Абзимдер – каталитикалық белсенді антиденелер

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

Абзимдер - каталитикалық белсенді антиденелер
Абзимдерді алу тәсілдері
Абзимдердің практикалық маңызы және қолдану салалары
Клиникалық практикада ДНК-абзимдерді қолданудың болашағы

Қорытынды

Абзимдер - каталитикалық белсенді антиденелер

Абзимдер (ағылшын тілінен abzyme , antibody enzyme) - каталитикалық белсенді антиденелер. «Абзимдер» термині кең мағынада алғанда әдетте ферменттік қасиеттерге ие, яғни белгілі химиялық реакцияларды катализдейтін моноклональды каталитикалық белсенді антиденелер. Абзимдер ережеге сәйкес жасанды моноклональды антиденелерді көрсетеді. Каталитикалық белсенді антиденелер әр түрлі аутоиммунды (аутоиммунный тиреойдит, россеянный склероз, астма, СПИД), инфекциялы (вирустық бактериялдық) ауруларлмен ауырған адамадардың қанынан, сонымен қатар медициналық көрсеткіштері бойынша дені сау босанған әйелдердің сүті мен қандарынан бөліп алынған.

Тіршілікке маңызды процестерді реттейтін күрделі химиялық айналымдардың көпшілігі каталитикалық болып табылады және жоғары спецификалық эффективті биокатализаторлар-ферментттердің қатысуымен жүреді. Соңғы жылдары генетикалық инженерия және бағытталған химиялық модификациялар әдістерінің көмегімен өзгертілген қасиеттері бар ферменттерді құруға мүмкіндік туды. Осымен жаңа биокатализаторларды іздеу жолы тоқтаған жоқ. Каталитикалық белсенді молекулалар ішінде ерекше орынды рибозимдер- каталитикалық РНК, абзимдер-каталитикалық атиденелер алады.

Антиденелер белоктық молекулалар-олар барлық табиғи немесе синтетикалық антигендермен жоғары спецификалық өзара әрекеттесуге қабілетті. Антиденелердің әртүлілігі ферменттерге қарағанда шектелмеген. Кейбір есептеулер бойынша ол 10 вариантты құрайды, яғни арнайы «биополимерлік матрицалардың» кең репертуарын қамтамасыз етеді. 1948ж. Л. Полинг антиденелермен ферметтердің арасындағы принципиалды айырмашылығын түсіндіруді ұсынды. Оның айтуы бойынша антиденелер стабильді конформациядағы (төменгі энергетикалық күй) антигендермен стецификалық өзара әрекеттеседі, ал ферменттер керісінше реакцияның жоғарғы энергетикалық ауыспалы күйімен максимальды спецификалылығын көрсетеді, сөйтіп реакцияның ауыспалы күйін танитын антиденелер каталитикалық белсенділікті көрсетеді. Абзимдерді алуда Коэн және әріптестері алғаш рет маңызды жетістікке жетті, олардың жұмысында тестостерон-1ос- байланыс арқылы флуоресцентті топпен байланысқан ацилдену реакциясының барысында IgG коньюгатының инкубациясы жүргенде флуоресценция бақыланады. Бұл қоян сары суының анти-дигидротестостеронды фракциясы болатын. Алынған нәтижелер антиденелер қатысымен жүрген реакция катализін көрсетті бірақта процесте эффективтігі төмен болды оны авторлар реакция өнімдерінің баяу диссоциациясымен түсіндірді. Бұл жұмыста арғаш рет моноклональды антидинитрофинил антиденелерімен күрделі эфирлік байланыстарының ыдырауы бейнеленген. Берілген антидененеің кумаринильді эфир 2, 4-динитрофинил-е-капронды қышқылмен инкубацияланғанда флуоресцирлеуші өнімнің пайда болғанын бақылады. Бірақ-та субстарттың антиденемен байланысуы туралы жұмыста келтірілген дәлелдеулер жеткіліксіз болды, сондықтан алдын ала каталитикалық активтілігі бағдарланған антидененің дизайндеу мүмкіншілігі тағыда 6 жылға ығыстырылды.

1986 ж Шульц және Лернер топтары карбокси эфирлердің гидролизі моноклональді антиденелермен катализденетіні жайлы мәліметтер пайда болды. Шульц тобы П-нитрофосфорилхолинді байланыстыратын жақсы зерттелген МОРС 167 антиденесін қолданды, ал Лернер өз әріптестерімен күрделі эфирлік байланыс гидролизі реакциясының ауыспалы күйі аналогына тікелей антиденелерді алды. Лернер тобы эфирлердің фосфонатты аналогтарын синтездеді.

1988 ж зерттеушілердің осы тобымен миллион есе жылдамдықпен карбокси эфирлерді гидролиздейтін 50D8 антиденесін алды. Каталитикалық белсенді антиденелерді дизайндеудің жалпы принциптері 1990 ж Шоката және Шульц шолуларында қалыптасқан.

Абзимдерді алу тәсілдері

Жаңа ферменттерді алу және іздеу химикаттар және дәрі-дәрмектер синтезінде, сонымен қатар молекулалық биология үшін құралдарды құруда үлкен қызығушылықты туғызды.

