Исследование структурных основ субстратной специфичности карбоксипептидазы T Thermoactinomyces vulgaris тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Гришин, Андрей Михайлович

• Гришин, Андрей Михайлович
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Гришин, Андрей Михайлович

Список использованных сокращений

Введение

Обзор литературы. Рациональное конструирование ферментов с измененной субстратной специфичностью

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование структурных основ субстратной специфичности карбоксипептидазы T Thermoactinomyces vulgaris»

Методы рациональной белковой инженерии 15

Выбор КПТ в качестве модельного объекта для белковой инженерии обусловлен достаточно простыми обстоятельствами.

Семейство металлокарбоксипептидаз (МКП) является на сегодняшний день одним из самых хорошо изученных семейств пептидаз. Некоторые объекты семейства, такие как карбоксипептидаза А (КПА) и карбоксипептидаза В (КПВ), приводятся даже в учебниках. За последние 20 лет количество структурной информации о данных объектах выросло в разы. КПТ, открытая в нашей лаборатории (Остерман и др., 1984), и которая, на начало данных исследований, считалась ферментом, имеющимдвойную субстратную специфичность, т.е. подобную, как КПА, так и КПВ, или промежуточную между ними, представлялась удобным объектом для изменения субстратной специфичности в сторону таковой обоих классических ферментов. Для всех этих трех ферментов известны трехмерные структуры (Lipscomb и др., 1968; Schmid и Herriott, 1976; Teplyakov и др., 1992; Adler и др., 2005), причем для КПА изучены структуры как свободного фермента (Kilshtain-Vardi и др., 2003), так и фермента в комплексе Михаэлиса (Christianson и др., 1985) и в переходном состоянии (Kim и Lipscomb, 1991; Christianson и Lipscomb, 1989). Есть и многочисленные кинетические данные, что позволяет вести исследования с открытыми глазами.

Данная работа — еще один шаг к созданию работоспособной теории субстратной специфичности МКП, на основе которой возможно получать ферменты с желаемой селективностью действия. Учитывая потенциал применения МКП в биотехнологии и медицине, прикладной аспект этой работы - создание на основе КПТ бактериальных аналогов ферментов млекопитающих, очевиден.

Обзор литературы. Рациональное конструирование ферментов с измененной субстратной специфичностьюВведениеС момента определения структуры ДНК (1953 г.) (Watson и Crick, 1953) и первой структуры белка - в 1958 г. группой Джона Кендрю была определена структура миоглобина (Kendrew и др., 1958), а в 1960 г. Максом Перуцом - структура гемоглобина (Perutz, 1960), начался «золотой» век структурной биохимии. За прошедшие полвека с единичных работ структурная биохимия оформилась в целое семейство направлений, таких как сворачивание белка (Dill и др., 2007), белковая инженерия (Polaka и Handel, 2001), изучение взаимосвязи между структурой и функцией белковых молекул (Lee и др., 2007), взаимодействия белок-белок (Fernandez-Ballester и Serrano, 2006), белок-лиганд (Vajda и Guarnieri, 2006), фермент-субстрат и катализ (Benkovic и Hammes-Schiffer, 2003), разработка лекарств и ингибиторов (Lundstrom, 2006) и других.

Среди всех вышеуказанных направлений, исследование структурных основ субстратной специфичности, с одной стороны, позволяет проверять правильность наших представлений о работе фермента, включая продвижение по каталитическому циклу, связывание субстрата и диссоциацию продуктов реакции (Antikainen и Martin, 2005). С другой стороны, несомненна практическая ценность этих работ. Высокая эффективность биокатализа в «мягких условиях», узкая субстратная и энантиоселективность, экологичность делают его чрезвычайно привлекательным для промышленности (Schafer at al., 2007).

На данный момент насчитываются десятки подходов для изучения структурных основ субстратной специфичности ферментов. Рациональное конструирование ферментов занимает среди них едва ли не ведущее место.

Это практически единственный метод направленного изменения структуры фермента. Рентгеноструктурный анализ и ЯМР, классические инструменты структурной биохимии, буквально «открыли глаза» исследователям, изучающим структуру белков, однако без белковой инженерии невозможна экспериментальная проверка роли выявленных этими методами структурных элементов белка, от отдельных остатков до доменов, в проявлении его функций (Nakajima и др., 2006; Sansen и др., 2007; Jogl и др., 2005).

По сравнению с используемым повсеместно множественном выравнивании первичных структур, энзиматическое реконструирование позволяет непосредственно доказать роль тех или иных остатков, выдвигаемых в качестве детерминант субстратной специфичности (Miyazaki, 2005; Jost и др., 2005; Kamiya и др., 2004).

Компьютерные подходы, компьютерная графика и молекулярное моделирование позволяют оценить вклад отдельных остатков в энергию взаимодействия белка с лигандом или предсказать структуру мутантов, но и здесь невозможно обойтись без экспериментальной проверки вычислений методами белковой инженерии (Allert и др., 2007; Bolon и Мауо, 2001; Chevalier и др., 2002).

Дав науке возможность создания ферментов с наперед заданными характеристиками, рациональная белковая инженерия превратила структурную энзимологию из науки описательной в науку творящую (Fersht, 1999, с. 413-420).

Другим подходом для направленного изменения структуры белка является химическая модификация. Возможности последней, ранее широко использовавшейся для исследования структуры белка, лимитированы из-за определенной неспецифичности метода и ограниченности точек модификации химически активными боковыми радикалами аминокислотных остатков (Fersht, 1999, с. 273-288). Изменение природы боковых радикалов после модификации может служить причинойдосадных артефактов, как это было в случае проверки роли фенольной группы Туг248 у карбоксипептидазы А путем её нитрования (Riordan и др., 1967). Правильный результат был достигнут только с помощью сайт-направленного мутагенеза заменой Туг248 на Phe (Gardell и др., 1985). В настоящее время химическое модифицирование используется в единичных работах в комбинации с генной инженерией ферментов (Ivarsson и др., 2007).

В конце 80-х годов оформилось два принципиально разных подхода для реконструирования ферментов: рациональная белковая инженерия и направленная эволюция (Antikainen и Martin, 2005; Lanio и др., 2002). В первом случае исследователь вначале сам определяет, какие изменения будут внесены в структуру фермента с целью изменения его свойств. Во втором — в первичную структуру белка случайным образом вносятся мутации, затем библиотека вариантов фермента тестируется с целью найти мутант с желаемыми свойствами. Рациональная белковая инженерия оперирует с ограниченным числом энзиматических вариантов, от единиц до десятков, тогда как направленная эволюция имеет дело со многими тысячами вариантов белка. За последние 4 года соотношение работ рациональное реконструирование / направленная эволюция составило 4:1. Большинство исследователей предпочитают понимать, что они изменяют в ферменте. Впервые метод рационального реконструирования природного белка был использован для изучения структурных основ субстратной специфичности трипсина (Craik и др., 1985), а затем субтилизина (Estell и др., 1986) и альфа-литической протеазы (Bone и др., 1989).

С тех пор и до настоящего времени, рациональное реконструирование ферментов представляет собой постоянно развивающуюся область знания. Количество публикаций по этой теме выросло с единичных работ в год в середине 80-х гг. до десятков - сотен в настоящее время (рис. 1).

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Гришин, Андрей Михайлович

Выводы

1. Методом сайт-направленного мутагенеза показано, что природа остатка в 255 положении не играет ключевой роли в определении преимущественно гидрофобной специфичности карбоксипептидазы Т, что находится в противоречии с классической теорией субстратной специфичности пищеварительных металлокарбоксипептидаз.

2. Подтверждена роль заряда в 253 или 255 положениях кармана первичной специфичности, как детерминанты сродства карбоксипептидазы Т к заряженным субстратам.

3. Показано, что воссоздание зоны связывания карбоксипептидазы В в карбоксипептидазе Т не приводит к изменению гидрофобной специфичности последней, что говорит о недостаточности классической теории. Высказано предположение о существовании дополнительных детерминант субстратной специфичности карбоксипептидазы Т.

4. Найдены новые детерминанты селективности карбоксипептидазы Т: остаток Leu247, принадлежащий карману первичной специфичности, и структурные ионы кальция, удаленные от активного центра.

