, при сравнении аминокислотной последовательности и трехмерной структуры ГФДГ из мышц омара (Olsen et al., 1975) с последовательностью фермента из Т. aquaticus выявляется ряд замен, которые могли изменить термостабильность фермента. Два представляющих интерес фрагмента включают остатки 121 —125 и 280—282. Первый из них расположен на поверхности молекулы п имеет последовательность Pro-Ser-Ala-Asp-Ala в ферменте из мышц омара и Lys-Gly-GIu-Asp-Ile в ферменте из Т. aquaticus. Второй фрагмент содержит последовательность Ser-Ser-Asp в ферменте из мышц омара и Glx-Asx-Ile в ферменте из Т. aquaticus и расположен на участке молекулы, где благодаря контактам боковых цепей происходит ассоциация субъединиц. Подобные замены могут обусловливать различия во взаимодействии субъединиц и в общей термостабильности фермента.
