Sirvi Autor "Kurašin, Mihhail" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 1 1

Processivity of cellulases and chitinases
(2017-02-14) Kurašin, Mihhail; Väljamäe, Priit, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond.
Kahanevate naftavarude ja kasvava inimeste populatsiooni tõttu otsitakse võimalusi kasutada alternatiivseid energiaallikaid. Üheks võimaluseks on kasutada taastuva biokütuse ja tarbekaupade toorainena tselluloosi ja kitiini, mis on enim levinud biopolümeerid Maal. Lagundades tselluloos ja kitiin monomeerideks (vastavalt glükoosiks ja N-atsetüülglükoosamiiniks), on võimalik need edasi konverteerida bioetanooliks või kasutada neid oluliste kemikaalide sünteesiks. Looduses lagundatakse tselluloos ja kitiin ensüümide abil. Vastavalt viivad tselluloosi lagundamist läbi ensüümid, mida nimetakse tsellulaasideks ja kitiin degradeeritakse kitinaaside abil. Ensümaatilist hüdrolüüsi rakendatakse ka tööstuses, et vältida kontsentreeritud mineraalhapete ja kõrgemate temperatuuride kasutamist. Kahjuks on looduslikud ensüümid madala efektiivsusega, mistõttu ensüümide tootmisega seotud kulutused moodustavad suure osa kujunevast toodangu lõpphinnast. Ensüümide võimekust on aga võimalik parandada insenergeneetilise modifitseerimise teel. Kuid vaatamata sellele, et tsellulaase ja kitinaase uuritakse üle poole sajandi, on teadmised ensüümide toimimise molekulaarsetest mehhanismidest veel poolikud. Üheks oluliseks tsellulaaside ja kitinaaside kineetiliseks parameetriks on protsesiivsus, mis väljendub keskmise katalüüsi aktide arvuna, mille ensüüm sooritab enne substraadilt lahkumist. Tasub ka mainida, et peamiselt panustavad just protsessiivsed ensüümid tselluloosi/kitiini lagundamisele, mistõttu on nende toimemehhanismide väljaselgitamine kriitilise tähtsusega. Käesoleva töö eesmärk oli protsessivsete tsellulaaside ja kitinaaside biokeemiline kirjeldamine. Töö raames töötati välja uued meetodid protsessiivsuse ja teiste kineetiliste parameetrite mõõtmiseks. Eelnevalt oli teada, et individuaalse protsessiivse tsellulaasi hüdrolüüsi kiirust limiteerivaks faktoriks on ensüümi aeglane dissotsieerumine substraadilt. Antud töös aga selgus, et koostöös teiste tsellulaasidega on hüdrolüüsi kiirus piiratud ensüümi protsessiivse liikumise kiiruse poolt. Lisaks leidsime, et efektiivseks hüdrolüüsi toimumiseks on olulised tugevad ensüüm-substraat interaktsioonid ensüümi aktiivtsentri substraadi sidumiskohtades ja tugevad ensüüm-produkt interaktsioonid aktiivtsentri produkti sidumiskohtades. Ühe interaktsiooni kadumine viib hüdrolüüsi efektiivsuse järsule langusele.