Структурно-функциональные исследования дрожжевой оксидазы D-аминокислот методом рационального дизайна (1105750), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Введение ароматических аминокислотв данное положение привело к значительной стабилизации TvDAAO.3.Изучены взаимодействия между остатками Phe54, Met (Phe, Tyr, Trp)104 иPhe258 за счет получения 7 двойных мутантов в 54/104 и 104/258 положениях.Показано, что профили субстратной специфичности двойных мутантов,главным образом, определяются заменами F54S и F258S. Значительныйэффект стабилизации в случае замен M104F, M104Y и M104W, по-видимому,обусловлен ароматическими π-π взаимодействиями с остатками Phe54 иPhe258.4.Проведена оптимизация структуры FAD-связывающего домена за счетполучения 13 аминокислотных замен в 9, 12, 32 и 33 положениях.
ПолученамутантнаяTvDAAO E32R/F33Dсулучшеннымикаталитическимисвойствами, повышенной температурной стабильностью и усиленнымсвязыванием FAD. Мутантная TvDAAO E32R/F33D была взята за основу длядальнейшегополучениямутантныхформTvDAAOсулучшеннымисвойствами вместо фермента дикого типа.5.Проведено объединение наиболее успешных точечных замен в 32/33, 54, 104,105 и 108 положениях в 9 многоточечных мутантных TvDAAO.
ПолученыTvDAAO M1-M4сповышенной230каталитическойактивностьюсароматическими D-аминокислотами и более узким спектром субстратнойспецифичности, которые повторяют соответствующие профили своихпредшественников с заменами в 54 и 108 положениях. Все мутантныеTvDAAO обладают повышенной температурной стабильностью.6.Показано, что одновременное объединение замен M104F, S105A и C108F вмноготочечные мутанты не приводит к аддитивному эффекту стабилизации.7.Объединение замены E32R/F33D в FAD-связывающем домене c заменамиM104F или С108F в области активного центра сопровождается высокойаддитивностью и приводит к значительному повышению температурнойстабильности TvDAAO.8.Получена супер-термостабильная TvDAAO M8 с повышенной температурнойстабильностью относительно фермента дикого типа в более, чем 10 раз.231VI.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Tishkov V.I., Khoronenkova S.V. D-Amino acid oxidase: structure, catalyticmechanism, and practical application. // Biochemistry (Moscow). 2005. Vol. 70, №1. P. 40–54.2.Pollegioni L., Sacchi S., Caldinelli L., Boselli A., Pilone S., Piubelli L., Molla G.Engineering the properties of D-amino acid oxidases by a rational and a directedevolution approach. // Current protein & peptide science, 2007.
Vol. 8, № 6. P.600–618.3.Pollegioni L., Molla G., Sacchi S., Rosini E., Verga R., Pilone S. Properties andapplications of microbial D-amino acid oxidases: current state and perspectives. //Applied microbiology and biotechnology, 2008. Vol. 78, № 1. P. 1–16.4.Khoronenkova S.V., Tishkov V.I. D-amino acid oxidase: physiological role andapplications. // Biochemistry (Moscow), 2008. Vol. 73, № 13. P.
1511–1518.5.Krebs H.A. Metabolism of amino-acids: Deamination of amino-acids. // TheBiochemical Journal. 1935. Vol. 29, № 7. P. 1620–1644.6.Pilone M.S. D-Amino acid oxidase: new findings. // Cellular and molecular lifesciences. 2000. Vol. 57, № 12. P. 1732–1747.7.Pollegioni L., Piubelli L., Sacchi S., Pilone S., Molla G. Physiological functions ofD-amino acid oxidases: from yeast to humans. // Cellular and molecular lifesciences. 2007. Vol. 64, № 11. P.
1373–1394.8.Simonetta M.P., Vanoni M.A., Casalin P. Purification and properties of d-aminoacid oxidase, an inducible flavoenzyme from Rhodotorula gracilis // Biochimica etBiophysica Acta. 1987. Vol. 914. P. 136–142.9.Kubicek-Pranz E.M., Röhr M. D-amino acid oxidase from the yeast Trigonopsisvariabilis. // Journal of applied biochemistry. 1985. Vol. 7, № 2. P. 104–113.10.Momoi K., Fukui K., Watanabe F., Miyake Y. Molecular cloning and sequenceanalysis of cDNA encoding human kidney D-amino acid oxidase. // FEBS Letters.1988. Vol. 238, № 1.
P. 180–184.11.Molla G., Sacchi S., Bernasconi M., Pilone S., Fukui K., Pollegioni L.Characterization of human D-amino acid oxidase. // FEBS Letters. 2006. Vol. 580,№ 9. P. 2358–2364.12.Maezawa T., Tanaka H.,, Nakagawa H., Ono M., Aoki M., Matsumoto M., IshidaT., Horiike K., Kobayashi K. Planarian D-amino acid oxidase is involved inovarian development during sexual induction. // Mechanisms of development.2014. Vol.
132. P. 69–78.13.Xin Y.-F., Zhou X.-J., Cheng X., Wang Y. -X. Renal D-amino acid oxidasemediates chiral inversion of N(G)-nitro-D-arginine. // The Journal of pharmacologyand experimental therapeutics. 2005. Vol. 312. P. 1090–1096.23214.Huang J.-L., Huang J.-L., Chen X.-L., Guo C., Wang Y.-X.
