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"10.29235/1561-8331-2018-54-2-190-196vestich-320Research ArticleБИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯBIOORGANIC CHEMISTRYСРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОССТАНОВЛЕНИЯ CYP124 M. TUBERCULOSIS РАЗЛИЧНЫМИ РЕДОКС-ПАРТНЕРАМИCOMPARATIVE ANALYSIS OF M. TUBERCULOSIS CYP124 REDUCTION WITH DIFFERENT REDOX PARTNERSТумиловичА. М.TumilovichA. M.

Тумилович Анастасия Михайловна – науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Anastasiya M. Tumilovich – Researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

tumilovicham@gmail.comКовалевскийА. А.KavaleuskiA. A.

Ковалевский Антон Александрович – мл. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Anton A. Kavaleuski – Junior researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

bio.kovalevs@gmail.comВараксаТ. С.VaraksaT. S.

Варакса Татьяна Сергеевна – мл. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Tatsiana S. Varaksa – Junior researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

varaksa.tanya@gmail.comВасилевскаяА. В.VasilevskayaA. V.

Василевская Анна Викторовна – канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Anna V. Vasilevskaya – Ph. D. (Chemistry), Senior researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

vasilevskaya@iboch.bas-net.byЧеркесоваТ. С.CherkesovaT. S.

Черкесова Татьяна Семеновна – науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Tatsiana S. Cherkesova – Researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

cherkes@iboch.bas-net.byГрабовецИ. П.GrabovetsI. P.

Грабовец Ирина Петровна – науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Irina P. Grabovets – Researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

grabovec@iboch.bas-net.byШкельТ. В.ShkelT. V.

Шкель Татьяна Владимировна – науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Tatsiana V. Shkel – Researcher.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

tvshkel@gmail.comДиченкоЯ. В.DichenkoYa. V.

Диченко Ярослав Владимирович – канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Yaroslav V. Dichenko – Senior researcer.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

yaroslavd@tut.byГилепА. А.GilepA. A.

Гилеп Андрей Александрович – канд. хим. наук, зав. лаб.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск.

Andrei A. Gilep – Ph. D. (Chemistry), Head of the Laboratory.

5/2, Acad. V. F. Kuprevich Str., 220141, Minsk.

agilep@iboch.basnet.byИнститут биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси.Institute of Bioorganic Chemistry, National Academy of Sciences of Belarus.201823062018542190196Copyright © Тумилович А.М., Ковалевский А.А., Варакса Т.С., Василевская А.В., Черкесова Т.С., Грабовец И.П., Шкель Т.В., Диченко Я.В., Гилеп А.А., 20182018Тумилович А.М., Ковалевский А.А., Варакса Т.С., Василевская А.В., Черкесова Т.С., Грабовец И.П., Шкель Т.В., Диченко Я.В., Гилеп А.А.Tumilovich A.M., Kavaleuski A.A., Varaksa T.S., Vasilevskaya A.V., Cherkesova T.S., Grabovets I.P., Shkel T.V., Dichenko Y.V., Gilep A.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/320

С целью определения оптимальных редокс-партнеров CYP124 M. tuberculosis в in vitro реконструированной системе осуществлена гетерологическая экспрессия, выделение и очистка рекомбинантных цитохрома CYP124 M. tuberculosis и потенциальных редокс-партнеров: Fdx, FdR, FprA, Adx, AdR, CPR, Arh1_A18G, Etpfd. Показано, что CYP124 проявляет наибольшую каталитическую активность в системе с митохондриальными электрон-транспортными белками S. pombe: Etp1fd и Arh1_A18G.

In order to determine the optimal redox partners of CYP124 M. tuberculosis in reconstituted in vitro system we carried out heterologous expression, isolation and purification of recombinant CYP124 Mycobacterium tuberculosis and candidate redox partners: Fdx, FdR, FprA, Adx, AdR, CPR, Arh1_A18G, Etpfd. CYP124 was shown to exhibit the highest catalytic activity in system with S. pombe mitochondrial electron transfer proteins: Etp1fd и Arh1_A18G.

