Alfa/beta-gidrolaza qatlam fermentlarining bioinformatik tahlili

Mavzu: Alfa/Beta gidrolazalar supero ilasi fermentlari katalitik aminokislotalarining qiyosiy bioinformasion tahlili.
Reja:
I KIRISH
II Asosiy qism

1. Alfa/beta-gidrolaza qatlam fermentlarining bioinformatik tahlili

2. 
   Yangi alfa/beta gidrolaza domen oqsilining K. marxianusning lignoselülozik biomassadan olingan ingibitorlarga chidamliligiga ta'siri
   
3. 
   Alfa/Beta-gidrolaza qatlamli fermentlar: tuzilmalar, funktsiyalar va mexanizmlar
   

III Xulosa va tavsiyalar
IV Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati


MUNDARIJA
I KIRISH..................................................................................................................3
II Asosiy qism…………………………………………………………...................8

4. Alfa/beta-gidrolaza qatlam fermentlarining bioinformatik tahlili ..................8

5. 
   Yangi alfa/beta gidrolaza domen oqsilining K. marxianusning lignoselülozik biomassadan olingan ingibitorlarga chidamliligiga ta'siri .…………...……….10
   
6. 
   Alfa/Beta-gidrolaza qatlamli fermentlar: tuzilmalar, funktsiyalar va mexanizmlar…………………………………………………..………..……...21
   

III Xulosa va tavsiyalar………………………………………………………….26
IV Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati……………………………………...….28


