Определение оптимального диапазона температур функционирования метионин аминопептидазы из Thermus thermophilus

Отщепление N-концевого инициирующего метионина (Met1) затрагивает 50–70% клеточных белков и является важной посттрансляционной модификацией, которую катализируют специфические ферменты — метионин аминопептидазы (МАП). Рекомбинантные МАП из E. coli и человека применяют в научных исследованиях, а также в биотехнологии для удаления Met1 из рекомбинантных белков при их гетерологичной сверхэкспрессии в E. coli. Различия в субстратной специфичности и условиях функционирования известных МАП обуславливают поиск новых ферментов, способных работать при повышенных температурах. Нами клонирована МАП из гипертермофильной бактерии, разработана методика очистки фермента, исследована активность фермента в широком диапазоне температур. Нами показано, что МАП из Thermus thermophilus наиболее активна при температуре от 75 до 95°С. Новый фермент может быть использован для удаления N-концевого метионина из рекомбинантных белков in vitro в условиях повышенных температур.

1. Лаптева Ю.С., Быков В.В., Трунилина М.В., Болдаевский И.С., Кудряшов Т.А., Вологжанникова А.А., Соколов А.С. Получение сверхстабильной метионинаминопептидазы для удаления метионина из рекомбинантных белков. Биомедицина. 2023;19(3Е):47–51. DOI: 10.33647/2713-0428-19-3Е-47-51

2. Adachi K., Yamaguchi T., Yang Y., Konitzer P.T., Pang J., Reddy K.S., Ivanova M., Ferrone F., Surrey S. Expression of functional soluble human alpha-globin chains of hemoglobin in bacteria. Protein Exp. Purif. 2000;20(1):37–44. DOI: 10.1006/prep.2000.1277

3. Boix E., Wu Y., Vasandani V.M., Saxena S.K., Ardelt W., Ladner J., Youle R.J. Role of the N terminus in RNase A homologues: Differences in catalytic activity, ribonuclease inhibitor interaction and cytotoxicity. J. Mol. Biol. 1996;257(5):992–1007. DOI: 10.1006/jmbi.1996.0218

4. Endo S., Yamamoto Y., Sugawara T., Nishimura O., Fujino M. The additional methionine residue at the N-terminus of bacterially expressed human interleukin-2 affects the interaction between the N- and C-termini. Biochemistry. 2001;40(4):914–919. DOI: 10.1021/bi001170r

5. Giglione C., Boularot A., Meinnel T. Protein N-terminal methionine excision. Cell Mol. Life Sci. 2004;61(12):1455–1474. DOI: 10.1007/s00018-004-3466-8

6. Helgren T.R., Chen C., Wangtrakuldee P., Edwards T.E., Staker B.L., Abendroth J., Sankaran B., Housley N.A., Myler P.J., Audia J.P., Horn J.R. Hagen T.J. Rickettsia prowazekii methionine aminopeptidase as a promising target for the development of antibacterial agents. Bioorg. Med. Chem. 2017;25(3):813–824. DOI: 10.1016/j.bmc.2016.11.013

7. Liao Y.D., Wang S.C., Leu Y.J., Wang C.F., Chang S.T., Hong Y.T., Pan Y.R., Chen C. The structural integrity exerted by N-terminal pyroglutamate is crucial for the cytotoxicity of frog ribonuclease from Rana pipiens. Nucleic Acids Res. 2003;31(18):5247–5255. DOI: 10.1093/nar/gkg746

8. Selvakumar P., Lakshmikuttyamma A., Dimmock J.R., Sharma R.K. Methionine aminopeptidase 2 and cancer. Biochim. Biophys. Acta. 2006;