цитохромы Р450редокс-партнерытуберкулезгетерологическая экспрессияcytochromes P450redox partnerstuberculosisheterologous expressionReferencesСтруктурный анализ цитохромов Р450 микобактерий комплекса Mycobacterium tuberculosis / А. В. Василевская [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2010. – Т. 54, № 5. – С. 55–59.Vasilevskaya A. V., Sergeev G. V., Gilep A. A., Usanov S. A. Structure analysis of cytochromes P450 of Mycobacterium tuberculosis complex mycobacteria. Doklady Natsionalnoi Akademii Nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2010, vol. 54, no. 5, pp. 55–59 (in Russian).Identification of Mycobacterium tuberculosis enzyme involved in vitamin D and 7-dehydrocholesterol metabolism / A. V. Vasilevskaya [et al.] // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. – 2017. – Vol. 169. – P. 202–209. DOI: 10.1016/j.jsbmb.2016.05.021Vasilevskaya A .V., Yantsevich A. V., Sergeev G. V., Lemish A. P., Usanov S. A., Gilep A. A. Identification of Mycobacterium tuberculosis enzyme involved in vitamin D and 7-dehydrocholesterol metabolism. The Journal of Steroid Bioche- mistry and Molecular Biology, 2017, vol. 169, pp. 202–209. DOI: 10.1016/j.jsbmb.2016.05.021The endogenous adrenodoxin reductase-like flavoprotein arh1 supports heterologous cytochrome P450-dependent substrate conversions in Schizosaccharomyces pombe / K. M. Ewen [et al.] // FEMS Yeast Res. – 2008. – Vol. 8, № 3. – P. 432–441. DOI: 10.1111/j.1567-1364.2008.00360.xEwen K. M., Schiffler B., Uhlmann-Schiffler H., Bernhardt R., Hannemann F. The endogenous adrenodoxin reductase-like flavoprotein arh1 supports heterologous cytochrome P450-dependent substrate conversions in Schizosaccharomyces pombe. FEMS Yeast Res, 2008, vol. 8, no. 3. – P. 432–441. DOI: 10.1111/j.1567-1364.2008.00360.xStructural and thermodynamic characterization of the adrenodoxin-like domain of the electron-transfer protein Etp1 from Schizosaccharomyces pombe / J. J. Müller [et al.] // J. Inorg. Biochem. – 2011. – Vol. 105, № 7. – P. 957–965. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2011.04.001Müller J. J., Hannemann F., Schiffler B., Ewen K. M., Kappl R., Heinemann U., Bernhardt R. Structural and thermodynamic characterization of the adrenodoxin-like domain of the electron-transfer protein Etp1 from Schizosaccharomyces pombe. Journal of Inorganic Biochemistry, 2011, vol. 105, no. 7, pp. 957-965. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2011.04.001Цитохром Р450124 Mycodacterium tuberculosis: лиганд-связывающие и каталитические свойства / А. В. Василевская [et al.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2011. – № 3. – С. 107–112.Vasilevskaya A. V., Rusak A. A., Sergeev G.V., Gilep A. A., Usanov S. A. Mycobacterium tuberculosis cytochrome P450124: ligand-binding and catalytic properties. Vestsі Nacyyanal’naj akademіі navuk Belarusі. Seryya khіmіchnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical Series, 2011, no. 3, pp 107–112 (in Russian).Structural basis for pregnenolone biosynthesis by the mitochondrial monooxygenase system / N. Strushkevich [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2011. – Vol. 108, № 25. – P. 10139–10143. DOI: 10.1073/pnas.1019441108Strushkevich N., MacKenzie F., Cherkesova T., Grabovec I., Usanov S., Park H. W. Structural basis for pregnenolone biosynthesis by the mitochondrial monooxygenase system. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011, vol. 108, no. 25, pp. 10139–10143. DOI: 10.1073/pnas.1019441108Engineering of proteolytically stable NADPH-cytochrome P450 reductase / T. A. Bonina [et al.] // Biochemistry (Moscow). – 2005. – Vol. 70, № 3. – P. 357-365. DOI: 10.1007/s10541-005-0122-3Bonina T. A., Gilep A. A., Estabrook R. W., Usanov S. A. Engineering of proteolytically stable NADPH-cytochrome P450 reductase. Biochemistry (Moscow), 2005, vol. 70, no. 3, pp. 357-365. DOI: 10.1007/s10541-005-0122-3pET System Manual / Novagen. – 11th Ed. – Darmstadt: EMD Biosciences, Inc., 2005. – 80 p.Novagen. pET System Manual. 11th Ed. Darmstadt, EMD Biosciences, Inc., 2005. 80 p.Characterization and catalytic properties of the sterol 14alpha-demethylase from Mycobacterium tuberculosis / A. Bellamine [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1999. – Vol. 96, № 16. – P. 8937-8942. DOI: 10.1073/pnas.96.16.8937Bellamine A., Mangla A. T., Nes W. D., Waterman M. R. Characterization and catalytic properties of the sterol 14alpha-demethylase from Mycobacterium tuberculosis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1999, vol. 96, no. 16, pp. 8937-8942. DOI: 10.1073/pnas.96.16.8937Mycobacterium tuberculosis FprA, a novel bacterial NADPH-ferredoxin reductase / F. Fischer [et al.] // Eur. J. Biochem. – 2002. – Vol. 269, № 12. – P. 3005–3013. DOI: 10.1046/j.1432-1033.2002.02989.xFischer F., Raimondi D., Aliverti A., Zanetti G. Mycobacterium tuberculosis FprA, a novel bacterial NADPH-ferredoxin reductase. European Journal of Biochemistry, 2002, vol. 269, no. 12, pp. 3005–3013. DOI: 10.1046/j.1432-1033.2002.02989.xMurataliev, M. B. Electron transfer by diflavin reductases / M. B. Murataliev, R. Feyereisen, F. A. Walker // Biochim. Biophys. Acta – 2004. – Vol. 1698, № 1. – P. 1–26. DOI: 10.1016/j.bbapap.2003.10.003Murataliev M. B., Feyereisen R., Walker F. A. Electron transfer by diflavin reductases. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Proteins and Proteomics, 2004, vol. 1698, no. 1, pp. 1–26. DOI: 10.1016/j.bbapap.2003.10.003

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