Виготовлення лікарських препаратів на основі амілолітичних ферментів
Курсовой проект - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие курсовые по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
·а. Пуллуланази з різних джерел мають різні властивості[7].
Ізоамілаза (глікоген-6-глюканогідролаза), або дебранчінг-фермент, гідроліз ?-1 ,6-звязку в розгалужених полісахаридів, таких як амілопектин, глікоген, ?-граничні декстрини. Відмінною особливістю ізоамілази в порівнянні з пуллуланазой є те, що вона не здатна гідролізувати пуллулан і слабко діє на граничні ?-декстрини. Бактеріальна ізоамілаза розщеплює ?-1 ,6-звязку в глікогенній повністю, а пуллуланаза діє на цей субстрат слабо. Ізоамілазу утворюють багато мікроорганізмів, такі як B. amyloliquefacie, Cytophaga, Streptomyces, Pseudomonas amyloderamosa, Saccharomyces cerevisiae та ін, ферменти яких мають здатність гідролізувати субстрат при рН від 3,5 до 6,5 і температурах від 25 до 53 С. Ізоамілаза не стабілізується кальцієм, за винятком ферменту з Cytophaga. Молекулярна маса ізоамілаз коливається від 90 до 120 кДа.
?-глюкозидази (?-D-глюкозідглюкогідролаза) має здатність гідролізувати ?-1 ,4-звязку від нередуцірующего кінця субстрату з відщеплення залишку глюкози. Фермент проявляє найбільшу спорідненість до низькомолекулярним субстрату, легко гідролізують мальтозу, олігосахариди, а полісахариди гідролізують повільно або зовсім не гідролізують. ?-глюкозидази обєднує групу ферментів і має ряд інших назв: мальтаза, глюкоінвертаза, глюкозідосахараза. Властивості ферментів, які продукуються різними мікроорганізмами, можуть значно відрізнятися. Фермент має здатність до перенесення ?-D-глюкозільних залишків на відповідні акцептори, часто з утворенням ?-1 ,6-звязків[5].
Декстраназа (1,6-?-D-глюкан-6-глюканогідролаза) каталізує розщеплення ?-1 ,6-звязків у бактеріальному полісахариди декстрану. Серед продуцентів декcтраназ слід зазначити B. subtilis, B. megaterium, Lactobacillus befidus, Streptococcus mutans, Bravibacterium fuscum, Pseudomonas UQM-733, різні грунтові бактерії, а також численні види мікроскопічних грибів роду Penicilium, Aspergillus і Fusarium. Декстранази мають молекулярну масу від 35 до 71 кДа; вони є слабокислими білками. Ізоелектричної точка для всіх грибних декстраназ лежить в діапазоні від 4,0 до 4,6. Для більшості бактеріальних декстраназ оптимальна температура каталітичної дії 35-37 С; для грибних продуцентів температура трохи вище - 55-60 С. Оптимальне значення рН коливається в залежності від виду продуцента від 4,4 до 7,5. За допомогою ендодекстраназ можна отримувати з декстрану кровозамінники необхідної молекулярної маси; їх також використовують у стоматології для зняття зубних бляшок, що складаються з декстраноподобних глюканов[5].
Рисунок 2.4. принциповий механізм дії декстранази[2]
Амілаза B. Macerans [1,4-?-D-глюкан-4-?-(1,4-?-глюкану) трансфераза (ціклізующая)] Ця унікальна амілаза, яка вперше була знайдена в культурі B. macerans. Вона циклізує частину ланцюга 1,4-?-глюкану шляхом утворення 1,4-?-глюкозідной звязку. Робоча назва цього ферменту циклодекстринглюканотрансфераза (ЦГТ-аза). При дії на крохмаль і аналогічні субстрати утворюються циклічні нередукуючі декстрини (декстрини Шардінгера) різних розмірів.
Фермент діє на лінійні полісахариди, гідролізуючи насамперед ?-1 ,4-звязок, і потім переносить звільнився редукуючий кінець ланцюга на НРК. Фермент також здатний перебудовувати лінійну структуру мальтодекстрин без циклізації, може переносити залишки глюкози і мальтози на олігосахариди, тобто має за певних умов трансферазну активність і здатний ввести реакцію конденсації[7].
Рисунок 2.5. Принципова схема дії ферменту амілази B. Macerans[2]
2.3 Механізм дії амілолітичних ферментів
При вивченні механізму дії амілолітичних ферментів є певні складності, і перш за все вони полягають у тому, що субстрат крохмаль неоднорідний і має різні характеристики за ступенем полімеризації Глікозидний ланцюга і кількості розгалужень.
Реакції, що каталізується амілазами, мають дві стадії: коротку -передстаціонарну і тривалу - стаціонарну. Під час першої стадії ендоамілаза швидко зменшує молекулярну масу субстрату, утворюючи суміш лінійних та розгалужених олігосахаридів. Другий етап реакції триває, поки продукти гідролізу не перестануть забарвлюватися йодом; він протікає значно повільніше і залежить від індивідуальних властивостей ферменту та його природи. Тому кінцеві продукти гідролізу а-амілазами можуть бути різними. Перша стадія впливу ферменту на субстрат хоча і носить неупорядкований характер, має для всіх видів ?-амілаз схожий механізм.
Існує дві гіпотези про механізм дії екзоамілаз на субстрат. Перша гіпотеза припускає, що, впливаючи на субстрат по одноланцюжкові або молніеобразному механізму, екзоамілаза утворює фермент-субстратний комплекс із захопленням нередукуючого кінця ланцюга.
Подальше просування ферменту з цього ланцюга відбувається до повного її гідролізу. За другою гіпотезою (?- і глюкоамілаза діють на субстрат шляхом механізму множинної атаки, тобто фермент утворює комплекс з молекулою субстрату, потім через кілька етапів цей комплекс розпадається і фермент звязується з новою молекулою субстрату. Іншими словами, при множинної атаці відбувається щось середнє між неврегульованим механізмом і одноланцюжкові, молніеобразной атакою. Для повного гідролізу з цього механізму одна молекула субстрату повинна утворювати багато разів фермент-субстратні комплекси. При цьому можливий гідроліз декількох звязків в одному каталітичному акті.
Механізм впливу амілаз на субстрат може бути розглянуто з не-скількох позицій:
1) вид що розривається звязку (? -1,4 або ?-1,6);