Список публикаций по теме диссертации

1. Акпаров, В.Х. Структурные основы широкой субстратной специфичности карбоксипептидазы Т Thermoactinomyces vulgaris. Воссоздание кармана первичной специфичности карбоксипептидазы В / Акпаров, В.Х., Гришин A.M., Юсупова М.П., Иванова Н.М., Честухина Г.Г. // Биохимия. -2007. -Т. 72. -№4. -С. 515-524.

2. Гришин, A.M. Остаток Leu254 и ионы кальция - новые структурные детерминанты субстратной специфичности карбоксипептидазы Т / Гришин A.M., Акпаров В.Х., Честухина Г.Г.// Биохимия. 2008. -Т. 73. -№1. -С. 1422-1428.

3. Grishin, A.M. Structural principles of the broad substrate specificity of Thermoactinomyces vulgaris carboxypeptidase T - role of amino acid residues at positions 260 and 262 / Grishin A.M., Akparov V.Kh., Chestukhina G.G // Protein Engineering, Design and Selection. -2008. -Vol. 21. -№9.-P.545-551.

4. Гришин, A.M. Дизайн карбоксипептидазы T Thermoactinomyces vulgaris со специфичностью карбоксипептидазы В // Системная биология и биоинженерия: Материалы международной школы-конференции для молодых ученых. Москва, 28 ноября - 02 декабря 2005 г. -М.: Изд-во Макс Пресс, 2005. -С. 21.

5. Гришин, A.M. Исследование субстратной специфичности карбоксипептидазы Т Thermoactinomyces vulgaris / A.M. Гришин, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина // Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии: Материалы XVIII зимней молодежной научной школы. Москва 7-10 февраля 2006 г. -М.: Изд-во Учебно-научного центра института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, 2006. -С. 33.

6. Гришин, A.M. Исследование влияния отдельных аминокислотных замен в кармане первичной специфичности карбоксипептидазы Т Thermoactinomyces vulgaris на субстратную специфичность этого фермента / A.M. Гришин, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина // Биология - наука XXI века: Материалы 10-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых. Пущино 17-21 апреля 2006 г. -М.: Изд-во Пущинского научного центра РАН, 2006. -С. 71.

7. Grishin, A.M. Carboxypeptidase Т with the reconstructed primary specificity pocket of carboxypeptidase В / A.M. Grishin, V.Kh. Akparov, G.G. Chestukhina // Molecules in Health and Disease: 31st FEBS Congress. Istanbul, 24-29 june 2006. FEBS Journal. -2006. -Vol.273, -№sl -P. 309.

8. Гришин, A.M. Гипотеза о двух зонах связывания в кармане первичной специфичности карбоксипептидазы Т Thermoactinomyces vulgaris / A.M. Гришин, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина // МЕДБИОТЕК. Актуальные вопросы инновационной деятельности в биологии и медицине: Материалы третьей международной научно-практической школы-конференции. Москва 4-5 декабря 2006 г. -М.: Изд-во ОАО «Авиаиздат», 2006. -С. 28

9. Гришин, A.M. Исследование взаимосвязи между структурой и функцией в молекулах ферментов на примере карбоксипептидазы Т / A.M. Гришин, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина // Химия протеолитических ферментов: Материалы VI Симпозиума. Москва 23-25 апреля 2007 г. -М.: Изд-во Института биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, 2007. -С. 20.

10. Гришин, A.M. Роль Asp253 в определении субстратной специфичности карбоксипептидазы Т Thermoactinomyces vulgaris / A.M. Гришин, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина // Белки и пептиды: Материалы III Симпозиума (16-21 сентября 2007 г., г. Пущино, Московская обл.), -М.: Изд-во Института биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, 2007. -С. 44.

11. Гришин, A.M. Влияет ли длина петли активного центра металлокарбоксипептидазы Т Thermoactinomyces vulgaris на субстратную специфичность этого фермента? / A.M. Гришин, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина // Биология - наука XXI века: Материалы 11 -ой Пущинской школы-конференции молодых ученых. Пущино 29 октября — 2 ноября 2007 г. -М.: Изд-во Пущинского научного центра РАН, 2007. -С. 58.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Гришин, Андрей Михайлович, 2008 год

1. Воюшина, Т.Д. Синтез и-нитроанилидов ацилированных пептидов, катализируемый термолизином / Воюшина T.JL, Люблинская И.А., Тимохина Е.А., Степанов В.М. // Биоорганическая химия. -1987. -Т. 13. -С. 615-22.

2. Клесов, А.А. Субстратная специфичность и кинетика действия карбоксипептидазы А: роль металла активного центра в специфичности связывания и катализа / Клесов А.А., Вэлли Б.Л. // Биоорганическая Химия. -1977. -Т. 3. -С. 806-16.

3. Люблинская, Л.А. Синтез пептидных субстратов субтилизина и их аналогов / Люблинская Л.А., Якушева Л.Д., Степанов В.М. // Биоорганическая химия. -1977. -Т. 3. -С. 273-9.

4. Остерман, А.Л. Карбоксипептидаза Т внеклеточная карбоксипептидаза термоактиномицетов - отдаленный аналог карбоксипептидаз животных / Остерман А.Л., Степанов В.М., Руденская Г.Н., Ходова О.М., Цаплина И.А. // Биохимия. -1984. -Т. 49. № 2. -С. 292301.

5. Патент 20010055786 США, МПК1-7 C12Q001/26. Screening method for the discovery and directed evolution of oxygenase enzymes / Arnold F.H., Joern J., Sakamoto Т., Schwaneberg U.

6. Патент 20020012959 США, МПК1-7 C12Q001/37; C12Q001/44. Chemically modified mutant enzymes and methods for producing them, and screening them for amidase and/or esterase activity / Jones B.J., Plettner E.

7. Патент 20020049994 США, МПК1-7 C12N009/00; C07H021/04; A01H005/00; C12N005/04. Fatty acid elongase 3-ketoacyl CoA synthase polypeptides / Jaworski J.G., Blacklock В J.

8. Патент 20020061564 США, МПК1-7 C12P013/04. Method for chemical transformation using a mutated enzyme / David R.J. Jr.

9. Патент 20020081670 США, МПК1-7 C12N009/44; C12N015/00; C12P019/04. Starch debranching enzymes / Bisgard-frantzen H., Svendsen A.

10. Патент 20020086358 США, МПК1-7 C12N005/06; C12N009/00; C12P021/02; C07H021/04. Enzyme isolated from a Bifidobacterium / Jorgensen

11. F., Hansen O.C., Stougaard P.

12. Патент 20020137153 США, МПК1-7 C12N009/78; C12P013/02. Enantioselective production of amino carboxylic acids / Ramer S.W., Huisman

13. G., Millis J., Sheldon R., Delcardayre S., Tobin M., Cox A., Davis C.S.

14. Патент 20020137171 США, МПК1-7 C12N005/06; C12N009/16; C12P021/02; C07H021/04. Hydrolase enzymes and their use in kinetic resolution / Short J. Mathur E.J., Baumann M., Bornscheuer U.T.

15. Патент 20030003512 США, МПК1-7 G01N033/53; G01N033/542. Directed enzymatic modification of analytes for affinity capture and analysis / Schulman H.

16. Патент 20030054520 США, МПК1-7 C12P021/02; C12N015/74; C12N001/21; C12N009/04. Recombinant enzymes having improved NAD (H) affinity / Bommanus В., Hummel W., Bommarius A.

17. Патент 20030100467 США, МПК1-7 C12N009/00; C11D003/00; CI 1D003/386. Binding phenol oxidizing enzyme-peptide complexes / Aehle

18. W., Baldwin T.M., Van Gastel F J.C., Janssen G.G., Murray С .J., Wang H., Winetzky D.S.

19. Патент 20030113881 США,. МПК1-7 C12N009/16; C12P013/04; C12N009/02. D-enzyme compositions and methods of their use / Kent S.B.H., Milton S.C.F., Delisle M.R.C.

20. Патент 20030124680 США, МПК1-7 C12P021/02; C07H017/08; C12N009/10; C12P019/62; C12N015/74; C12N001/21. Alteration of acyltransferase domain substrate specificity / Reeves C., Mcdaniel R., Reid R.

