vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestich-140Research ArticleБИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯBIOORGANIC CHEMISTRYСубстратная специфичность рекомбинантной стероид 21-гидроксилазы человека и влияние цитохрома b5 на ее активностьSubstrate specificity of recombinant steroid 21-hydroxylase H. sapiens and the effect of cytochrome b5 on its activityКопотьВ. А.KopatsV. A.noemail@neicon.ruСергеевГ. В.SergeevG. V.noemail@neicon.ruГилепА. А.GilepA. A.noemail@neicon.ruУсановС. А.UsanovS. A.noemail@neicon.ruИнститут биоорганической химии НАН БеларусиBelarus201508062016037481Copyright © Копоть В.А., Сергеев Г.В., Гилеп А.А., Усанов С.А., 20162016Копоть В.А., Сергеев Г.В., Гилеп А.А., Усанов С.А.Kopats V.A., Sergeev G.V., Gilep A.A., Usanov S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/140

Цитохром CYP21 человека (стероид 21-гидроксилаза) был экспрессирован в клетках Escherichia coli DH5α (экспрессионный уровень составил 150 нмоль белка на 1 литр культуральной среды). Использование двух последовательных колоночных хроматографий позволило получить белок высокой степени очистки, обладающий специфической 21-гидроксилазной активностью по отношению к прогестерону, 17α-гидроксипрогестерону и 11-гидрокси-прогестерону. В данной работе проводился скрининг стероидов как потенциальных субстратов для белка. Впервые доказано, что 11-гидроксипрогестерон является эндогенным субстратом CYP21. Показано, что цитохром b5, в отличие от его эффекта на CYP17A1, не оказывает влияния на 21-гидроксилазную активность CYP21 по отношению к прогестерону, 11-гидроксипрогестерону и 17-гидроксипрогестерону, что свидетельствует о разных механизмах регуляции двух изоформ цитохрома Р450 в мембранах эндоплазматического ретикулума коры надпочечников.

Human cytochrome CYP21 (steroid 21-hydroxylase) has been expressed in Escherichia coli DH5α and the expression level was 150 nmol from 1 liter of bacterial culture. Utilizing two steps of column chromatography has allowed to obtain highly purified protein. Steroids have been screened as potential substrates for the enzyme. CYP21 showed typical spectral change (type I of spectral responce) when binding with progesterone, 17α-hydroxyprogesterone and 11-hydroxyprogesterone. In addition, it has been shown that cytochrome b5 does not affect hydroxylase activity of CYP21 toward progesterone, 17a-hydroxyprogesterone and 11-hydroxyprogesterone.

