Цитохромы Р450 как инструменты электроферментативного синтеза

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf html html (English)
Опубликован: Oct 1, 2024
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00232
Ключевые слова:
цитохромы P450; электрокатализ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

П.И. Королёва
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, Погодинская ул., 10
А.А. Гилеп
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, Погодинская ул., 10
В.В. Шумянцева
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, Погодинская ул., 10

Аннотация

Для исследования электрокаталитических свойств цитохрома Р450 2С9 и комплексов цитохром P450 2C9/FAD и цитохром P450 2C9/FMN была использована двухэлектродная система, состоящая из ферментативного электрода- катализатора, модифицированного мембраноподобным соединением дидодецилдиметиламмоний бромидом (ПГЭ/ДДАБ), и измерительного электрода, модифицированного углеродными нанотрубками (ПГЭ/УНТ). Для исследования эффективности электроферментативных реакций, катализируемых цитохромом Р450 2С9, в качестве субстрата был использован нестероидный противовоспалительный лекарственный препарат диклофенак. Цитохром Р450 2С9 катализирует реакцию стереоспецифического гидроксилирования с образованием 4′-гидроксидиклофенака. Метаболит 4′-гидроксидиклофенак регистрировали при потенциале Е=0.12 (отн. Ag/AgCl). Использование FAD и FMN в качестве низкомолекулярного медиатора позволило увеличить эффективность электрокатализа системы ПГЭ/ДДАБ/CYP2С9/FAD до 148±10% и ПГЭ/ДДАБ/CYP2С9/FMN до 113±6% по сравнению с ПГЭ/ДДАБ/CYP2С9 (100±5%), а также увеличить скорость ферментативной реакции в 1.5 и 1.13 раза соответственно.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Королёва P., Гилеп A., & Шумянцева V. (2024). Цитохромы Р450 как инструменты электроферментативного синтеза. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 7(3), e00232. https://doi.org/10.18097/BMCRM00232
Выпуск
Том 7 № 3 (2024)
Раздел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Библиографические ссылки

  1. Guengerich, F.P. (2015) Human cytochrome P450 enzymes. In: Cytochrome P450: Structure, Mechanism, and Biochemistry (de Montellano O.P.R., ed.). Springer, N. Y., pp. 523–785.
  2. Zuccarello, L., Barbosa, C., Todorovic, S., Selivera, C.M. (2021) Electrocatalysis by heme enzymes-applications in biosensing. Catalysts, 11(2), 218. DOI
  3. Bernhardt, R., Urlacher, V.B. (2014) Cytochromes P450 as promising catalysts for biotechnological application: Chances and limitations. Appl. Microbiol. Biotechnol., 98(14), 6185–6203. DOI
  4. Shumyantseva, V.V., Bulko, T.V., Koroleva, P.I., Shikh, E.V., Makhova, A.A., Kisel, M.S., Haidukevich, I.V., Gilep, A.A. (2022) Human cytochrome P450 2C9 and its polymorphic modifications: Electroanalysis, catalytic properties, and approaches to the regulation of enzymatic activity. Processes, 10, 383. DOI
  5. Denisov, I.G., Makris, T.M., Sligar, S.G., Schlichting, I. (2005) Structure and chemistry of cytochrome P450. Chem. Rev., 105(6), 2253–2278. DOI
  6. Shumyantseva V.V., Koroleva P.I., Bulko T.V., Shkel T.V., Gilep A.A., Veselovsky A.V. (2023) Approaches for increasing the electrocatalitic efficiency of cytochrome P450 3A4. Bioelectrochemistry, 149, 108277. DOI
  7. Gilep, A.A., Guryev, O.V., Usanov, S.A., Estabrook, R.W. (2001) Reconstitution of the enzymatic activities of cytochrome P450s using recombinant flavocytochromes containing rat cytochrome b(5) fused to NADPHcytochrome P450 reductase with various membrane-binding segments. Arch. Biochem. Biophys., 390(2), 215–221. DOI
  8. Omura, T., Sato, R. (1964) The carbon monoxide-binding pigment of liver microsomes: II. Solubilization, purification, and properties. J. Biol. Chem., 239(7), 2379–2385.
  9. Kuzikov, A.V., Filippova, T.A., Masamrekh, R.A., Shumyantseva, V.V. (2022) Electroanalysis of 4′-hydroxydiclofenac for CYP2C9 enzymatic assay. Electrocatalysis, 13(5), 630–640. DOI