21. Патент 20030144165 США, МПК1-7 C12N009/20; A21D008/02; C12P021/02; C12N001/18; C11D001/00; C12N015/74. Lipolytic enzyme variant / Roggen E.L.

22. Патент 20030162173 США, МПК1-7 C12P021/02; C12N009/22; C07H021/04; C12Q001/68; C12P019/34; C12N015/74; C12N001/21. Nucleic acid modifying enzymes / Wang Y., Lei X.I., Prosen D.E.

23. Патент 20030191038 США, МПК1-7 C12N009/56; C12P021/02; C07H021/04; CI 1D003/386; C12N015/74; C12N001/21. Subtilase enzymes / Hansen P.K., Bauditz P., Mikkelsen F., Andersen K.V., Andersen C., Norregaard-madsen M.

24. Патент 20030207408 США, МПК1-7 A21D008/02; C12P019/04. Amylolytic enzyme variants / Cherry J.R., Svendsen A., Andersen C., Beier L., Frandsen T.P., Schafer T.

25. Патент 20040014187 США, МПК1-7 C12N009/48. Bacterial carboxypeptidase cpg2 variants and their use in gene directed enzyme prodrug therapy / Springer С .J., Marais R.M., Spooner R.

26. Патент 20040023342 США, МПК1-7 C12P019/60. Polyketides and their synthesis / Petkovic H., Kendrew S.G., Leadlay P.F.

27. Патент 20040072168 США, МПК1-7 C12P021/02; A61K048/00; C07H021/04; C12N009/12; C12Q001/68; C12N001/21. Novel deoxynucleoside kinase enzyme variants / Knecht W., Minch-petersen В., Piskur J.

28. Патент 20040115691 США, МПК1-7 С07Н021/04; C12Q001/68; C12N009/06. Mutants of enzymes and methods for their use / Rozzell D.J., Hua L., Mayhew M., Novick S.

29. Патент 20040216185 США, МПК1-7 C12N015/82; A01H005/00; C12N005/04; C12N015/63; C12N015/87. Engineering beta-ketoacyl ACP synthase for novel substrate specificity / Dehesh K., Val D.

30. Патент 20040248250 США, МПК1-7 C12N009/02; C12N015/85. Method for modifying enzyme and oxidoreductive variant / Nakai Т., Morikawa S., Kizaki N., Yasohara Y.

31. Патент 20050003420 США, МПК1-7 C12P021/04; C12N009/22; C07H021/04; C12Q001/68. Recycled mutagenesis of restriction endonuclease toward enhanced catalytic activity / Xu S., Zhu Z., Riggs P.D., Hsieh P.

32. Патент 20050005325 США, МПК1-7 C07H021/04; C12N015/82; C12Q001/68; A01H005/00; C12N005/04; A01H001/00; C12N009/04. Mutant fatty acid desaturase and methods for directed mutagenesis / Shanklin J., Whittle EJ.

33. Патент 20050008648 США, МПК1-7 C12N009/00; A61K039/395. Use of specifically engineered enzymes to enhance the efficacy of prodrugs / Lavie A., Konrad M., Ravandi F.

34. Патент 20050013808 США, МПК1-7 A61K038/44; C07H021/04; C12Q001/68; C12N009/06. Nitroreductase enzymes / Grove J.I., Searle P.F., Lovering A.L.

35. Патент 20050054071 США, МПК1-7 C12N009/24. Enzymes for starch processing / Udagawa H., Taira R., Takagi S., Allain E., Hjort C., Vikso-nielsen A.

36. Патент 20050059045 США, МПК1-7 G01N033/53; C12Q001/68; C12N009/02. Labraries of optimized cytochrome P450 enzymes and the optimized P450 enzymes / Arnold F.H., Otey C.R.

37. Патент 20050059130 США, МПК1-7 C12N009/20; С07Н021/04; CI 1D003/386. Lipolytic enzyme variants / Bojsen К., Svendsen A., Fuglsang C.C., Patkar S.A., Borch K., Vind J., Petri A., Schroder G.S., Budolfsen G.

38. Патент 20050089966 США, МПК1-7 C07H021/04; C12N015/74; C12N009/54. Chemically modified enzymes with multiple charged variants / David B.G., Jones J.B., Bott R.R.

39. Патент 20050136462 США, МПК1-7 C12N009/22; C12Q001/68; C12N015/85. Method for engineering nicking enzymes / Zhu Z., Xu S.

40. Патент 20050158839 США, МПК1-7 C12N001/16; C07H021/04; C12N009/32; C12N015/74. Hybrid enzymes / Borchert T.V., Danielsen S., Allain E.J.

41. Патент 20050164186 США, МПК1-7 C12Q001/68; C12N015/85. Alteration of restriction endonuclease specificity by genetic selection / Samuelson J.C., Xu S.

42. Патент 20050208633 США, МПК1-7 C07H021/04; C12N009/12; C07H005/06; C12N015/74; C12N001/21; C08B037/00. Sugar kinases with expanded substrate specificity and their use / Thorson J.S.

43. Патент 20050255544 США, МПК1-7 C12N009/20; C12N001/14; C12N015/74; C12P021/06. Lipolytic enzyme variants and method for their production / Svendsen A., Vind J., Heldt-hansen H.P., Erlandsen L.

44. Патент 20050281912 США, МПК1-7 C12N009/20; A21D008/02; CI 1D003/386. Chemically modified lipolytic enzyme / Callisen Т.Н., Patkar S.A., Svendsen A., Vind J.

45. Патент 20060035342 США, МПК1-7 C12P19/60; C07H21/04; C12N9/24; C12N15/74; C12N1/21; C07H5/10. Engineered enzymes and their use for synthesis of thioglycosides / Withers S.G., Jahn M.

46. Патент 20060057696 США, МПК1-7 C12N9/10; C12P21/06. Sugar chain synthases / Takashima S., Tsujimoto M., Tsuji S.

47. Патент 20060134266 США, МПК1-7 A23K 1/18 20060101 A23K001/18, C07H 21/04 20060101 C07H021/04, C12P 21/06 20060101

48. С12Р021/06, C12N9/32 20060101 C12N009/32, C12N 15/74 20060101 C12N015/74. Enzyme / Kragh K.M., Leemhuis H., Dijkhuizen L., Dijkstra B.W.

49. Патент 20070015677 США. Variant subtilising enzymes (subtilases) / Minning S., Knotzel J.C.F., Sorensen N.H., Ness J.E., Welch M.D., Giver L.J., Cherry J., Borchert T.V., Minshull J.

50. Патент 20070020653 США, МПК1-7 C12Q1/68; C07H21/04; C12P21/06; C12P19/34; C12N9/22. DNA polymerase / Holliger P., Ghadessy F., D'abbadie M.

51. Патент 20070037239 США, МПК1-7 C12Q1/54. Composition for measuring glucose having improved substrate specificity / Kitabayashi M, Aiba H.

52. Патент 20070042379 США, МПК1-7 C12Q1/68; C07H21/04; С12Р21/06; C12N9/22. Modified DNA cleavage enzymes and methods for use / Guan C., Kumar S., Kucera R.

53. Патент 20070254355 США, МПК1-7 A62D3/02; B09B3/00; B09C1/10. Improved nitroreductase enzymes for bioremediation / Matin A.C., Barak Y., Ackerley D.F.

54. Патент 20070254852 США, МПК1-7 A61K31/7052; C07H21/04; C12N9/06; C12Q1/26. Improved nitroreductase enzymes / Matin A.C., Barak Y., Lynch S.V., Ackerly D.F., Thorne S.H., Contag C.H., Rao J.

55. Патент 6406896 США, МПК1-7 C12N9/22; C12N15/10; C12N15/90; C12N15/87; C12Q1/00; C12Q1/44; C12N9/00; C12N15/00. Transposase enzyme and method for use / Reznikoff W.S., Naumann T.A.

56. Патент 6465630 США, МПК1-7 C07H 021/02, C07H 021/04. Genetic sequences encoding substrate-specific dihydroflavonol 4-reductase and uses therefor / Choi G., Johnson E.T., Yi H., Shin B.

