Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол




Скачать 309.33 Kb.
НазваниеРегуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол
страница3/3
Дата конвертации29.11.2012
Размер309.33 Kb.
ТипАвтореферат
1   2   3


Обнаружена корреляция ферментативных параметров Кm и Vmах, рассчитанных 2-мя способами. Значения Km, полученные при использовании 2-го способа, в ферментативной системе-3 ниже в 1,5 раза в сравнении с ферментативной системой-2. В случае параметра Vmax наблюдали так же, как и в предыдущем случае, снижение этой характеристики в 1,7 раза при применении и 1-го, и 2-го способов. Кроме того, выявлено, что кинетические параметры активности АДГ печени лошади (Кm и Vmax) зависят от концентрации и Пирацетама, и НАД.

Обращает на себя внимание, что для концентраций и Пирацетама, и НАД, равных 1,5·10-2М, скорости ферментативного процесса максимальны и в случае ферментативной системы-2, и для ферментативной системы-3.

Таким образом, изучив ферментативную систему-2 и ферментативную систему-3, нашли оптимальные условия окисления этилового спирта (1,5·10-2М) при концентрациях компонентов модельной системы: АДГ печени лошади – 2,41·10-4М, Пирацетама – 1,5·10-2М и НАД – 1,5·10-2М в условиях рН 6,0.

Используя найденные изменения параметров Km и V в ферментативной системе-3 при сравнении с системой контроля, выявили тип активации.

Прямая 2 располагается ниже прямой 1 системы контроля (ферментативная система-1), что, согласно классификации В. И. Крупянко, соответствует двухпараметрически рассогласованной активации, т.е. IIa-типу активации АДГ.




Рис. 7. Зависимости обратных величин начальных скоростей от обратных величин концентраций субстрата НАД для водного раствора АДГ (2,41·10-4 М) в ферментативной системе-1 (прямая 1) и ферментативной системе-3 (прямая 2)


На четвертом этапе определяли влияние фармакологических добавок Зорекса и Унитиола на каталитическую активность АДГ печени лошади при изучении влияния различных концентраций НАД, осуществляющих биокатализ в ферментативной системе-4 и ферментативной системе-5. Ферментативная система-4 включала следующие компоненты: АДГ печени лошади (2,41·10-4М), С2Н5ОН (1,5×10-2М), Унитиол (5,0·10-4М). Кинетические зависимости D~t строили при варьировании концентрации НАД (1,5–5,0) ×10-2М. Ферментативная система-5 состояла из АДГ печени лошади (2,41·10-4М), С2Н5ОН (1,5×10-2М), Зорекса (5,0·10-4М) и включала различные концентрации НАД (1,5–5,0) ×10-2М.

При построении экспериментальных кинетических зависимостей в координатах Лайнуивера–Берка определили важнейшие кинетические параметры для изучаемых систем (табл. 5).

Таблица 5

Рассчитанные данные по ферментативной кинетике для ферментативной системы-1, ферментативной системы-4 и ферментативной системы-5




Km,

·10-5 М

Vmаx,·10-5 опт.ед./с

Kкат,

·10-2с-1

Тип активации

Система контроля (ферментативная система-1)

2,51±0,17

3,51±0,17

8,94±0,17

-

Зорекс

(ферментативная система-4)

2,03±0,17

6,62±0,17

1,63±0,17

Ia

Унитиол

(ферментативная система-5)

2,42±0,16

6,34±0,16

1,48 ±0,16

Ia


Видно, что введение в ферментативную систему фармпрепаратов Зорекса и Унитиола (табл. 5) приводит к снижению значения Km на 16 – 20 %, и следовательно, улучшается взаимодействие фермента (АДГ печени лошади) и субстрата (C2H5OH) в сорбционном участке активного центра фермента. Этому могут способствовать особенности строения активного центра АДГ печени лошади (Крупянко В.И., 1994).

Наблюдали значительное уменьшение значений константы Kкат (табл. 5) и в ферментативной системе-4, и в ферментативной системе-5. Это свидетельствует о том, что в фармпрепарате Зорекс составляющая часть – Унитиол (ферментативная система-5) – действительно играет доминирующую роль в регуляции каталитического поведения АДГ, усиливая практически в 2 раза каталитическое действие фермента. На основе полученных закономерностей в изменении важнейших ферментативных параметров АДГ по классификации В. И. Крупянко установили тип активации – двухпараметрически согласованная активация Iа-тип активации АДГ.

В условиях оптимального соотношения концентраций всех компонентов реакционной среды, а именно АДГ, этанола, НАД, Пирацетама, Зорекса и Унитиола, рассчитаны ферментативные параметры (табл. 6).

