FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Удивительный бактериальный фермент для биотехнологии

Сотрудники лаборатории дизайна и синтеза биологически активных соединений Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН работают над созданием новых эффективных методов получения нуклеозидов -- важной группы природных соединений. Нуклеозиды - это молекулы, состоящие из остатков азотистого основания и сахара (рибозы или дезоксирибозы). В настоящее время в клинической практике используется ряд современных препаратов, созданных на основе модифицированных нуклеозидов, которые обладают широким спектром биологической активности: противоопухолевой (кладрибин, флударабин, пентостатин, неларабин, видаза, децитабин и др.), противовирусной (гепатит С, герпес, ВИЧ и др.- рибавирин, видарабин, зидовудин, ламивудин и др). 

Для получения практически важных нуклеозидов активно разрабатываются технологии, основанные на ферментативных реакциях трансгликозилирования - переноса углеводного остатка с одного гетероциклического основания на другое. Эти реакции катализируют ферменты -- нуклеозидфосфорилазы, которые осуществляют обратимый фосфоролиз рибонуклеозидови 2′-дезоксирибонуклеозидов с образованием соответствующего гетероциклического основания и (2'-дезокси)рибозо-1-фосфата. Расширение возможностей использования ферментов для получения нуклеозидов, нуклеиновых оснований и их производных является актуальной задачей ученых.

Одно из направлений в этой деятельности - получение цитокининов, которые являются важной группой растительных гормонов и играют решающую роль в многочисленных биохимических процессах, происходящих в растениях: стимулируют клеточное деление, увеличение объема клеток, дифференцировку побегов, влияют на биосинтез пигментов, а также имеют ряд других функций. Препараты, содержащие цитокинины, пользуются большим спросом в растениеводстве. Цитокининовую пасту применяют как для комнатных цветов и растений, так и для садовых и огородных культур. Список растений очень большой. Туда входят орхидеи, фиалки, адениумы, химеры, драцены, розы, фикусы, гибискусы, глоксинии, пеларгонии, антуриумы, цитрусовые, суккуленты и многие другие растения.

К настоящему времени разработаны достаточно эффективные схемы химического синтеза цитокининов. Однако разнообразие получаемых с помощью химического синтеза соединений ограничено их устойчивостью. Ферментативный гидролиз лишен этих ограничений – он протекает в более мягких условиях.

Природные цитокинины являются производными аденина, которые имеют на аминогруппе в 6-ом положении аденина очень объемный заместитель -- изопренильный или фенильный остаток (Рис.1). Поэтому выбор фермента для их получения является нетривиальной задачей.

Используя свой опыт и литературные данные ученые из ИМБ остановили выбор на хорошо изученном и доступном бактериальном ферменте – пуриннуклеозидфосфорилазе (ПНФ) E. coli. Этот необычный фермент кишечной палочки может катализировать фосфоролиз широкого спектра 2- и 6-замещенных производных пуринов, причем фосфоролиз N6-замещенных аденозина происходит также эффективно, как и аденозина. Он участвует в биосинтезе нуклеозидов в бактериях.

Источник: depositphotos

 

Однако, равновесие реакции фосфоролиза, катализируемой этим ферментом, резко смещено в сторону образования нуклеозидов. Поэтому, чтобы получать цитокинины из нуклеозидов, необходимо было существенно увеличить выходы нуклеиновых оснований. Для этого был предложен простой и изящный способ – замена фосфата на соли мышьяковистой кислоты Na2HAsO4. В её присутствии гидролиз N-гликозидной связи в нуклеозиде становится необратимым. Образующийся рибозо-1-арсенат легко и быстро гидролизуется. Реакция протекает в водном растворе при pH 7.5 при 50оС, а конечные продукты легко кристаллизуются с высокими выходами (81-93%) из реакционной смеси после охлаждения (Vladimir E. Oslovsky, Pavel N. Solyev, Konstantin M. Polyakov, Cyril S. Alexeev and Sergey N. Mikhailov «Chemoenzygmatic synthesis of cytokinins from nucleosides: ribode as blocking group» Org. Biomol. Chem., 2018, 16, 2156 -2163).

Итак, эффективный метод ферментативного получения цитокининов был успешно разработан благодаря использованию бактериальной ПНФ с очень широкой субстратной специфичностью, и замены фосфата на соли мышьяковистой кислоты. Применение нового эффективного метода позволило существенно расширить доступный спектр структур, играющих роль регуляторов роста и развития растений. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 16-14-00178.

 

Источник:

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Одежда узнает о нас все. Электронный текстиль скоро станет таким же распространенным продуктом, как RFID-метки

Одежда узнает о нас все. Электронный текстиль скоро станет таким же распространенным продуктом, как RFID-метки

 

 

Автор: Вера Колерова

Роботы в медицине: в Уфе лечат рак с помощью киберножа

В Уфе работает уникальный центр ядерной медицины. Он лечит от рака с помощью лучевой установки — кибернож.

В Новосибирске испытывают самый мощный в РФ накопитель электроэнергии

Испытания накопителя электроэнергии мощностью более мегаватта проходят в новосибирском промышленно-логистическом парке. В стране аналогов такому устройству нет.

 

 

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Известия: поддержку молодых ученых увеличили

Когда роботы путаются под ногами

Астрофизики МГУ изучили «омолаживающийся» пульсар в соседней галактике

В Дубне открыли Фабрику сверхтяжелых элементов

В Дубне открыли Фабрику сверхтяжелых элементов

 

Аномальнее не бывает

Любопытный факт: в природе встречаются  организмы  с экстремальным количеством хромосом. Причем число их может достигать астрономической суммы в 500 штук (для сравнения – у человека всего 46). На генетическую организацию, правда, все это никак не влияет.