57. Патент 6759226 США, МПК1-7 C12N15/55; C12N9/22; C12P19/34. Enzymes for the detection of specific nucleic acid sequences / Ma W., Lyamichev V.I., Kaiser M.W., Lyamicheva N.E., Allawi H.T., Schaefer J.J., Neri B.P.

58. Патент 6838257 США, МПК1-7 C12N9/44; G01N31/00; C12N9/00; C07H21/04; C12N15/00. Pullulanase variants and methods for preparing such variants with predetermined properties / Svendsen A.

59. Патент 6890726 США, МПК1-7 C12N15/10; G01N33/573. Method for selecting recombinase variants with altered specificity / Sauer B.L., Rufer A.W.

60. Патент 6905853 США, МПК1-7 C07K14/37; C11D3/386; C12N9/02; C11D3/38; C12N9/00; C07H21/04; C12N9/02. Phenol oxidizing enzyme variants / Wang H.

61. Патент 7078194 США, МПК1-7 C12P19/60; C07H21/04; C12N9/24; C12N15/74; C12N1/21; C07H5/10. Methods and compositions for synthesis of oligosaccharides using mutant glycosidase enzymes / Withers S.G., Mackenzie L., Wang Q.

62. Патент 7122359 США, МПК1-7 C12N9/10; C12N15/00. Active-site engineering of nucleotidylyltransferases and general enzymatic methods for the synthesis of natural and "unnatural" UDP- and TDP-nucleotide sugars / Thorson J., Nikilov D.B.

63. Патент 7132253 США, МПК1-7 C12Q1/26; C12N9/06; С12Р21/06; C12Q1/34; С07Н21/04; C12N15/00. Modified sarcosine oxidases, modified sarcosine oxidase genes, and methods for preparing the modified sarcosine oxidases / Furukawa K., Kajiyama N.

64. Патент 7256032 США, МПК1-7 C12N 9/42 , C07H 21/02 , C12N 1/00 , C12N 1/20 , C12P 19/34 , С12Р 21/06 (20060101). Enzymes / Valtakari L., Alapuranen M., Hooman S., Siika-Aho M., Kallio J., Viikari L., Ojapalo P., Vehmaanpera J.

65. Финкелыптейн А.В. Физика Белка : курс лекций / А.В. Финкелыптейн, О.Б. Птицын О.Б. -М.: Изд-во МГУ. 2005.

66. Юсупова, М.П. Ферментативный синтез пептидов аргинина -хромофорных субстратов металлопротеиназ и карбоксипептидаз / Юсупова М.П., Котлова Е.К., Тимохина Е.А., Степанов В.М. // Биоорганическая химия. -1995. -Т. 21. -С. 33-38.

67. Abramowitz, N. On the size of the active site in proteases. II. Carboxypeptidase-A / Abramowitz N., Schechter I., Berger A. // Biochem Biophys Res Commun. -1967. -Vol 29, -№6. -P. 862-867.

68. Allert, M. Local encoding of computationally designed enzyme activity / Allert M., Dwyer M.A., Hellinga H.W. // J Mol Biol. -2007. -Vol. 366, -№ 3. -P. 945-53.

69. Alter, G.M. Kinetic properties of carboxypeptidase В in solutions and crystals / Alter G.M., Leussing D.L., Neurath H., Vallee B.L. // Biochemistry. -1977. -Vol. 16, -№ 16. -P. 3663-8.

70. Antikainen N.M. Altering protein specificity: techniques and applications / Antikainen N.M., Martin S.F. // Bioorg Med Chem. -2005. -Vol. 13, -№ 8. -P. 2701-16.

71. Arima, J. Alteration of leucine aminopeptidase from Streptomyces septatus TH-2 to phenylalanine aminopeptidase by site-directed mutagenesis / Arima J., Uesugi Y., Iwabuchi M., Hatanaka T. // Appl Environ Microbiol. -2005. -Vol. 71, -№ 11. -p. 7229-35.

72. Arolas, J.L. Metallocarboxypeptidases: emerging drug targets in biomedicine / Arolas J.L., Vendrell J., Aviles F.X., Fricker L.D. // Curr Pharm Des. -2007. -Vol. 13, -№ 4. -P. 349-66.

73. Arolas, J.L. The three-dimensional structures of tick carboxypeptidase inhibitor in complex with A/B carboxypeptidases reveal a novel double-headed binding mode / Arolas J.L., Popowicz G.M., Lorenzo J., Sommerhoff C.P.,

74. Huber R., Aviles F.X., Holak T.A. // J Mol Biol. -2005. -Vol. 350, -№ 3. -P. 489-98.

75. Auld D.S. Carboxypeptidase A / D.S. Auld // Handbook of Proteolytic Enzymes / A.J. Barrett, N.D. Rawlings, J.F. Woessner, Eds. London : Academic Press, Inc., cop. 1998. -P. 1321-8.

76. Auld, D.S. Kinetics of carboxypeptidase A. II. Inhibitors of the hydrolysis of oligopeptides / Auld D.S., Vallee B.L. //Biochemistry. -1970. -Vol. 9, -№ 3. -P. 602-9.

77. Aviles F.X. Carboxypeptidase В / F.X. Aviles, J. Vendrell // Handbook of proteolytic enzymes / A.J. Barrett, N.D. Rawlings, J.F. Woessner, Eds. -London : Academic Press, Inc., cop. 1998. -P. 1333-5.

78. Bagneris, C. Subtle difference between benzene and toluene dioxygenases of Pseudomonas putida / Bagneris C., Cammack R., Mason J.R. // Appl Environ Microbiol. -2005. -Vol. 71, -№ 3. -P. 1570-80.

79. Baird, T.T. Jr. Conversion of trypsin to a functional threonine protease / Baird T.T. Jr., Wright W.D., Craik C.S. // Protein Sci. -2006. -Vol. 15, -№ 6. -P. 1229-38.

80. Ballinger, M.D. Designing subtilisin BPN' to cleave substrates containing dibasic residues / Ballinger M.D., Tom J., Wells J.A. // Biochemistry. 1995. 34(41): 13312-9.

81. Ballinger, M.D. Furilisin: a variant of subtilisin BPN' engineered for cleaving tribasic substrates. / Ballinger M.D., Tom J., Wells J.A. // Biochemistry. -1996. -Vol. 35, -№ 42. -P. 13579-85.

82. Baltz, R.H. Molecular engineering approaches to peptide, polyketide and other antibiotics / Baltz R.H. // Nat Biotechnol. -2006. -Vol. 24, -№ 12. -P. 1533-40.

83. Bech, L.M. Mutational replacements in subtilisin 309. Vail04 has a modulating effect on the P4 substrate preference / Bech L.M., Sorensen S.B., Breddam K. // Eur J Biochem. -1992. -Vol. 209, -№ 3. -P. 869-74.

84. Bejar, C.M. Molecular architecture of the glucose 1-phosphate site in ADP-glucose pyrophosphorylases / Bejar C.M., Jin X., Ballicora M.A., Preiss J. // J Biol Chem. -2006. -Vol. 281, -№ 52. -P. 40473-84.

85. Benkovic, S.J. A perspective on enzyme catalysis / Benkovic S.J., Hammes-Schiffer S. // Science. -2003. -Vol. 301, 5637. -P. 1196-202.

86. Ben-Meir, D. Specificity of Streptomyces griseus aminopeptidase and modulation of activity by divalent metal ion binding and substitution / Ben-Meir D., Spungin A., Ashkenazi R., Blumberg S. // Eur J Biochem. -1993. -Vol. 212, -№ 1. -P.107-12.

87. Benson, D.E. Rational design of nascent metalloenzymes / Benson D.E., Wisz M.S., Hellinga H.W. // Proc Natl Acad Sci USA. -2000. -Vol. 97, -№ 12. -P.6292-7.

88. Bolon, D.N. Enzyme-like proteins by computational design / Bolon D.N., Mayo S.L. // Proc Natl Acad Sci USA. -2001. -Vol. 98, -№ 25. -P. 14274-9.

89. Bone, R. Structural plasticity broadens the specificity of an engineered protease / Bone R., Silen J.L., Agard D.A. // Nature. -1989. -Vol. 339, -№ 6221. -P. 191-5.

90. Bradford, M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / Bradford M.M. // Anal Biochem. -1976. -Vol. 72. -P. 248-54.

91. Byers, L.D. Binding of the by-product analog benzylsuccinic acid by carboxypeptidase A / Byers L.D., Wolfenden R. // Biochemistry. -1973. -Vol. 12,-№ 11.-P. 2070-8.

92. Chevalier, B.S. Design, activity, and structure of a highly specific artificial endonuclease / Chevalier B.S., Kortemme Т., Chadsey M.S., Baker D., Monnat R.J., Stoddard B.L. // Mol Cell. -2002. -Vol. 10, -№ 4. -P. 895-905.

93. Choi, В. Guanylate kinase, induced fit, and the allosteric spring probe / Choi В., Zocchi G // Biophys J. -2007. -Vol. 92, -№ 5. -P. 1651-8.

94. Christianson, D.W. Carboxypeptidase A / Christianson D.W., Lipscomb W.N. // Acc. Chem. Res. -1989. -Vol 22. -P. 62-9.

95. Christianson, D.W. Carboxypeptidase A: novel enzyme-substrate-product complex / Christianson D.W., Lipscomb W.N. // J Am Chem Soc. -1987. -Vol. 109,-№ 18.-P. 5536-8.

96. Christianson, D.W. Novel structure of the complex between carboxypeptidase A and a ketonic substrate analog / Christianson D.W., Kuo L.C., Lipscomb W.N. // J Am Chem Soc. -1985. -Vol. 107, -№ 26. -P. 82818283.

97. Coll, M. Three-dimensional structure of porcine procarboxypeptidase В: a structural basis of its inactivity / Coll M., Guasch A., Aviles F.X., Huber R. // EMBO J. -1991. -Vol. 10, -№> l.-P. 1-9.

98. Craik, C.S. Redesigning trypsin via genetic engineering / Craik C.S., Roczniak S., Sprang S., Fletterick R., Rutter W. // J Cell Biochem. -1987. -Vol. 33, -№ 3. -P. 199-211.

99. Craik, C.S. Redesigning trypsin: alteration of substrate specificity / Craik C.S., Largman C., Fletcher Т., Roczniak S., Barr P.J., Fletterick R., Rutter W.J. // Science. -1985. -Vol 228, -№ 4697. -P. 291-7.

100. Cristea, M. A G316 A mutation of manganese lipoxygenase augments hydroperoxide isomerase activity: mechanism of biosynthesis of epoxyalcohols / CristeaM., OliwE.H. //JBiol Chem. -2006. -Vol. 281, -№ 26. -P. 17612-23.

101. Dahiyat, B.I. De novo protein design: fully automated sequence selection / Dahiyat B.I., Mayo S.L. // Science. -1997. -Vol. 278, -№ 5335. -P. 82-7.

102. Dill, K.A. The protein folding problem: when will it be solved? / Dill K.A., Ozkan S.B., Weikl T.R., Chodera J.D., Voelz V.A. // Curr Opin Struct Biol. -2007. -Vol. 17, -№ 3. -P. 342-6.

103. Directed molecular evolution of proteins / S. Sussman, K. Johnsson, Eds. Weinheim : Wiley-VCH, cop. 2002.

104. Dorovska, V.N. The influence of the geometric properties of the active centre on the specificity of -chymotrypsin catalysis / Dorovska V.N., Varfolomeyev S.D., Kazanskaya N.F., Klyosov A.A., Martinek K. // FEBS Lett. -1972 -Vol. 23, -№ 1. -P. 122-4.

105. Eaton, D.L. Isolation, molecular cloning, and partial characterization of a novel carboxypeptidase В from human plasma / Eaton D.L., Malloy B.E., Tsai S.P., Henzel W., Drayna D. // J Biol Chem. -1991. -Vol. 266, -№ 32. -P. 18338.

106. Estell, D.A. Probing Steric and Hydrophobic Effects on Enzyme-Substrate Interactions by Protein Engineering / Estell D.A., Graycar T.P., Miller J.V., Powers D.B., Wells J.A., Burnier J.P., Ng P.G. // Science. -1986. -Vol. 233, -№ 4764. -P. 659-663.

107. Faming, Z. Structural evolution of an enzyme specificity. The structure of rat carboxypeptidase A2 at 1.9-A resolution / Faming Z., Kobe В., Stewart C.B., Rutter W.J., Goldsmith EJ. // J Biol Chem. -1991. -Vol. 266, -№ 36. -P. 2460612.

108. Fernandez-Ballester, G. Prediction of protein-protein interaction based on structure / Fernandez-Ballester G., Serrano L. // Methods Mol Biol. -2006. -Vol. 340. -P. 207-34.

109. Fersht A.R. Structure and mechanism in protein science / Alan R. Fersht. -New York : Freeman, 1999.

110. Fersht, A.R. Hydrogen bonding and biological specificity analysed by protein engineering / Fersht A.R., Shi J.P., Knill-Jones J., Lowe D.M.,

111. Wilkinson A .J., Blow D.M., Brick P., Carter P., Waye M.M., Winter G. // Nature. -1985. -Vol. 314, -№ 6008. -P. 235-8.

112. Fisher E. Einfluss der configuration auf die wirkung derenzyme / Fisher E. // Ber Dt Chem Ges. -1894. -Vol. 27. -P. 2985.

113. Fukasawa, K.M. Aspartic acid 405 contributes to the substrate specificity of aminopeptidase В / Fukasawa K.M., Hirose J., Hata Т., Ono Y. // Biochemistry. -2006. -Vol. 45, -№ 38. -P. 11425-31.

114. Galdes, A. Cryokinetic studies of the intermediates in the mechanism of carboxypeptidase A / Galdes A., Auld D.S., Vallee B.L. // Biochemistry. -1983. -Vol. 22, -№ 8. -P. 1888-93.

115. Gardell, S.J. Site-directed mutagenesis shows that tyrosine 248 of carboxypeptidase A does not play a crucial role in catalysis / Gardell S.J., Craik C.S., Hilvert D., Urdea M.S., Rutter W.J // Nature. -1985. -Vol. 317, -№ 6037. -P. 551-5.

116. Goetzman, E.S. Convergent evolution of a 2-methylbutyryl-CoA dehydrogenase from isovaleryl-CoA dehydrogenase in Solanum tuberosum / Goetzman E.S., Mohsen A.W., Prasad K., Vockley J. // J Biol Chem. -2005. -Vol. 280, -№ 6. -P. 4873-9.

117. Gololobov, M.Yu. Subtilisin from Bacillus subtilis strain 72. The influence of substrate structure, temperature and pH on catalytic properties /

118. Gololobov M.Yu., Morozova I.P., Vojushina T.L., Timokhina E.A., Stepanov V.M. // Biochim Biophys Acta. -1992. -Vol. 1118, -№ 3. -P. 267-76.

119. Guex, N. SWISS-MODEL and the Swiss-PdbViewer: an environment for comparative protein modeling / Guex N., Peitsch M.C. // Electrophoresis. -1997. -Vol. 18, -№ 15. -P. 2714-23.

120. Haldane J.B.S. / J.B.S. Haldane // Enzymes / -London : Longmans, Green and Co., 1930.-P. 182.

121. Hammes-Schiffer, S. Relating protein motion to catalysis / Hammes-Schiffer S., Benkovic S.J. // Annu. Rev. Biochem. -2006. -Vol. 75. -P. 519-41.

122. Handbook of Proteolytic Enzymes / A.J. Barrett, N.D. Rawlings, J.F. Woessner, eds. -London : Academic Press, Inc. Cop. 1997. -P. 1318-50.

123. Harbury, P.B. High-resolution protein design with backbone freedom / Harbury P.B., Plecs J.J., Tidor В., Alber Т., Kim P.S. // Science. -1998. -Vol. 282.-No. 5393.-P. 1462-7.

124. He, X.Z. Mutational analysis of the Medicago glycosyltransferase UGT71G1 reveals residues that control regioselectivity for (iso)flavonoid glycosylation / He X.Z., Wang X., Dixon R.A. // J Biol Chem. -2006. -Vol. 281. -No. 45. -P. 34441-7.

125. Hedstrom, L. Converting trypsin to chymotrypsin: the role of surface loops / Hedstrom L., Szilagyi L., Rutter W.J. // Science. -1992. -Vol. 255. -P. 1249-53.

126. Heinemann, I.U. Functional definition of the tobacco protoporphyrinogen IX oxidase substrate-binding site / Heinemann I.U., Diekmann N., Masoumi A., Koch M., Messerschmidt A., Jahn M., Jahn D. // Biochem J. -2007. -Vol. 402. -No. 3. -P. 575-80.

127. Hellinga, H.W. Construction of new ligand binding sites in proteins of known structure. I. Computer-aided modeling of sites with pre-defined geometry / Hellinga H.W., Richards F.M. // J Mol Biol. -1991. -Vol. 222. -No. 3. -P. 763-85.

128. Ho, S.N. Site-directed mutagenesis by overlap extension using the polymerase chain reaction / Ho S.N., Hunt H.D., Horton R.M., Pullen J.K., Pease L.R. // Gene. -1989 -Vol. 77. -No. 1. -P. 51-9.

129. Hohsaka, T. Incorporation of non-natural amino acids into proteins / Hohsaka Т., Sisido M. // Curr Opin Chem Biol. -2002. -Vol. 6. -No. 6. -P. 80915.

130. Host, G. Redesign of human carbonic anhydrase II for increased esterase activity and specificity towards esters with long acyl chains / Host G., Martensson L.G., Jonsson B.H. // Biochim Biophys Acta. -2006. -Vol. 1764. -No. 10.-P. 1601-6.

131. Humphrey, W. VMD: visual molecular dynamics / Humphrey W., Dalke A., Schulten K. // J Mol Graph. -1996. -Vol. 14. -No. 1. -P. 33-8.

132. Jeltsch, A. Engineering novel restriction endonucleases: principles and applications / Jeltsch A., Wenz C., Wende W., Selent U., Pingoud A. // Trends Biotechnol. -1996. -Vol. 14. -No. 7. -P. 235-8.

133. Jogl, G. Crystal structure of mouse carnitine octanoyltransferase and molecular determinants of substrate selectivity / Jogl G., Hsiao Y.S., Tong L. // J Biol Chem. -2005. -Vol. 280. -No. 1. -P. 738-44.

134. Jost, F. Mutation of amino acids in the alpha 1,3-fucosyltransferase motif affects enzyme activity and Km for donor and acceptor substrates / Jost F., de Vries Т., Knegtel R.M., Macher B.A. // Glycobiology. -2005. -Vol. 15. -No. 2. -P. 165-75.

135. Kamiya, H. Important amino acids in the phosphohydrolase module of Escherichia coli Orfl35 / Kamiya H., Iida E., Harashima H. // Biochem Biophys Res Commun. -2004. -Vol. 323. -No. 3. -P. 1063-8.

136. Karimaki, J. Engineering the substrate specificity of xylose isomerase / Karimaki J., Parkkinen Т., Santa H., Pastinen O., Leisola M., Rouvinen J., Turunen O. // Protein Eng Des Sel. -2004. -Vol. 17. -No. 12. -P. 861-9.

137. Kendrew, J.C. A three-dimensional model of the myoglobin molecule obtained by x-ray analysis / Kendrew J.C., Bodo G., Dinrzis H.M., Parrish R.G., Wyckoff H., Phillips D.C. // Nature. -1958. -Vol. 181. -No. 4610. -P. 662-6.

138. Khan, I.H. Altering the substrate specificity of glutamate dehydrogenase from Bacillus subtilis by site-directed mutagenesis / Khan I.H., Kim H., Ashida

139. H., Ishikawa Т., Shibata H., Sawa Y. // Biosci Biotechnol Biochem. -2005. -Vol. 69.-No. 9.-P. 1802-5.

140. Kilshtain-Vardi, A. Refined structure of bovine carboxypeptidase A at

141. A resolution / Kilshtain-Vardi A., Glick M., Greenblatt H.M., Goldblum A., Shoham G. // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -2003. -Vol. 59. -No. Pt 2.-P. 323-33.

142. Kim, H. Comparison of the structures of three carboxypeptidase A-phosphonate complexes determined by X-ray crystallography / Kim H., Lipscomb W.N. //Biochemistry. -1991. -Vol. 30. -No. 33. -P. 8171-80.

143. Kirk, O. Industrial enzyme applications / Kirk O., Borchert T.V., Fuglsang C.C. // Curr Opin Biotechnol. -2002. -Vol. 13. -No. 4. -P. 345-51.

144. Koshland, D.E. Application of a theory of enzyme specificity to protein synthesis / Koshland D.E. // Proc Nat Acad Sci USA. -1958. -Vol. 44. -No. 2. -P. 98-104.

145. Ma, W. Specificity of trypsin and chymotrypsin: loop-motion-controlled dynamic correlation as a determinant / Ma W., Tang C., Lai L. // Biophys J. -2005.-Vol. 89.-P. 1183-93.

146. Mahan, S.D. Alanine-scanning mutagenesis reveals a cytosine deaminase mutant with altered substrate preference / Mahan S.D., Ireton G.C., Stoddard B.L., Black M.E. // Biochemistry. -2004. -Vol. 43. -No. 28. -P. 8957-64.

147. Majiduddin F.K., Palzkill T. Amino acid residues that contribute to substrate specificity of class A beta-lactamase SME-1 / Majiduddin F.K., Palzkill T. // Antimicrob Agents Chemother. -2005. -Vol. 49. -No. 8. -P. 34217.

148. Markova, M. Determinants of substrate specificity in omega-aminotransferases / Markova M., Peneff C., Hewlins M.J., Schirmer Т., John R.A. // J Biol Chem. -2005. -Vol. 280. -No. 43. -P. 36409-16.

149. Marvin, J.S. Manipulation of ligand binding affinity by exploitation of conformational coupling / Marvin J.S., Hellinga H.W. // Nat Str Biol. -2001. -Vol. 8. -No. 9. -P. 795-8

150. Mayer, K.M. Identification of amino acid residues involved in substrate specificity of plant acyl-ACP thioesterases using a bioinformatics-guided approach / Mayer K.M., Shanklin J. // BMC Plant Biol. -2007. -Vol. 7. -P. 1.

151. McCammon, J.A. Dynamics of folded proteins / McCammon J.A., Gelin B.R., Karplus M. // Nature. -1977. -Vol. 267. -No. 5612. -P. 585-90.

152. McKay, T.L. Comparative studies on human carboxypeptidase В and N / McKay T.L., Phelan A.W., Plummer Т.Н. Jr. // Arch Biochem Biophys. -1979. -Vol. 2. -P. 487-92.

153. Miller, D.W. Enzyme specificity under dynamic control: a normal mode analysis of alpha-lytic protease / Miller D.W., Agard D.A. // J Mol Biol. -1999. -Vol. 286. -No. 1. -P. 267-78.

154. Miyazaki, К. Identification of a novel trifunctional homoisocitrate dehydrogenase and modulation of the broad substrate specificity through site-directed mutagenesis / Miyazaki K. // Biochem Biophys Res Commun. -2005. -Vol. 336. -No. 2. -P. 596-602.

155. Muller, T.A. Structural basis for the enantiospecificities of R- and S-specific phenoxypropionate/alpha-ketoglutarate dioxygenases / Muller T.A., Zavodszky M.I., Feig M., Kuhn L.A., Hausinger R.P. // Protein Sci. -2006. -Vol. 15. -No. 6. -P. 1356-68.

156. Nalamachu, S.R. Regulation of carboxypeptidase E. Effect of Ca on enzyme activity and stability / Nalamachu S.R., Song L., Fricker L.D. // J Biol Chem. -1994. -Vol. 269. -No. 15. -P. 11192-5.

157. Narahashi, Y. Purification and some properties of a new metallo carboxypeptidase of Streptomyces griseus K-l / Narahashi Y., Yoda K. // J Biochem. -1979. -Vol. 86. -No. 3. -P. 683-94.

158. Narahashi, Y. The amino acid sequence of zinc-carboxypeptidase from Streptomyces griseus / Narahashi Y. // J Biochem. -1990. -Vol. 107. -No. 6. -P. 879-86.

159. Nomura, W. In vivo site-specific DNA methylation with a designed sequence-enabled DNA methylase / Nomura W., Barbas C.F. 3rd. // J Am Chem Soc. -2007. -Vol. 129. -No. 28. -P. 8676-7.

160. Nordland, P. Ribonucleotide reductases / Nordland P., Reichard P. // Annu Rev Biochem. -2006. -Vol. 75. -P. 681-706.

161. Norrgard, M.A. Alternative mutations of a positively selected residue elicit gain or loss of functionalities in enzyme evolution / Norrgard M.A., Ivarsson Y., Tars K., Mannervik B. // Proc Natl Acad Sci USA. -2006. -Vol. 103.-No. 13.-P. 4876-81.

162. Oelschlaeger, P. Modeling domino effects in enzymes: molecular basis of the substrate specificity of the bacterial metallo-beta-lactamases IMP-1 and IMP-6 / Oelschlaeger P., Schmid R.D., Pleiss J. // Biochemistry. -2003. -Vol. 42. -No. 30. -P. 8945-56.

163. Oh, B. Modifying the substrate specificity of penicillin G acylase to cephalosporin acylase by mutating active-site residues / , Kim K., Park J., Yoon J., Han D., Kim Y.// Biochim Biophys Res Commun. -2004. -Vol. 319. -P. 48592.

164. Okuyama, M. Structural elements to convert Escherichia coli alpha-xylosidase (YicI) into alpha-glucosidase / Okuyama M., Kaneko A., Mori H., Chiba S., Kimura A. // FEBS Lett. -2006. -Vol. 580. -No. 11. -P. 2707-11.

165. Ottosson, J. Substrate entropy in enzyme enantioselectivity: an experimental and molecular modeling study of a lipase / Ottosson J., Fransson L., Hult K. // Protein Sci. -2002. -Vol. 11. -No. 6. -P. 1462-71.

166. Pace, C.N. How to measure and predict the molar absorption coefficient of a protein / Pace C.N., Vajdos F., Fee L., Grimsley G., Gray T. // Protein Sci. -1995.-Vol. 11.-P. 2411-23.

167. Page, M.J. Engineering protein allostery: 1.05 A resolution structure and enzymatic properties of a Na+-activated trypsin / Page M.J., Christopher C.J., di Cera E. // J Mol Biol. -2008. -Vol. 378. -P. 666-72.

168. Pal, G. Mutant rat trypsin selectively cleaves tyrosyl peptide bonds / Pal G., Patthy A., Antal J., Graf L. // Anal Biochem. -2004. -Vol. 326. -No. 2. -P. 190-9.

169. Parker, J. Errors and alternatives in reading the universal genetic code / Parker J. // Microbiological reviews. -1989. -Vol. 53. -No. 3. -P. 273-98.

170. Pauling L. / Pauling L. // Am Scient. -1948. -Vol. 36. -P. 51.

171. Perona J.J., Evnin L.B., Craik C.S. A genetic selection elucidates structural determinants of arginine versus lysine specificity in trypsin / Perona J.J., Evnin L.B., Craik C.S. // Gene. -1993b. -Vol. 137. -No. 1. -P. 121-6.

172. Perona, J.J. Relocating a negative charge in the binding pocket of trypsin / Perona J .J., Tsu C.A., McGrath M.E., Craik C.S., Fletterick R.J. // J Mol Biol. -1993a. -Vol. 230. -No. 3. -P. 934-49.

173. Perona, J J. Structural basis of substrate specificity in the serine proteases / Perona J.J., Craik C.S. // Protein Sci. -1995. -Vol. 4. -No. 3. -P. 337-60.

174. Perutz, M.F. Structure of hemoglobin / Perutz M.F. // Brookhaven Symp Biol. -1960. -Vol. 13. -P. 165-83.

175. Phillips, M.A. Arginine 127 stabilizes the transition state in carboxypeptidase / Phillips M.A., Fletterick R, Rutter WJ. // J Biol Chem. -1990. -Vol. 265. -No. 33. -P. 20692-8.

176. Phillips, M.A. Role of the prodomain in folding and secretion of rat pancreatic carboxypeptidase A1 / Phillips M.A., Rutter W.J. // Biochemistry. -1995.-Vol. 35.-P. 3771-6.

177. Pokala, N. Review: protein design—where we were, where we are, where we're going / Pokala N., Handel T.M. // J Struct Biol. -2001. -Vol. 134. -No. 2-3.-P. 269-81.

178. Prosser, D.E. Structural motif-based homology modeling of CYP27A1 and site-directed mutational analyses affecting vitamin D hydroxylation / Prosser D.E., Guo Y., Jia Z., Jones G. // Biophys J. -2006. -Vol. 90. -No. 10. -P. 3389-409.

179. Quemeneur E. Engineering cyclophilin into a proline-specific endopeptidase / Quemeneur E., Moutiez M., Charbonnier J.B., Menez A. // Nature. -1998. -Vol. 391. -No. 6664. -P. 301-4.

180. Rai, R. Molecular dissection of arginyltransferases guided by similarity to bacterial peptidoglycan synthases / Rai R., Mushegian A., Makarova K., Kashina A. // EMBO Rep. -2006. -Vol. 7. -No. 8. -P. 800-5.

181. Reeck, G.R. New forms of bovine carboxypeptidase В and their homologous relationships to carboxypeptidase A / Reeck G.R., Walsh K.A., Hermodson M.A., Neurath H. // Proc Natl Acad Sci USA. -1971. -Vol. 68. -No. 6. -P. 1226-30.

182. Rheinnecker, M. Variants of subtilisin BPN' with altered specificity profiles / Rheinnecker M., Eder J., Pandey P.S., Fersht A.R. // Biochemistry. -1994. -Vol. 33. -No. 1. -P. 221-5.

183. Riordan, J.F. The functional tyrosyl residues of carboxypeptidase A. Nitration with tetranitromethane / Riordan J.F., Sokolovsky M., Vallee B.L. // Biochemistry. -1967. -Vol. 6. -No. 11. -P. 3609-17.

184. Russell, A.J. Rational modification of enzyme catalysis by engineering surface charge / Russell A.J., Fersht A.R. // Nature. -1987. -Vol. 328. -No. 6130. -P. 496-500

185. Sambrook J. Molecular cloning: a laboratory manual / J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis. -New York: Cold Spring Harbor Press, 1989.

186. Sansen, S. Structural insight into the altered substrate specificity of human cytochrome P450 2A6 mutants / Sansen S., Hsu M.H., Stout C.D., Johnson E.F. // Arch Biochem Biophys. -2007. -Vol. 464. -No. 2. -P. 197-206.

187. Sayari, A. N-terminal peptide of Rhizopus oryzae lipase is important for its catalytic properties / Sayari A., Frikha F., Miled N., Mtibaa H., Ben Ali Y., Verger R., Gargouri Y. // FEBS Lett. -2005. -Vol. 579. -No. 5. -P. 976-82.

188. Schechter, I. On the size of the active site in proteases. I. Papain / Schechter I., Berger A. // Biochem Biophys Res Commun. -1967. -Vol. 27. -No. 2.-P. 157-62.

189. Schmid, M.F. Structure of carboxypeptidase В at 2.8 A resolution / Schmid M.F., Herriott J.R. // J Mol Biol. -1976. -Vol. 103. -No. 1. -P. 175-90.

190. Schnell, J.R. Structure, dynamics and catalytic function of dihydrofolate reductase / Schnell J.R., Dyson H.J., Wright P.E. // Annu Rev Biophys Biomol Struct. -2004. -Vol. 33. -P. 119-40.

191. Schoemaker, H.E. Dispelling the myths—biocatalysis in industrial synthesis / Schoemaker H.E., Mink D., Wubbolts M.G. // Science. -2003. -Vol. 299.-No. 5613.-P. 1694-7.

192. Shindle, U. Protein memory through altered folding mediated by intramolecular chaperones / Shindle U., Liu J.J., Inouye M.// Nature. -1997. -Vol. 389. -P. 520-2.

193. Silva, G.H. From monomeric to homodimeric endonucleases and back: engineering novel specificity of LAGLIDADG enzymes / Silva G.H., Belfort M., Wende W., Pingoud A. // J Mol Biol. -2006. -Vol. 361. -No. 4. -P. 744-54.