Таблица 6

Значения каталитических характеристик АДГ при введении фармпрепаратов Пирацетама, Зорекса и Унитиола

Фермента-тивные

системы

Эффекторы

Молеку-лярная масса

Km,

·10-5М

Vmax, ·10-4 опт.ед./с

Тип

акти-

вации

1

Контроль

-

2,51±0,17

3,51±0,17

-

3

Пирацетам

142,16

5,03±0,39

20,01±0,39

IIa

4

Зорекс

630,09

2,03±0,17

6,62±0,17

Ia

5

Унитиол

124,23

2,12±0,16

6,34±0,16

Ia


Пирацетам в большей степени влияет на образование фермент-субстратного комплекса. Суммарный наблюдаемый эффект – ослабление взаимодействия фермента и субстрата при введении Пирацетама. Именно в этих условиях активность алкогольдегидрогеназы максимальна. Следовательно, при добавлении Пирацетама этанол с участием АДГ утилизируется наиболее эффективно.

Рассчитанные ферментативные параметры и соответственно типы активации фермента для фармпрепаратов Пирацетам, Зорекс и Унитиол в ферментативных системах имеют разнонаправленный характер изменений: в случае Пирацетама – тип активации IIa, а в случае Зорекса и Унитиола – тип активации Ia. Это не позволило провести сопоставление найденных значений ферментативных параметров АДГ, так как типы активации различны. Поэтому наряду с первым и вторым способами определения ферментативных параметров был применен ещё один способ анализа значений ферментативных параметров – это метод векторного построения полученных экспериментальных данных в Kм' V'– системе координат.

На основе данных табл. 6 построили кривую течения – геометрический «портрет» ферментативной реакции, катализируемой АДГ печени лошади (рис. 8).



Рис.8. Пространственная кривая АДГ-реакции в трехмерной Kм' V' системе координат, активируемой фармпрепаратами Зорекс (3), Унитиол (1) и Пирацетам (2)


На основе рис.8. рассчитали дополнительный ферментативный параметр – интенсивность активации для трех обсуждаемых ферментативных систем и сравнили длины -, -, -векторов (табл. 7). Именно этот интегральный параметр несет обобщенную количественную информацию об интенсивности активации фермента.


Таблица 7

Значения длин -, -, -векторов




Ферментативные

системы

Длины - векторов, у.е.

Пирацетам

3

2,50

Зорекс

4

0,48

Унитиол

5

0,39


Самым действенным для АДГ среди изученных фармпрепаратов является Пирацетам (2,50 у.е.). Эффективность фармпрепаратов Зорекс и Унитиол в сравнении с Пирацетамом в 5,2 раз ниже. Кроме того, данные табл. 7 указывают на преобладающий вклад компонента Зорекса в сравнении с Унитиолом. Обращает на себя внимание то, что при введении в ферментативную систему изученных фармпрепаратов (Пирацетама, Зорекса и Унитиола) меняются не только тип активации, но и механизм изучаемой каталитической реакции, а также её интенсивность.

Таким образом, впервые разработанный и апробированный многоэтапный научно-методический подход позволил детально изучить ферментативное поведение АДГ при добавлении Пирацетама, Зорекса и Унитиола и может служить основой для изучения других фармпрепаратов.


ВЫВОДЫ


  1. Выделена и очищена алкогольдегидрогеназа из пекарских дрожжей. Рассчитано содержание фермента, изучена субстратная специфичность и исследованы важнейшие ферментативные параметры биокатализатора. Выявлена максимальная субстратная специфичность алкогольдегидрогеназы дрожжевой к этанолу.

  2. Разработан многоэтапный научно-методический подход по изучению каталитической активности алкогольдегидрогеназы в модельной ферментативной системе в присутствии регуляторов каталитической активности:

  • для системы контроля определены значения важнейших ферментативных параметров каталитической активности алкогольдегидрогеназы печени лошади: Кm = (2,51 ± 0,17)·10-5 моль/л; Vmax = (3,51 ± 0,17)·10-5 опт.ед./с; Ккат = (8,94 ± 0,17)·10-2 с-1. Найдено удовлетворительное соответствие ферментативных показателей алкогольдегидрогеназы печени лошади и алкогольдегидрогеназы пекарских дрожжей;

  • введение Пирацетама ухудшает связывание фермента с субстратом (значения Km больше на 71 %, чем в системе контроля), но улучшает течение каталитической реакции (в 5,7 раз возрастает значение Vmax) при использовании 1-го и 2-го способов. Наибольшее влияние на алкогольдегидрогеназу найдено для концентрации Пирацетама, составляющей 1,5·10-2М;

  • наиболее эффективное течение ферментативного процесса наблюдается для концентрации никотинамидадениндинуклеотида равной 1,5·10-2М;

  • каталитическая активность алкогольдегидрогеназы возрастает в 2,6 раза при добавлении Зорекса в модельную систему, а в случае с Унитиолом найдено двукратное возрастание активности биокатализатора. Введение в ферментативную систему Зорекса и Унитиола на 16 – 20 % улучшает взаимодействие фермента (алкогольдегидрогеназы печени лошади) и субстрата (C2H5OH) в сравнении с системой контроля.

3. При введении в модельную ферментативную систему Пирацетама установлен тип активации – IIа-тип (двухпараметрически рассогласованная активация). При использовании Зорекса и Унитиола алкогольдегидрогеназа активируется по Iа-типу (двухпараметрически согласованная активация).

