Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Խմորասնկային d-ամինաթթվային օքսիդազի անջատումը, բնութագրումը և անալիտիկ նպատակներով կիրառման հնարավորությունները

Գևորգյան, Գրիգոր Կամոյի (2012) Խմորասնկային d-ամինաթթվային օքսիդազի անջատումը, բնութագրումը և անալիտիկ նպատակներով կիրառման հնարավորությունները. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (829Kb) | Preview

    Abstract

    D-ամինաթթվային օքսիդազը (DAAO) μացառիկ կարևոր նշանակություն ունի ինչպես միկրոօրգանիզմների, այնպես էլ մարդկանց, կենդանական և բուսական օրգանիզմների նյութափոխանակության գործընթացում (Pilone M.S., 2000): Մարդկանց և կենդանիների օրգանիզմում D-ամինաթթվային օքսիդազը պատասխանատու է բջջում D-ամինաթթուների որոշակի մակարդակի ապահովման համար: Օրինակ, գլխուղեղի հյուսվածքներում ֆերմենտը վերահսկում է D-սերինի պարունակությունը, որը մասնակցում է նյարդային համակարգի գործունեության կարգավորմանը: Ներկայումս հստակ ցույց է տրված, որ գլխուղեղում D-ամինաթթվային օքսիդազի μարձր ակտիվությունը շիզոֆրենիայի առաջացման հիմնական պատճառներից մեկն է: Ալցհեյմերի հիվանդությամμ տառապող մարդկանց մոտ նկատվում է ֆերմենտի ակտիվության իջեցում, ինչի արդյունքում գլխուղեղի հյուսվածքներում նկատելիորեն ավելանում է D-ալանինի պարունակությունը: D-ամինաթթվային օքսիդազի ցածր ակտիվությունը μնութագրական է նաև որոշ երիկամային հիվանդությունների համար: Բացի դրանից, D-ամինաթթվային օքսիդազը մասնակցում է նաև ծերացման պրոցեսների կարգավորմանը: Գործնականում այս ֆերմենտը կիրառվում է հիմնականում ցեֆալոսպորին C-ի μիոկատալիտիկ օքսիդացման պրոցեսում, որի արդյունքում առաջանում է 7-ամինոցեֆալոսպորինաթթու (Conlon et al., 1995): Վերջինս նախանյութ է հանդիսանում տարբեր բնույթի կիսասինթետիկ ցեֆալոսպորինների արտադրման համար (ամբողջ աշխարհում արտադրվող դեղագործական պրեպարատների արժեքի 10% μաժին է ընկնում -լակտամային հակաμիոտիկներին) (Курочкина В., 2002): Բացի դրանից D-ամինաթթվային օքսիդազը մեծապես կիրառվում է անալիտիկ կենսատեխնոլոգիական պրոցեսներում, ասիմետրիկ սինթեզի բնագավառում, α կետոթթուների ստացման մեջ (Beard et al., 2002), ինչպես նաև պոտենցիալ մեծ նշանակություն ունի մի շարք պսիխոսոմատիկ (շիզոֆրենիա, Ալցհեյմերի հիվանդություն, Պարկինսոնիզմ և այլն) և ուռուցքաբանական հիվանդությունների ախտորոշման և մոնիտորինգի համակարգերի ստեղծման գործում (Pernot et al., 2008; Тишков и др., 2008): оксидаза D-аминокислот, очистка фермента, Candida guilliermondii, иммобилизация, силохром C 80, оптическая чистота, цефалоспориновые антибиотики. D-аминокислоты играют важную роль в регуляции жизнедеятельности различных организмов. В случае ряда заболеваний в тканях мозга, сыворотке крови, спинномозговой жидкости наблюдаются значительные изменения как концентрации определенных D-аминокислот, так и активности самой оксидазы D-аминокислот. Оксидаза D-аминокислот относится к классу FAD-содержащих оксидоредуктаз и катализирует окислительное дезаминирование D-аминокислот в соответствующие α-кетокислоты (КФ 1.4.3.3, DAAO). Этот фермент достаточно широко распространен в природе. Он был найден как в микроорганизмах, так и в млекопитающих. Несмотря на то, что впервые DAAO была обнаружена Кребсом в тканях животных еще в 30-е годы прошлого столетия, этот фермент не привлекал большого внимания исследователей вплоть до конца 80-х годов XX века. В случае ферментов из позвоночных это было связано с большой трудоемкостью процесса выделения из-за их малого содержания и низкой стабильностью этих белков, а DAAO из микроорганизмов на тот момент не представляли никакого практического интереса. Фактически все эксперименты ограничивались всего двумя оксидазами D-аминокислот - из почек свиньи (pkDAAO) и дрожжей T.variabilis (TvDAAO). Интерес ученых к DAAO стал активно расти с середины 90-х годов прошлого века, что