Современные перспективы микробных липаз экстремофилов и метагеномики

Микробные липазы — наиболее широко используемые биокатализаторы для экологических и промышленных задач. Они катализируют гидролиз и синтез эфиров с длинными ацильными цепями и характеризуются типичной складкой α/β-гидролаз с высококонсервативной каталитической триадой, включающей серин, аспарагиновую или глутаминовую кислоту и гистидин. Мезофильные липазы, оптимально действующие при нейтральном pH, мезофильных температурах, атмосферном давлении и нормальной солёности, неустойчивые к радиации и органическим растворителям, применяются во многих промышленных реакциях биотрансформации. Однако липазы экстремофилов позволяют разрабатывать реакции биотрансформации с более высоким выходом, меньшим количеством побочных или образованием полезных побочных продуктов; предполагается, что они способны катализировать также реакции, невозможные при использовании мезофильных липаз. Липазы экстремофилов сохраняют активность в экстремальных условиях температуры, pH, солёности и давления; их можно выявлять по метагеномным данным и конструировать с нуля с использованием вычислительных методов. Несмотря на структурное сходство, на уровне аминокислотных последовательностей они отличаются большим разнообразием. Это разнообразие ещё выше при сравнении липаз бактерий, архей, растений и животных. Кроме того, существует множество новых липаз, которые можно обнаружить при анализе «геномной тёмной материи» — ещё не изученных нуклеотидных и метагеномных баз данных. В этом обзоре представлены современные данные о микробных липазах экстремофилов, их разнообразии, структуре и классификации, а также обзор новых липаз, выявленных при анализе геномной тёмной материи (метагенома).