4. Построена и проанализирована пространственная кривая течения кинетической реакции для алкогольдегидрогеназы, её геометрический «портрет», при добавлении в ферментативную систему Пирацетама, Зорекса и Унитиола. Установлено, что введение изученных фармпрепаратов в модельную систему с алкогольдегидрогеназой меняет не только интенсивность, но и тип и механизм изученной ферментативной реакции. Рассчитан дополнительный ферментативный параметр – длина вектора, показавший, что наиболее эффективным для активации алкогольдегидрогеназы является фармпрепарат Пирацетам.


Список опубликованных работ по теме диссертации

  1. Сметанникова Н.В. Ферментативные характеристики алкогольдегидрогеназы // Сб. тез. V научной конференции аспирантов и студентов химического факультета, посвященной 35-летию Тверского государственного университета. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2006. – С. 30.

  2. Лапина Г.П., Сметанникова Н.В. Регуляция активности алкогольдегидрогеназы печени лошади Пирацетамом // Тез. докл. I Междунар. конф. «Состояние воды в биологических и модельных системах» Тверская гос. мед. академия. – Тверь, 2007. – С. 173.

  3. Лапина Г.П. Золотарева Н.В. Регуляция активности алкогольдегидрогеназы печени лошади Пирацетамом // Тез. докл. VII науч. конф. аспирантов и студентов химического факультета Тверского государственного университета. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2008. – С. 25.

  4. Золотарева Н.В. Воздействие Пирацетама на каталитическую активность алкогольдегидрогеназы печени лошади // Тез. докл. XVI Региональные Каргинские чтения «Физика, химия и новые технологии». – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2009. – С.39.

  5. Золотарева Н.В. Геометрический «портрет» ферментативной реакции, катализируемой алкогольдегидрогеназой, в присутствии различных эффекторов // Тез. докл. XVII Региональные Каргинские чтения «Физика, химия и новые технологии». – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2010. – С.34.

  6. Золотарева Н.В. Создание научно-методических основ исследования влияния фармакологических препаратов на каталитическую активность алкогольдегидрогеназы печени лошади // Материалы конференции. Всероссийская научная школа для молодежи «Приборное и научно-методическое обеспечение исследований и разработок в области каталитического превращения бифункциональных каталитических превращений». – Тверь: ТГСХА, 2010. – С. 5–7.

Рецензируемые научные журналы, включенные в перечень ВАК:

  1. Лапина Г.П., Золотарева Н.В. Пирацетам – регулятор каталитической активности алкогольдегидрогеназы печени лошади // Вестник ТвГУ. Сер. Биология и экология. – 2009. – Вып.11, №2. – С.56–62.

  2. Лапина Г.П., Золотарева Н.В. Оптимизация течения ферментативной реакции с участием алкогольдегидрогеназы печени лошади при варьировании концентрации никотинамидадениндинуклеотида // Вестник ТвГУ. Сер. Биология и экология. – 2009. Вып.13, №14. – С.85–90.

  3. Лапина Г.П., Золотарева Н.В. Анализ данных ферментативной кинетики с использованием трехмерной Kм'V' – системы координат // Вестник ТвГУ. Сер. Биология и экология. – 2010. – Вып.17, №.16. – С.71–76.

1   2   3

Похожие:

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconИсследование каталитической активности супрамолекулярных систем
Иофх (Л. А. Кудрявцева, Л. Я. Захарова, И. С. Рыжкина) проведены систематические исследования кинетики реакций нуклеофильного замещения...

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconКурса «Общая психология» (разделы «Потребности и мотивация, эмоциональная регуляция поведения, волевая регуляция поведения»)
Выписка из образовательного стандарта по дисциплине «Общая психология» (часть стандарта)

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconПрограмма всероссийской конференции с международным участием
Современный научный уровень разработок по каталитической очистке газовых выбросов мобильных источников

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconОбмен веществ, мясные и воспроизводительные качества индеек при скармливании комбикормов, обогащенных пробиотическим и витаминным препаратами

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconОбработка яиц кур биологически активными препаратами для стимуляции резистентности цыплят на различных стадиях онтогенеза

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconИерархические и инверсивные отношения в структуре активности человека
...

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconУчебником. Оборудование
Урок: Регуляция процессов жизнедеятельности организмов и их связей с окружающей средой. (8 класс)

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconЛитература по каучуку и резине за январь март 1990 года
Аксенов В. И., Золотарева И. В., Арест-Якубович А. А. Синтез низкомолекулярного 1,2-полибутадиена под дей­ствием каталитической системы...

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconПрограмма съезда 27-29 июня 2012 г
Ю. М. Захаров (Челябинск). Регуляция эритропоэза в эритробластических островках костного мозга

Регуляция каталитической активности алкогольдегидрогеназы фармакологическими препаратами Пирацетам, Зорекс и Унитиол iconДиагностика уровня творческой активности учащихся
Цель: на основе выявленных критериев и эмпирических показателей провести сравнительный анализ изменений в сформированности у учащихся...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница