Redoxni a katalyticke vlastnosti modifikovaneho papainu

Abstract

Redoxní a katalytické vlastnosti modifikovaného papainu Endopeptidasa papain může být modifikována navázáním organometalického komplexu [(η6 -C6H5(CH2)2NHCO(CH2)Cl)Ru(N^N)Cl]Cl, (N^N) = 1,10-fenanthrolin (TB11) na volnou sulfhydrylovou skupinu cysteinu v aktivním centru enzymu. Tato modifikace ovlivňuje jeho katalytické vlastnosti. Za použití polarografických a voltametrických metod jsme prostudovali redoxní vlastnosti komplexu TB11 ve volné formě a po jeho navázání na papain. Modifikovaná endopeptidasa se redukuje v adsorbovaném stavu a proto byla ke studiu přenosu elektronu v modifikovaném papainu použita fázově rozlišená AC voltametrie, která poskytuje vhodnou metodologii pro studium reakcí přenosu elektronu v systémech ovlivněných adsorpcí. Při použití AC metody byl pozorován signál katalytického vylučování vodíku nejen u odpovídajícího komplexu TB11, ale i pokud byl tento komplex kovalentně navázaný na papain. Dané výsledky umožní lépe pochopit mechanismus katalýzy hydrogenačních reakcí za přítomnosti enzymu modifikovaného komplexem TB11. Adsorpční vlastnosti papainu na různých substrátech byly studovány pomocí AFM měření, přičemž byla tvorba kompaktní monovrstvy papainu prokázána pro zlatý substrát modifikovaný vrstvou kyseliny 11-sulfanylundekan-1-ové.

Redox and Catalytic Properties of Modified Papain Endopeptidase papain could be modified by the organometallic complex [(η6 -C6H5(CH2)2NHCO(CH2)Cl)Ru(N^N)Cl]Cl, (N^N) = 1,10-phenanthroline (TB11), which binds to the free sulfhydryl group of cysteine in the active centre of protein. This modification influences the catalytic properties of papain. The redox properties of the TB11 complex in its free form and when it is bound to papain were studied by the polarographic and voltammetric methods. Modified endopeptidase is reduced in the adsorbed state. Therefore, a phase-sensitive AC voltammetry is used for studies of the electron transfer in the TB11 modified papain. This method gives suitable methodology for studying the electron transfer rates in the systems influenced by adsorption. Using this method the catalytic hydrogen evolution process was detected not only in the TB11, but also for TB11 covalently-attached to the papain molecule. The results help better understand the catalytic mechanism of the hydrogenation reactions in the presence of TB11 modified enzyme. Adsorption properties of papain at different substrates were studied by AFM measurement. The formation of a compact monolayer was proved for the gold substrate modified by a layer of 11-mercaptoundecanoic acid.