Тирозил-тРНК синтетаза із екстремального термофіла Thermus thermophilus HB-27: фізико-хімічна характеристика фермента і взаємодія з тРНКTyr - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ І ГЕНЕТИКИРобота виконана у відділі ензимології білкового синтеза Інституту молекулярної біології і генетики НАН України. Науковий керівник - доктор біологічних наук Тукало Михайло Арсентійович, ІМБІГ НАН України, зав. Захист відбудеться "18 "травня 1999 року о 1000 годині на засіданні Спеціалізованої Вченої Ради Д 262.37.01 Інституту молекулярної біології і генетики НАН України за адресою: 252143, м.Київ - 143, вул.Заболотного, 150( зал засідань ).Незважаючи на те, що прокаріотична ТИРРС із Bacillus stearotermophilus являється однією із перших АРСАЗ, вивчених методом рентгеноструктурного аналізу [Brick, 1989 ], інформація про структуру С-кінцевого домена білка відсутня і спроби отримати кристали комплекса TPHKTYR-ТИРРС були невдалими. Проведення порівняльного вивчення ділянок взаємодії TPHKTYR із екстремального термофіла T.thermophilus і мезофіла E.coli з гомологічними АРСАЗАМИ дозволить, по-перше, визначити характер взаємодії даних пар ТРНК-АРСАЗА в розчині, і, по-друге, оцінити, наскільки адекватно ці дві пари ТРНК-АРСАЗА взаємодіють в розчині, і тому наскільки будуть коректні висновки, зроблені на основі подальших структурних досліджень ТИРРС із T.thermophilus , яка може виявитися більш перспективною у цьому відношенні, так як є більш термостабільною, у порівнянні з аналогічним мезофільним ферментом. Основна мета даної роботи полягала в дослідженні фізико-хімічних властивостей та особливостей функцінування тирозил-ТРНК синтетази із екстремального термофіла T.thermophilus HB-27, і визначенні ділянок взаємодії TPHKTYR із T.thermophilus і E.coli з гомологічними аміноацил-ТРНК синтетазами в розчині. Для досягнення цієї мети необхідно було вирішення таких завдань: Розробити схему виділення індивідуальних препаратів тирозил-, серил-і треоніл-ТРНК синтетаз із T.thermophilus і виділити високоочищений препарат тирозил-РНК синтетази із E.coli. Дана дисертація являється суттєвим вкладом в зясування типу взаємодії TPHKTYR,яка має довгу варіабельну гілку з мезофільною і термофільною тирозил-ТРНК синтетазами в розчині.Оптимізовано метод виділення тирозил-ТРНК синтетази із E.coli. Всі ці три фермента є структурними димерами a2 типу. б) виявлено збільшення гідрофобних амінокислот у складі ТИРРС порівняно з мезофільним ферментом: 48 % і 40 % , відповідно. Отримані дані дозволили зробити нам припущення, що у випадку ТИРРС із T.thermophilus екстремальна термофільність фермента досягається помітною зміною амінокислотного складу шляхом збільшення гідрофобних амінокислотних залишків. в) проведено порівняння кінетичних параметрів реакції аміноацилування, яка каталізується термофільною і мезофільною ТИРРС. Порівняння кривих температурної залежності термостабільності і пірофосфатного обміну ТИРРС із T.thermophilus вказує на значне збільшення термостабільності фермента в присутності низькомолекулярних субстратів АТР і L-тирозина. Показано, що тирозил-ТРНК синтетази захищають гомологічні TPHKTYR від алкілування нітрозоетилсечовиною і гідроліза нуклеазами в районі 5"-ділянки антикодонового стебла, антикодона, 5"-ділянки варіабельного стебла і варіабельної петлі, 3"-ділянки акцепторного стебла.