Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ Эндонуклеаза Serratia marcescens, Sm (КФ 3.1 4.9) принадлежит к классу нуклеодеполимераз - ферментов, осуществляющих разложение нуклеиновых кислот. Данный фермент катализирует расщепление З'О-Р связей в одно- и двуцепочечных дезоксирибонуклеиновьгх кислотах (ДНК), рибонуклеиновых кислотах (РНК), гибридных ДНК-РНК молекулах, не проявляя при этом видимого предпочтения ни к химической природе углеводного компонента субстрата ни к типу нуклеинового основания.
В настоящее время относительно хорошо изучены ферменты, избирательно расщепляющие ДНК (ДНКазы) и РНК (РНКазы) по конкретным нуклеотидным последовательностям. Но до сих пор единственным представителем семейства гомологичных неспецифичных нуклеаз, для которого известна пространственная структура, является нуклеаза Sm
Пространственная структура нуклеазы Sm была решена методом полиюоморфного замещения в 1994 г и уточнена до разрешения 2.1 А [1]. При этом в модели отсутствовала часть аминокислотных остатков, модель не содержала никаких дополнительных ионов и молекул и не позволяла установить механизм действия фермента. Поэтому актуальной задачей было уточнение структуры нуклеазы Sm при атомном разрешении в присутствии металл кофактора.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключалась в расшифровке, определении и уточнении вторичной и третичной структуры нативного фермента при разрешении 1.7 А, утешении пространственной структуры нуклеазы Sm, содержащей ион магния, при атомном разрешении 1.1 А и определении механизма ферментативной активности нуклеазы Sm на основе структурных дашвых высокого разрешения.
НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И НОВИЗНА РЕЗУЛЬТАТОВ. Впервые с атомным разрешением определена пространственная структура неспецифичной эндонуклеазы из Serratia marcescens и ее активного центра, содержащего ион металла кофактора. Точные структурные сведения о расположении
аминокислотных остатков в активном центре, полученные в данной работе, представляют надежную структурную базу для построения стереохимического механизма реакции расщепления фосфодиэфирной связи в нуклеиновых кислотах данным ферментом. Полученные данные существенно расширяют и уточняют существующие представления о механизме ферментативной активности фермента, основанные на исследованиях биохимическими методами
В настоящее время известны более 3000 белковых структур, и только 40 из них определены с атомным разрешением.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ Полученные в данной работе результаты представляют собой детальную структурную информацию для понимания механизма активности фермента и проведения белково-инженерных работ с целью дальнейшего изучения этого фермента, обладающего противоопухолевыми и противовирусными свойствами.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано б работ. Список публикаций приведен в конце автореферата
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Она изложена на 109 страницах, содержит 42 рисунка и 12 таблиц.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты работы докладывались на Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучения, нейтронов и' электронов (Дубна, май 1997), Европейском Кристаллографическом конгрессе (Прага, Чехия, август 1998), Молодежном конкурсе научных работ в ИКР АН (декабрь 1998) (призовое место).
ЛИЧНЫЙ ВКЛАД СОИСКАТЕЛЯ Расшифровка, уточнение и интерпретация моделей фермента, их анализ и построение механизма функционирования фермента проведены лично автором.
