| 1 |
9 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. |
Мицелиальные грибы как перспективный источник специфичных пептидаз, выполняющих высокоспециализированные функции в процессе развития: их идентификация, характеристика и перспективы использования |
| Результаты этапа: |
| 2 |
9 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. |
Мицелиальные грибы как перспективный источник специфичных пептидаз, выполняющих высокоспециализированные функции в процессе развития: их идентификация, характеристика и перспективы использования |
| Результаты этапа: Для определения спектра ПГСП, потенциально синтезирующихся в грибных клетках, впервые был проведён биоинформатический анализ геномов различных аскомицетов и базидиомицетов. Проведены филогенетический анализ распространения главных ПГСП среди дикариомицетов и сравнительный анализ доменных структур исследуемых пептидаз, проанализированы особенности встречаемости гомологов изученных ферментов в различных таксономических группах грибов. Показано, что некоторые исследованные гомологи ПГСП приурочены к определённым таксономическим или экологическим группам грибов и могут являться их маркерами. На основании филогенетического анализа можно предположить дупликацию предкового гена DPP4 в трансмембранную и секретируемую версии, что предшествовало разделению ветвей аскомицетов и базидиомицетов. Следует отметить, что в случае наличия у аскомицетов двух гомологов DPP4 один из них часто содержит последовательность сигнального пептида, а второй – трансмембранного домена. Вероятно, данные гомологи имеют различную локализацию и выполняют различные функции, являясь паралогами. Все найденные ПГСП были охарактеризованы относительно функциональных групп активного центра, наличия пре-последовательностей, а также трансмембранного сегмента, что должно облегчить исследование их локализации, понимание механизма действия и выполняемых ими функций. Сравнительный биохимический анализ ПГСП у алкалифильных и алкалотолерантных штаммов грибов показал, что все охарактеризованные ферменты, расщепляющие пролин/глутамин-содержащие связи, относятся к группе сериновых пептидаз и, несмотря на некоторые индивидуальные особенности этих ферментов, в обоих случаях стабильны в умеренно кислых и щелочных условиях и при высоких концентрациях соли, что делает их потенциальными кандидатами для биотехнологии и биоинженерии. Полученные результаты показали, что для выживания в условиях экстремально высоких pH, грибы обладают ферментами, которые не столько высокоактивны при щелочных рН, сколько щелочеустойчивы. При этом постглутамин-расщепляющая активность, определенная у фитопатогенов и энтомопатогенов, в 4 раза превосходила активность, найденную у сапротрофных грибов. Присутствие ферментов с постглутамин-расщепляющей активностью позволило эффективно гидролизовать как пролин/глутамин-богатые токсичные пептиды глютена, так и сам глютен. Наличие этих активностей указывает на перспективность использования этих пептидаз для получения безглютеновых продуктов и разработки диеты пациентов с непереносимостью глютена. Показано, что,кроме пептидаз, грибы в качестве факторов вирулентности могут использовать и другие метаболиты – микотоксины, меланины и ингибиторы пептидаз. |
| 3 |
1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. |
Мицелиальные грибы как перспективный источник специфичных пептидаз, выполняющих высокоспециализированные функции в процессе развития: их идентификация, характеристика и перспективы использования |
| Результаты этапа: Для определения спектра ПГСП, потенциально синтезирующихся в грибных клетках, впервые был проведён биоинформатический анализ геномов различных аскомицетов и базидиомицетов. Проведены филогенетический анализ распространения главных ПГСП среди дикариомицетов и сравнительный анализ доменных структур исследуемых пептидаз, проанализированы особенности встречаемости гомологов изученных ферментов в различных таксономических группах грибов. Показано, что некоторые исследованные гомологи ПГСП приурочены к определённым таксономическим или экологическим группам грибов и могут являться их маркерами. На основании филогенетического анализа можно предположить дупликацию предкового гена DPP4 в трансмембранную и секретируемую версии, что предшествовало разделению ветвей аскомицетов и базидиомицетов. Следует отметить, что в случае наличия у аскомицетов двух гомологов DPP4 один из них часто содержит последовательность сигнального пептида, а второй – трансмембранного домена. Вероятно, данные гомологи имеют различную локализацию и выполняют различные функции, являясь паралогами. Все найденные ПГСП были охарактеризованы относительно функциональных групп активного центра, наличия пре-последовательностей, а также трансмембранного сегмента, что должно облегчить исследование их локализации, понимание механизма действия и выполняемых ими функций. Сравнительный биохимический анализ ПГСП у алкалифильных и алкалотолерантных штаммов грибов показал, что все охарактеризованные ферменты, расщепляющие пролин/глутамин-содержащие связи, относятся к группе сериновых пептидаз и, несмотря на некоторые индивидуальные особенности этих ферментов, в обоих случаях стабильны в умеренно кислых и щелочных условиях и при высоких концентрациях соли, что делает их потенциальными кандидатами для биотехнологии и биоинженерии. Полученные результаты показали, что для выживания в условиях экстремально высоких pH, грибы обладают ферментами, которые не столько высокоактивны при щелочных рН, сколько щелочеустойчивы. При этом постглутамин-расщепляющая активность, определенная у фитопатогенов и энтомопатогенов, в 4 раза превосходила активность, найденную у сапротрофных грибов. Присутствие ферментов с постглутамин-расщепляющей активностью позволило эффективно гидролизовать как пролин/глутамин-богатые токсичные пептиды глютена, так и сам глютен. Наличие этих активностей указывает на перспективность использования этих пептидаз для получения безглютеновых продуктов и разработки диеты пациентов с непереносимостью глютена. Показано, что,кроме пептидаз, грибы в качестве факторов вирулентности могут использовать и другие метаболиты – микотоксины, меланины и ингибиторы пептидаз. |