194. Simonson, T. Free energy simulations come of age: protein-ligand recognition / Simonson Т., Archontis G., Karplus M. // Acc Chem Res. -2002. -Vol. 35. -No. 6. -P. 430-7.

195. Skidgel, R.A. Human carboxypeptidase M. Purification and characterization of a membrane-bound carboxypeptidase that cleaves peptide hormones / Skidgel R.A., Davis R.M., Tan F. // J Biol Chem. -1989. -Vol. 264. -No. 4.-P. 2236-41.

196. Slobin, L.I. Kinetic studies on the action of carboxypeptidase A on bovine insulin and related model peptides / Slobin L.I., Carpenter F.H. // Biochemistry. -1966. -Vol. 5. -No. 2. -P. 499-508.

197. Song, L. Purification and characterization of carboxypeptidase D, a novel carboxypeptidase E-like enzyme, from bovine pituitary / Song L., Fricker L.D. // J Biol Chem. -1995. -Vol. 270. -No. 42. -P. 25007-13.

198. Sorensen, S.B. Mutational replacements of the amino acid residues forming the hydrophobic S4 binding pocket of subtilisin 309 from Bacillus lentus / Sorensen S.B., Bech L.M., Meldal M., Breddam K. // Biochemistry. -1993. -Vol. 32. -No. 35. -P. 8994-9.

199. Sorensen, S.B. The specificity of carboxypeptidase Y may be altered by changing the hydrophobicity of the SI' binding pocket / Sorensen S.B., Breddam K. // Protein Science. -1997. -Vol. 6. -P. 2227-32.

200. Spungin, A. Streptomyces griseus aminopeptidase is a calcium-activated zinc metalloprotein. Purification and properties of the enzyme / Spungin A., Blumberg S. // Eur J Biochem. -1989. -Vol. 183. -No. 2. -P. 471-7.

201. Sreerama, N. Estimation of protein secondary structure from circular dichroism spectra: comparison of CONTIN, SELCON, and CDSSTR methods with an expanded reference set / Sreerama N., Woody R.W. // Anal Biochem. -2000. -Vol. 287. -No. 2. -P. 252-60.

202. Starcevic, D. The hydrophobic hinge region of rat DNA polymerase beta is critical for substrate binding pocket geometry / Starcevic D., Dalai S., Jaeger J., Sweasy J.B // J Biol Chem. -2005. -Vol. 280. -No. 31. -P. 28388-93.

203. Stepanov, V.M. Carboxypeptidase T / Stepanov V.M. // Methods Enzymol. -1995. -Vol. 248. -P. 675-83.

204. Suel, G.M. Evolutionarily conserved networks of residues mediate allosteric communication in proteins / Suel G.M., Lockless S.W., Wall M.A., Ranganathan R // Nat Struct Biol. -2003. -Vol. 10. -No. 1. -P. 59-69.

205. Sussman, D. Isolation and characterization of new homing endonuclease specificities at individual target site positions / Sussman D., Chadsey M., Fauce

206. S., Engel A., Bruett A., Monnat R. Jr., Stoddard B.L., Seligman L.M. // J Mol Biol. -2004. -Vol. 342. -No. 1. -P. 31-41.

207. Tanaka, T. Redesign of catalytic center of an enzyme: aspartic to serine proteinase / Tanaka Т., Yada R.Y. // Biochem Biophys Res Commun. -2004. -Vol. 323.-No. 3.-P. 947-53.

208. Teplyakov, A. High-resolution structure of the complex between carboxypeptidase A and L-phenyl lactate / Teplyakov A., Wilson K.S., Orioli P., Mangani S // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -1993. -Vol. 49. -No. Pt 6. -P. 534-40.

209. Thorson, J.S. Natures Carbohydrate Chemists. The Enzymatic Glycosylation of Bioactive Bacterial Metabolites / , Hosted T.J. Jr., Jiang J., Biggins J.B., Ahlert J. // Curr. Org. Chem. -2001. -Vol. 5. -No. 2. -P. 139-67.

210. Tsu, C.A. Structural basis for the broad substrate specificity of fiddler crab collagenolytic serine protease 1 / Tsu C.A., Perona J.J., Fletterick R.J., Craik C.S. // Biochemistry. -1997. -Vol. 36. -P. 5393-401.

211. Vajda, S. Characterization of protein-ligand interaction sites using experimental and computational methods / Vajda S., Guarnieri F. // Curr Opin Drug Discov Devel. -2006. -Vol. 9. -No. 3. -P. 354-62.

212. Vallee, B.L. Carboxypeptidase, a zinc metallo-protein. Carboxypeptidase, a zinc metalloenzyme / Vallee B.L., Neurath H. // J Biol Chem. -1955. -Vol. 217.-No. l.-P. 253-61.

213. Van Der Spoel, D. GROMACS: fast, flexible, and free / Van Der Spoel D., Lindahl E., Hess В., Groenhof G., Mark A.E., Berendsen H.J. // J Comput Chem. -2005. -Vol. 26. -No. 16. -P. 1701-18.

214. Venekei, I. Attempts to convert chymotrypsin to trypsin / Venekei I., Szilagyi L., Graf L., Rutter W.J. // FEBS Lett. -1996. -Vol. 379. -P. 143-7.

215. Villegas, V. The activation pathway of procarboxypeptidase В from porcine pancreas: participation of the active enzyme in the proteolytic processing / Villegas V., Vendrell J., Aviles X. // Protein Sci. -1995. -Vol. 4. -No. 9.-P. 1792-800.

216. Wang, Q. Discrimination of esterase and peptidase activities of acylaminoacyl peptidase from hyperthermophilic Aeropyrum pernix K1 by a single mutation / Wang Q., Yang G., Liu Y., Feng Y. // J Biol Chem. -2006. -Vol. 281. -No. 27. -P. 18618-25.

217. Watson, J.D. A structure for deoxyribose nucleic acid / Watson J.D., Crick F.H.C. // Nature. -1953. -Vol. 171. -P. 737-8.

218. Weiner, М.Р. Rapid PCR site-directed mutagenesis / Weiner M.P., Costa

219. G.L. // PCR Methods Appl. -1994. -Vol. 4. -No. 3. -P. S131-6.

220. Wells, J.A. Designing substrate specificity by protein engineering of electrostatic interactions / Wells J.A., Powers D.B., Bott R.R., Graycar T.P., Estell D.A. // Proc Natl Acad Sci USA. -1987. -Vol. 84. -No. 5. -P. 1219-23.

221. Wolff, E.C. The kinetics of carboxypeptidase В activity / Wolff E.C., Schirmer E.W., Folk J.E. // J Biol Chem. -1962. -Vol. 237. -P. 3094-9.

222. Xu, G. Strategies for enzyme/prodrug cancer therapy / Xu G., McLeod

223. H.L. // Clin Cancer Res. -2001. -Vol. 7. -No. 11. -P. 3314-24.

224. Yep, A. Determinants of substrate specificity in KdcA, a thiamin diphosphate-dependent decarboxylase / Yep A., Kenyon G.L., McLeish M.J. // Bioorg Chem. -2006. -Vol. 34. -No. 6. -P. 325-36.

225. Youngblood, B. Engineered extrahelical base destabilization enhances sequence discrimination of DNA methyltransferase M.Hhal / Youngblood В.,

226. Shieh F.K., De Los Rios S., Perona JJ., Reich N.O. // J Mol Biol. -2006. -Vol. 362. -No. 2. -P. 334-46.

227. Zha, W. Characterization of the substrate specificity of PhlD, a type III polyketide synthase from Pseudomonas fluorescens / Zha W., Rubin-Pitel S.B., Zhao H. // J Biol Chem. -2006. -Vol. 281. -No. 42. -P. 32036-47.

228. Zhao, L. Mutations in the substrate binding site of thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor (TAFI) alter its substrate specificity / Zhao L., Buckman В., Seto M., Morser J., Nagashima M. // J Biol Chem. -2003. -Vol. 278. -No. 34. -P. 32359-66.

229. Zhao, Y. Structure-function analysis of cytochromes P450 2B / Zhao Y., Halpert J.R. // Biochim Biophys Acta. -2007. -Vol. 1770. -No. 3. -P. 402-12