Microsoft Word 60 2012 Белясова doc

вая инженерия. 
Белковая инженерия. Этим словосочетанием обозначают ком-
плекс методических приемов, которые позволяют создавать «непри-
родные» варианты белков и изучать их свойства. Чаще всего реконст-
руируют молекулу белка путем направленного введения соответ-
ствующих мутаций в структурный ген и, следовательно, желаемых 
аминокислотных замен в первичную структуру белка. Кроме этого, с 
помощью белковой инженерии можно получать химерные белки, об-
ладающие свойствами двух и более отдельных белков.
Накопление данных о первичной структуре белков (чаще по дан-
ным сиквенс-анализа), кристаллографических данных о трехмерной 
структуре белка, развитие методов моделирования белков по их амино-
кислотной последовательности позволяет со все большей определенно-
стью создавать новые формы изучаемых белков. Рассмотрим некото-
рые работы, дающие представление об огромных возможностях данно-
го направления молекулярной биологии и генетической инженерии. 
Получение новых форм белков олигонуклеотид-направленным 
мутагенезом. Показательным примером конструирования более ак-
тивных белков являются эксперименты А. Фершта и сотрудников с 
ферментом тирозил-тРНК-синтетазой из бактерий Bacillus stearother-
mophilus. Анализ последствий замен аминокислот в активном центре 

---

129 
этого фермента позволил заключить, что удаление групп, образующих 
с субстратом слабые водородные связи, может улучшить его сродство 
к субстрату. При этом обнаружено, что треонин-51 (занимает положе-
ние 51 в составе пептида) образует длинную и слабую водородную 
связь с кислородом кольца рибозы при связывании тирозиладенилата. 
В то же время обнаружено, что у бактерий E. coli такое же положение 
занимает пролин. Сайт-специфический мутагенез гена, определяюще-
го структуру тирозил-тРНК-синтетазы B. stearothermophilus, позволил 
обеспечить замену thr-51 
→ pro-51 в пептиде. В результате резко 
улучшилось связывание АТР в активном центре фермента, а его ката-
литическая активность возросла в 25 раз. 
Другим, не менее значимым примером реконструкции белка, 
имеющим практическое значение, является модификация субтилизина 
из Bacillus amyloliquefaciens, осуществленная Д. А. Эстеллом и соав-
торами. Субтилизины представляют собой сериновые протеиназы, 
секретируемые бациллами во внешнюю среду. Эти ферменты выпус-
каются биотехнологической промышленностью в крупных масштабах 
и широко используются в составе моющих средств. Недостатком суб-
тилизинов является резкое уменьшение протеолитической активности 
под действием окислителей, в том числе содержащихся в стиральных 
порошках. Задача реконструкции молекулы субтилизина BPN заклю-
чалась в стабилизации его к химическому окислению. В предвари-
тельных экспериментах было установлено, что в присутствии переки-
си водорода субтилизин быстро снижает активность за счет окисления 
остатка метионина-222, превращающегося в соответствующий сульф-
оксид. Методами сайт-специфического мутагенеза была обеспечена 
замена этого остатка метионина на все остальные 19 белковых амино-
кислот. Плазмиды с мутантными генами вводили в штаммы с деле-
циями в соответствующих генах и анализировали свойства продуци-
руемых субтилизинов. Достаточно стабильными к действию перекиси 
оказались мутанты с серином и аланином-222. Самым активным ока-
зался мутант, содержащий остаток цистеина-222: его удельная актив-
ность на 38% превышала активность штамма дикого типа.