было связано сразу с несколькими факторами. В последние пять лет опубликовался целый ряд обзорных статей про структуру и каталитический механизм действия оксидазы D-аминокислот. Фермент играет исключительно важную роль в метаболизме микроорганизмов. В организме животных и человека DAAO отвечает за поддержание определенного уровня D-аминокислот в клетке. Например, в тканях мозга фермент контролирует содержание D-серина, который участвует в регуляции деятельности нервной системы. В настоящее время установлено, что повышенная активность DAAO в мозге служит одной из причин возникновения шизофрении. Keywords: D-amino acid oxidase, enzyme purification, Candida guilliermondii, immobilization, silochrome C 80, optycal purity, cephalosporin antibiotics D-amino acids play a key role in regulation of many processes in living cells. Significant changes of both D-amino acid concentration and D-amino acid oxidase activity level are observed in brain tissues, serum and cerebrospinal liquid during some diseases. D-amino acid oxidase (EC 1.4.3.3, DAAO) is a member of the class of FAD-containing oxidoreductase and catalyzes the oxidative deamination of D-amino acids, producing the corresponding α-keto acid and ammonia with concomitant reduction of molecular oxygen to hydrogen peroxide. DAAO was first described by Krebs in 1935. The enzyme is widespread in nature, from microorganisms to mammals. The latter have DAAO localized in various tissues, e.g. brain, kidney, and liver. Until 1980s, no systematic studies on DAAO of vertebrates were performed because of their low content in tissues and low stability. Microbial DAAO, except that of the yeast Trigonopsis variabilis, had no any practical importance. All studies were focused on the enzymes from porcine kidney (pkDAAO) and T.variabilis (TvDAAO). In the mid 1990s, interest in DAAO was revived, and a number of reviews on D-amino acid oxidase catalytic mechanism and structure have been published in the past five years. The last review on the properties of microbial DAAOs was published in 2008. This enzyme has a considerable important role in the metabolism of microorganisms. In human and animal organism DAAO is responsible for maintenance of certain D-amino acids level in cells. For example, in brain tissue this enzyme controls D-serine level, which participates in regulation of the activity of nervous system. Presently it is established that increased DAAO activity level in brain can cause schizophrenia. Patients with Alzheimer's disease have decreased enzyme activity level, resulting to significant increase of D-alanine in brain tissue. Declined DAAO activity is typical for some kidney diseases. Also D-amino acid oxidase assists the regulation of aging processes. In practice, this enzyme is mainly used in the biocatalytic oxidation of cephalosporin C into 7-aminocephalosporanic acid - the starting material for the production of semisynthetic cephalosporins of different generations (the proportion of -lactam antibiotics is 10% of all produced in the world of pharmaceutical products).

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Выделение, характеристика и возможности применения дрожжевой оксидазы d-аминокислот для аналитических целей. Purification, characterization and possible application of the yeast d-amino acid oxidase for analytical purposes.
    Uncontrolled Keywords: Геворгян Григор Камоевич, Gevorgyan Grigor
    Subjects: Chemistry
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 02 Mar 2017 10:07
    Last Modified: 03 Mar 2017 09:51
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4222

    Actions (login required)

    View Item