Белок молекуласы құрылымына және химиялық реакциялардың механизміне негізделген жаңа ферменттерді құру кішкентай нәтижелерге алып келді, өйткені белоктардың аминқышқылы тізбегі қалайша оның құрылымын анықтайтыны және белоктардың каталитикалық қасиеттері соңына дейін түсінікті емес еді. Бұл қиындықты Naturе журналының соңғы номерінде Зеелиг (Burkhard Seelig) және Шостак (Jack W. Szostak) деген ғалымадар РНК-ның екі фрагментінің соңын біріктіріп жаңа ферментті алды.

Жаңа ферменттерді алудың бірнеше әдістері бар. Соның бірі табиғи ферменттердің аминқышқылдары тізбегіне кездейсоқ өзгерістерді енгізу (рандомизация) . Бұл тәсіл жаман емес нәтижелерге алып келді, бірақ бастапқы варианттардың мүмкіншілік саны шектелген. Бұл Д. С. Шен тобының жұмысы болып табылады, қалпына келген глутатионды байланыстыратын моноклональды антидене молекуласындағы серин қалдықтарын селеноцистейн қалдықтарына ауыстырғанда қасиеті бар абзим алынды. Оның активтілігі сәйкес ферментке жақын болды. Алынған абзим катализінің механизмі табиғи катализі механизміне сәйкес болған және құрамында селені бар абзим in vitro жағдайында тотығу стрессін өшіріп тастайтыны көрсетілді.: Жаңа ферменттерді алудың бірнеше әдістері бар. Соның бірі табиғи ферменттердің аминқышқылдары тізбегіне кездейсоқ өзгерістерді енгізу (рандомизация) . Бұл тәсіл жаман емес нәтижелерге алып келді, бірақ бастапқы варианттардың мүмкіншілік саны шектелген. Бұл Д. С. Шен тобының жұмысы болып табылады, қалпына келген глутатионды байланыстыратын моноклональды антидене молекуласындағы серин қалдықтарын селеноцистейн қалдықтарына ауыстырғанда қасиеті бар абзим алынды. Оның активтілігі сәйкес ферментке жақын болды. Алынған абзим катализінің механизмі табиғи катализі механизміне сәйкес болған және құрамында селені бар абзим in vitro жағдайында тотығу стрессін өшіріп тастайтыны көрсетілді.

Қазіргі заманғы абзимология реакцияның ауыспалы күйінің әртүрлі аналогтарын синтездеуге сүйенеді, соның ішінде антиденелерге кофакторлармен каталитикалық топтарды, сайт-бағытталған мутагенезді енгізу. Көптеген белгілі каталитикалық антиденелер сайт-бағытталған мутагенез тәсілдерімен алынған, дегенмен, антиидиотиптік антиденелерді алу және реакционды иммунизация сияқты альтернативті тәсілдер даму үстінде.

Антиидиотиптік антиденелерді алу тәсілдері иммундық жүйенің «ішкі үлгіде» антиделерді түзуге байланысты қасиеттеріне және 1974ж Н. Ернимен айтылған идиотиптік гипотезаға негізделеді. Берілген тәсілмен алынған ең алғашқы абзим 9А8 моноклональді антидене болып табылады. Ол моноклональды антиденемен байланысады, ал ол өз кезегінде активті орталығымен байланысады, яғни активтілікке ие.

Реакционды иммунизация тәсілі арқылы каталитикалық антиденелерді алу әдісі 1995ж. Р. Лернер тобымен жасалған. Бұл әдіс серинді гидролазалардың коваленттік ингибиторлары негізінде жануарларды гаптендермен иммунизациялауға негізделген. Ондай антигендер антиденелермен коваленттік комплекс түзіп, В-лимфоциттердің сәйкес клондарының пролиферациясын ынталандырады деп санайды.

Мұндай ингибиторлар антиденелермен тұрақты ковалентті кешен түзе алады және сәйкес гидролиз реакциясын катализдейді. Бұл тәсіл құрамында реакцияға қабілетті цистейн қалдығы бар рекомбинантты мини-антиденелерді іріктеуде тексерілген және тышқандарды диалкилфософонатпен иммунизациялауда in vivo жағдайында каталитикалық денелерді алуға қоданылған. Каталитикалық антиденелер көмегімен сәйкес ферментативті аналогтары жоқ биокаталитикалық айналымдарды жүргізуге мүмкіншілік туды.

Реакцияның өтпелі күйінің аналогын иммунизациялау арқылы алынған. 24В11 антиденесі амидті синтезінде стереоспицификалық бимолекулярлы реакцияны катализдейді. Тура осы әдіспен Дильс-Альдераза авторының есімімен аталатын 39А11 антиденесі қолайсыз жағдайда диенге экза-шабуылды катализдейді. Абзимдердің келесі түрі гидролитикалық абзимдер, олар күрделі эфирлерді гидролиздеуге қабілетті.

4. Абзимдердің практикалық маңызы және қолдану салалары

Каталитикалық антиденелерге байланысты зерттеулердің қарқынды дамуы оның келешегі мен практикалық маңызын көрсетеді. Ол ең алдымен абзимдердің басқа биологиялық катализаторлардың ерекшелігіне байланысты: олар дерлік барлық химиялық реакциялардың катализі үшін өңделуі мүмкін. Мұндай химиялық айналымдардың саны сәйкес ферменттердің қатысуымен тірі жүйеде жүретін және катализденетін реакцияларға қарағанда айтарлықтай жоғары. Абзимдерді қолданып зерттеуші оларды ғылымда, сонымне қатар практикалық мақсаттарға жетілдірілген жаңа катализаторларды құру мүмкіндігіне ие болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.