ReferencesSchenkman J. В., Jansson I. // Pharmacology & Therapeutics. 2003. N 97. P. 139-152.Schenkman J. В., Jansson I. // Pharmacology & Therapeutics. 2003. N 97. P. 139-152.Payne A. H, Hales D. B. // Endocr. Rev. 2004. Vol. 25, N 6. P. 947-970.Payne A. H, Hales D. B. // Endocr. Rev. 2004. Vol. 25, N 6. P. 947-970.Zhao B. et al. // The journal of biological chemistry. 2012. Vol. 287, N 13. P. 10613-10622.Zhao B. et al. // The journal of biological chemistry. 2012. Vol. 287, N 13. P. 10613-10622.Payne A. H., Hales D. B. // Endocr. Rev. 2004. Vol. 25, N 6. P. 947-970.Payne A. H., Hales D. B. // Endocr. Rev. 2004. Vol. 25, N 6. P. 947-970.Reisch N., Arlt W., Krone N. Health Problems in Congenital Adrenal Hyperplasia due to 21-Hydroxylase Deficiency. Horm Res Paediatr. 2011. N 76. P. 73-85.Reisch N., Arlt W., Krone N. Health Problems in Congenital Adrenal Hyperplasia due to 21-Hydroxylase Deficiency. Horm Res Paediatr. 2011. N 76. P. 73-85.Arase M. et al. // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2006. N 344. P. 400-405.Arase M. et al. // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2006. N 344. P. 400-405.Kominami S. et al. The role of cytochrome b5 in adrenal microsomal steroidogenesis. 1992. Vol. 42, N 1. P. 57-64.Kominami S. et al. The role of cytochrome b5 in adrenal microsomal steroidogenesis. 1992. Vol. 42, N 1. P. 57-64.Sergeev G. V., Gilep A. A., Usanov S. A. // Biochemistry (Moscow). 2014. Vol. 79, N 5. P. 406-416.Sergeev G. V., Gilep A. A., Usanov S. A. // Biochemistry (Moscow). 2014. Vol. 79, N 5. P. 406-416.Gilep A. A., Sushko T. A., Usanov S. A. // Biochimica et Biophysica Acta. 2011. N 1814. P. 200-209.Gilep A. A., Sushko T. A., Usanov S. A. // Biochimica et Biophysica Acta. 2011. N 1814. P. 200-209.Harnastai IN, Gilep A. A., Usanov S. A. // Protein expression and purification. 2006. N 46. P. 47-55.Harnastai IN, Gilep A. A., Usanov S. A. // Protein expression and purification. 2006. N 46. P. 47-55.Meng-Chun Hu, Bon-chu Chung // Molecular Endocrinology. 1990. Vol. 4, N 6. P. 893-898.Meng-Chun Hu, Bon-chu Chung // Molecular Endocrinology. 1990. Vol. 4, N 6. P. 893-898.Guzov V. M. et al. // Biokhimiia (Moscow). 1996. Vol. 61, N 10. P. 1758-1771.Guzov V. M. et al. // Biokhimiia (Moscow). 1996. Vol. 61, N 10. P. 1758-1771.Schroer K., Kittelmann M., Luts S. // Biotechnology and Bioengineering. 2010. Vol. 106, N 5. P. 699-706.Schroer K., Kittelmann M., Luts S. // Biotechnology and Bioengineering. 2010. Vol. 106, N 5. P. 699-706.Katagiri M. et al. // Biochemical and biophysical research communications. 1982. Vol. 108, N 1. P. 379-384.Katagiri M. et al. // Biochemical and biophysical research communications. 1982. Vol. 108, N 1. P. 379-384.Tabas S. et al. // Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 2011. Vol. 125. P. 23-31.Tabas S. et al. // Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 2011. Vol. 125. P. 23-31.Akhtar M. K., Kelly S. L., Kaderbhai M. A. //. J. Endocrnol. 2005. Vol. 187, N 2. P. 267-274.Akhtar M. K., Kelly S. L., Kaderbhai M. A. //. J. Endocrnol. 2005. Vol. 187, N 2. P. 267-274.Yamaori S. et al. Effects of cytochrome b(5) on drug oxidation activities of human cytochrome P450 (CYP) 3As: similarity of CYP3A5 with CYP3A4 but not CYP3A7. Biochemical Pharmacology, 2003. N 66, P. 2333-2340.Yamaori S. et al. Effects of cytochrome b(5) on drug oxidation activities of human cytochrome P450 (CYP) 3As: similarity of CYP3A5 with CYP3A4 but not CYP3A7. Biochemical Pharmacology, 2003. N 66, P. 2333-2340.Yamazaki H. et al. // Protein Expression and Purification. 2002. N 24 P. 329-337.Yamazaki H. et al. // Protein Expression and Purification. 2002. N 24 P. 329-337.Zehentgruber D. et al. // Journal of biotechnology. 2010. N 146. P. 179-185.Zehentgruber D. et al. // Journal of biotechnology. 2010. N 146. P. 179-185.Sushko T. A., Gilep A. A., Usanov S. A. // Biochemistry (Moscow). 2012. Vol. 77, N 6. P. 585-592.Sushko T. A., Gilep A. A., Usanov S. A. // Biochemistry (Moscow). 2012. Vol. 77, N 6. P. 585-592.Guryev O. L. et al. // Biochemistry. 2001. N 40. P. 5018-5031.Guryev O. L. et al. // Biochemistry. 2001. N 40. P. 5018-5031.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.