Основные характеристики бактериальной люциферазы
реклама
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии Кафедра биофизика Основные характеристики бактериальной люциферазы Преподаватель: доц. Суковатая И.Е. Выполнила: студент ББ11-01Б Дягилева А.Ю. Красноярск 2014 Бактериальная люцефираза Бактериальная люцифераза – флавинзависимая монооксигеназа, катализирующая окисление ФМНH2 и длинноцепочечного алифатического альдегида в присутствии кислорода до ФМН, H2O и соответствующей жирной кислоты c испусканием кванта света в видимой области. 1 Фото электронный ресурс: http://edu.convdocs.org/docs/2978/index-25182.html Сопряжение ферментов биолюминесцентной системы бактерий 2 Субстраты фермента Схема механизма реакций бактериальной биолюминесценции O2 FMN H2 RCOH E-FMN H2 E-FMN H2 OOH(ІІ) E E-FMN OOH(ІІ) RCHO FMN E-FMN E-FMN HOH HOH+ СВЕТ 3 RCHOOH Ингибиторы фермента 4 FAD Рибофлавин Люмифлавин Люмихром Активный центр фермента Локализован на большей субъединице, тогда как меньшая определяет температурную стабильность фермента и важна для поддержания конформации. Два центра связывания – один для FMN H2, один для альдегида; 5 Катализируемая реакция Люциферазы разных видов светящихся бактерий катализируют одну и ту же реакцию: люцифераза FMN*H2 + RCHO + O2 ----> FMN + RCOOH + H2O + h, где FMN и FMN*H2 – окисленная и восстановленная форма флавинмононуклеотида, RCOH и RCOOH – длинноцепочечный алифатический альдегид и соответствующая жирная кислота. Считается, что в бактериях реакция, катализируемая люциферазой, сопряжена со второй ферментативной реакцией, катализируемой NADH: FMN- оксидоредуктазой: оксидоредуктаза FMN + NAD(Р)H + H -------> FMN*H2 + NAD(Р)+ , где NAD(P)H и NAD(P)+ – окисленная и восстановленная форма никотинамидадениндинуклеотида. 6 Термоинактивация биферментой системы Имеет нелинейный характер и происходит по диссоциативному механизму. 7 Константа Михаэлиса Для FMN H2 - 3 х 10 (-6) Применение 1) Разработка специфических методов анализа различных метаболитов и активности ферментов 2) В качестве тест- объектов для определения интегральной токсичности различных сред; 8 Однако, применимость биферментной системы светящихся бактерий ограничивается ее химической нестабильностью и быстрой инактивацией при воздействии неблагоприятных факторов (изменение температуры, рН, и т.д) Литература 1) Температурная инактивация биферментной системы светящихся бактерий NADH:FMN-оксидоредуктаза-люцифераза в желатине // А.Е. Безруких, Е.Н. Есимбекова, В.А. Кратасюк // Институт фундаментальной биологии и биотехнологии, Сибирский федеральный университет; 2) Бактериальная биолюминесценция: механизм образования и взаимодействия с люциферазой альдегидных и флавиновых субстратов // Исмаилов Анвар Джураевич // МГУ; 3) Экологическая биофизика // Том 1, фотобиофизика экосистем// академик РАН И.И Гительсон, профессор Н.С. Печуркин; 4) The effect of luciferase and NADH:FMN oxidoreductase concentrations on the light kinetics of bacterial bioluminescence // Lavi J, Raunio R, Malkov Y, Lövgren T. 9