Contributions of spinalD-amino acid oxidase to bone cancer pain. // Amino Acids. 2012. Vol. 43, № 5. P.1905–1918.15.Sasabe J., Suzuki M., Imanishi N., Aiso S. Activity of D-amino acid oxidase iswidespread in the human central nervous system. // Front. Synaptic Neurosci.2014. Vol. 6. P. 14.16.Chumakov I., Blumenfeld M., Guerassimenko O. Genetic and physiological dataimplicating the new human gene G72 and the gene for D-amino acid oxidase inschizophrenia.
// Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002. Vol. 99, № 21. P. 13675–13680.17.Nishikawa T. Metabolism and functional roles of endogenous D-serine inmammalian brains. // Biol. Pharm. Bull. 2005. Vol. 28. P. 1561–1565.18.Corvin A., Donohoe G., McGhee K.. d-Amino acid oxidase (DAO) genotype andmood symptomatology in schizophrenia // Neurosci. Lett. 2007. Vol.
426. P. 97–100.19.Paul P., de Belleroche J. The role of D-amino acids in amyotrophic lateral sclerosispathogenesis: a review. // Amino Acids. 2012. Vol. 43, № 5. P. 1823–1831.20.Betts J.F., Schweimer J.V., Burnham K.E., Burnet P.W.J., Sharp T., Harrison P.J.D-amino acid oxidase is expressed in the ventral tegmental area and modulatescortical dopamine. // Front. Synaptic Neurosci. 2014.
Vol. 6. P. 11.21.Meldrum B.S., Akbar M.T., Chapman A.G. Glutamate receptors and transporters ingenetic and acquired models of epilepsy // Epilepsy Res. 1999. Vol. 36. P. 189–204.22.Katsuki H., Nonaka M., Shirakawa H., Kume T., Akaike A. Endogenous D-serineis involved in induction of neuronal death by N-methyl-D-aspartate and simulatedischemia in rat cerebrocortical slices. // J. Pharmacol.
Exp. Ther. 2004. Vol. 311. P.836–844.23.Fisher G., Lorenzo N., Abe H. Free D- and L-amino acids in ventricularcerebrospinal fluid from Alzheimer and normal subjects. // Amino Acids. 1998.Vol. 15. P. 263–269.24.Furuchi T., Homma H. Free D-aspartate in mammals. // Biol. Pharm. Bull. 2005.Vol. 28, № 9.
P. 1566–1570.25.D’Aniello A., D’Onofrio G., Pischetola M. Biological role of D-amino acidoxidase and D-aspartate oxidase. Effects of D-amino acids. // J. Biol. Chem. 1993.Vol. 268. P. 26941–26949.26.Sacchi S., Rosini E., Caldinelli L., Pollegioni L.. Biosensors for D-amino aciddetection. // Methods Mol. Biol. 2012. Vol. 794. P. 313–324.27.Wierenga R.K., Drenth J., Schulz G.E. Comparison of the three-dimensionalprotein and nucleotide structure of the FAD-binding domain of p-hydroxybenzoate233hydroxylase with the FAD- as well as NADPH-binding domains of glutathionereductase.
// J. Mol. Biol. 1983. Vol. 167, № 3. P. 725–739.28.Kleiger G., Eisenberg D. GXXXG and GXXXA Motifs Stabilize FAD andNAD(P)-binding Rossmann Folds Through Cα–H O Hydrogen Bonds and van derWaals Interactions // J. Mol. Biol. 2002. Vol. 323, № 1. P. 69–76.29.Rossman M.G., Liljas A., Brändén C.-I., Banaszak L.J. Evolutionary and StructuralRelationships among Dehydrogenases. 11th ed. Academic Press, New York, 1975.P. 61–102.30.Subramani S. Protein import into peroxisomes and biogenesis of the organelle. //Annu. Rev.
Cell Biol. 1993. Vol. 9. P. 445–478.31.Mizutani H., Miyahara I., Hirotsu K., . Three-dimensional structure of porcinekidney D-amino acid oxidase at 3.0 A resolution. // J. Biochem. 1996. Vol. 120. P.14–17.32.Mattevi A., Vanoni M.A., Todone F. Crystal structure of D-amino acid oxidase: acase of active site mirror-image convergent evolution with flavocytochrome b2. //Proc.
Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996. Vol. 93. P. 7496–7501.33.Umhau S., Pollegioni L., Molla G. The x-ray structure of D-amino acid oxidase atvery high resolution identifies the chemical mechanism of flavin-dependentsubstrate dehydrogenation. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000. Vol. 97, № 23.P. 12463–12468.34.Kawazoe T., Tsuge H., Pilone M.S., Fukui K. Crystal structure of human D-aminoacid oxidase: context-dependent variability of the backbone conformation of theVAAGL hydrophobic stretch located at the si-face of the flavin ring. // Protein Sci.2006.
Vol. 15. P. 2708–2717.35.Dib I., Slavica A., Riethorst W., Nidetzky B. Thermal inactivation of D-amino acidoxidase from Trigonopsis variabilis occurs via three parallel paths of irreversibledenaturation. // Biotechnol. Bioeng. 2006. Vol.
94, № 4. P. 645–654.36.Arroyo M., Menéndez M., García J.L. The role of cofactor binding in tryptophanaccessibility and conformational stability of His-tagged D-amino acid oxidase fromTrigonopsis variabilis. // Biochim. Biophys. Acta. 2007. Vol. 1774, № 5. P. 556–565.37.Miura R., Setoyama C., Nishina Y. Structural and mechanistic studies on D-aminoacid oxidase x substrate complex: implications of the crystal structure of enzyme xsubstrate analog complex. // J. Biochem.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