KIRISH.
Alfa/beta-gidrolazalarning (ABH) strukturaviy oilasi tabiatda keng tarqalgan va esterazalar, lipazalar, tioesterazlar, amidazalar, epoksid gidrolazalar, degalogenazalar, haloperoksidazalar va gidroksinitril liazalar kabi turli funktsiyalarga ega bo'lgan fermentlarni o'z ichiga oladi [1-3] . Ajoyib katalitik ko'p qirraliligi tufayli ABH katlama fermentlari ko'pincha yaxshilangan xususiyatlarga ega biokatalizatorlarni ishlab chiqish uchun protein muhandislik dasturlarida maqsad bo'lib xizmat qildi [4]. Shunga qaramay, ABH qatlam fermentlarining turli substratlarda turli reaksiyalarni katalizlash qobiliyati ABH burmasining yadrosida joylashgan o‘xshash kislota-asos-nukleofil katalitik mexanizmga asoslanadi [5-7].
ABH burmasi sakkiz asosan parallel b-ipchalardan iborat b-varaqdan iborat bo'lib, antiparallel b2 ipdan tashqari va oltita a-spiral bilan o'ralgan bo'lib, ular a-burilish-b supero'rta struktura geometriyasida joylashgan. b4 ipdan oldin joylashgan aA spiral bilan. Qatlamga spiral qopqoqchalar va boshqa domenlar kiritilishi mumkin, ammo bu ABH burma strukturasi ABH fermentlarining katalitik sohasini o'z ichiga oladi, kislota-asos-nukleofil katalitik mexanizmining qoldiqlari ABH burmasi bo'ylab saqlanib qolgan joylarda joylashgan. (1-rasm) [1, 6, 7]. Xususan, katalitik kislota odatda b7 ipdan keyingi burilishda (ABH katlama fermentlarining A guruhida) yoki muqobil ravishda b6 ipning C-uchida (B guruhida) joylashgan; katalitik asos, konservalangan histidin, b8 ipdan keyin egiluvchan halqada joylashgan; va katalitik nukleofil b5 ipning C-uchida keskin burilish cho'qqisida, strukturaviy va ketma-ketlikni saqlashni (G-X-Nuc-X-G motivi) saqlaydigan "nukleofil tirsagi" deb ataladigan saqlanib qolgan strukturada joylashgan. Katalitik triadaga qarama-qarshi joylashgan oksianion teshigi odatda ikkita qoldiqdan iborat bo'lib, ulardan biri katalitik nukleofildan keyin, ikkinchisi esa b3 ipining C-uchida joylashgan [1, 6, 7].
Qiyosiy bioinformatik tahlil fermentlarning struktura-funksiya munosabatlarini o'rganishda asos hisoblanadi. Bir nechta ketma-ketliklarni taqqoslash bunday tahlilda keng tarqalgan vositaga aylandi. Oqsillar orasidagi statistik ahamiyatga ega ketma-ketlik yoki uchinchi tuzilish oʻxshashligi homologiya [1] dalili sifatida oqlangan boʻlsa-da, baʼzi fermentlar umumiy ajdoddan tabiiy tanlanish va ixtisoslashuv jarayonida ketma-ketlik oʻxshashligini yoʻqotadi. Shunday qilib, masofaviy gomologlarning bioinformatika tahlili ketma-ketlikni taqqoslash uchun mavjud usullarning darbog'i bo'lib qolmoqda.
Proteinning tuzilishi ketma-ketlik bilan solishtirganda evolyutsiya davomida yaxshiroq saqlanadi [2, 3]. Tasodifiyga yaqin ketma-ketlik o'xshashligini ko'rsatadigan ko'plab oqsillar (bo'shliqlarni hisobga olgan holda taxminan 8-15% o'xshashlik), lekin shunga qaramay o'xshash tuzilmalarni qabul qiladi, faol joylarida bir xil yoki tegishli aminokislotalar qoldiqlarini o'z ichiga oladi va o'xshash katalitik mexanizmlarga ega [4]. Ko'pchilikka ma'lum bo'lgan ketma-ketliklarni [5-7] farqli o'laroq, uch o'lchovli tekislash ushbu qoldiqlarning biokimyoviy xususiyatlariga emas, balki uchinchi darajali tuzilmalardagi aminokislotalar qoldiqlarining geometrik yo'nalishini taqqoslashga asoslanadi. [8]. Hozirgi vaqtda Protein ma'lumotlar bankida (PDB) 70 000 ga yaqin tuzilmalar mavjud va bu raqam doimiy ravishda o'sib bormoqda [9]. Ushbu ma'lumotlarning mavjudligi qiyosiy bioinformatik tahlil uchun yangi imkoniyatlar yaratadi. Masalan, kristall tuzilmalarning 3D-moslashuvi Ntn-gidrolazalar oilasining fermentlarining uzoq a'zolari o'rtasidagi past ketma-ketlik o'xshashligi bilan bog'liqligini aniqlash imkonini berdi [10, 11]. Shunday qilib, uch o'lchovli moslashuvdan foydalangan holda evolyutsion uzoq homologlardan tashkil topgan ferment oilalarida struktura-funksiya munosabatlarini o'rganish faqat ketma-ketlikni moslashtirishdan ko'ra, oqsilning funktsiyasi, xususiyatlari va evolyutsiyasi bo'yicha muhimroq maslahatlar berishi mumkinligiga umid qilinadi.
Qiyosiy tahlilda to'plangan tajriba, faol sayt maydonining fazoviy tashkil etilishi gomologik fermentlarning eng yaxshi saqlanib qolgan qismi ekanligini taxmin qilish imkonini beradi, qolgan tuzilish esa sezilarli darajada farq qilishi mumkin [12-15]. Polipeptid zanjirining qadoqlanishi va aminokislota qoldiqlarining yon zanjirning faol joyida yo'nalishi fermentning substratni tanib olish, bog'lash va o'zgartirish qobiliyatiga katta ta'sir ko'rsatadi, deb ishoniladi. Bundan tashqari, substratning o'ziga xosligi va katalitik faolligiga ta'sir qiluvchi aminokislotalar qoldiqlari odatda asosiy katalitik qoldiqlardan 7-15Å oralig'ida kuzatilgan [16]. Shunday qilib, masofaviy gomologlar o'rtasidagi munosabatlarni o'rganishda uchta qatlamda bioinformatika tahlilini o'tkazish kerak: aminokislotalar ketma-ketligi, uch o'lchovli tuzilmalar va faol sayt maydonlarining tarkibiy tuzilishi. Ferment tuzilmalarining funktsional jihatdan eng muhim qismlari - faol joylarini qiyosiy o'rganish alohida qiziqish uyg'otadi.