Структурно-функциональные особенности белок-полисахаридных комплексов на основе цистеиновых протеаз и гидрофильно модифицированного хитозана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Получены комплексы цистеиновых протеаз – бромелина, папаина и фицина – с привитым сополимером хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакриалата. В ходе исследования установлено, что каталитическая активность ферментов в комплексах снижается по сравнению с их нативными формами. Результаты молекулярного докинга показали, что модифицированный полисахарид располагается в каталитическом кармане глобул цистеиновых протеаз. Полученные комплексы обладают повышенной стабильностью при хранении в физиологических условиях, что делает их перспективными кандидатами для использования в разработке средств терапии раневых поражений мягких тканей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. С. Лавлинская

Воронежский государственный университет

Email: holyavka@rambler.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1

А. В. Сорокин

Воронежский государственный университет

Email: holyavka@rambler.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1

С. С. Гончарова

Воронежский государственный университет

Email: holyavka@rambler.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1

М. Г. Холявка

Воронежский государственный университет; Севастопольский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: holyavka@rambler.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1; 299053 Севастополь, ул. Университетская, 33

М. С. Кондратьев

Воронежский государственный университет; Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Email: holyavka@rambler.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1; 142290 Пущино, ул. Институтская, 3

В. Г. Артюхов

Воронежский государственный университет

Email: holyavka@rambler.ru
Россия, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1

Список литературы

  1. Sharaf A., Muthayya P. // Burns. 2022. V. 48. P. 1618– 1625. https://doi.org/10.1016/j.burns.2021.12.004
  2. Wen J., Johnson K., O’Boyle C. // Burns. 2022. V. 48. P. 1706–1709. https://doi.org/10.1016/j.burns.2022.02.008
  3. Kusumasari C., Abdou A., Nakajima M., Tagami J. // J. Dent. 2021. V. 109. P. 103665. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2021.103665
  4. Maashi M.S., Elkhodary H.M., Alamoudi N.M., Bamashmous N.O. // Saudi Dent. J. 2023. V. 35. P. 233–243. https://doi.org/10.1016/j.sdentj.2023.01.010
  5. Baidamshina D.R., Koroleva V.A., Trizina E. Yu., Pankova S.M., Agafonova M.N., Chirkova M.N., Vasileva O.S., Akhmetov N., Shubina V.V., Porfiryev A.G., Semenova E.V., Sachenkov O.A., Bogachev M.I., Artyukhov V.G., Baltina T.V., Holyavka M.G., Kayumov A.R. // Int. J. Biol. Macromol. 2020. V. 164. P. 4205–4217. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.09.030
  6. Holyavka M.G., Goncharova S.S., Sorokin A.V., Lavlinskaya M.S., Redko Y.A., Faizullin D.A., Baidamshina D.R., Zuev Y.F., Kondratyev M.S., Kayumov A.R., Artyukhov V.G. // Polymers. 2022. V. 14. P. 5110. https://doi.org/10.3390/polym14235110
  7. dos Anjos M.M., da Silva A.A., de Pascoli I.C., Graton Mikcha J.M., Machinski M., Peralta R.M., de Abreu Filho B.A. // Int. J. Food Microbiol. 2016. V. 216. P. 121–126. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2015.10.007
  8. Hasannasab M., Nourmohammadi J., Dehghan M.M., Ghaee A. // Int. J. Pharm. 2021. V. 610. P. 121227. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.121227
  9. Fernandez-Lucas J., Castaneda D., Hormigo D. // Trends Food Sci. Technol. 2017. V. 68. P. 91–101. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2017.08.017
  10. Liu H., Wang C., Zou S., Wei Z., Tong Z. // Langmuir. 2012. V. 28. P. 11017–11024. https://doi.org/10.1021/la3021113
  11. Bhattacharya A., Misra B.N. // Progress Polym. Sci. 2004. V. 2009. P. 767–814. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2004.05.00
  12. Messina M., Bhattacharya A., Montgomery H., Maynard H. // Progress Polym. Sci. 2020. V. 100. P. 10186. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2019.101186
  13. Sorokin A.V., Kuznetsov V.A., Lavlinskaya M.S. // Polymer Bulletin. 2021. V. 78. P. 2975–2992. https://doi.org/10.1007/s00289-020-03250-z
  14. Kuznetsov V.A., Sorokin A.V., Lavlinskaya M.S., Sinelnikov A.A., Bykovskiy D.V. // Polymer Bulletin. 2019. V. 76. P. 4929–4949. https://doi.org/10.1007/s00289-018-2635-0
  15. Shatalov G.V., Lavlinskaya M.S., Pakhomova O.A., Mokshina N.Ya., Kuznetsov V.A. // Russ. J. Appl. Chem. 2016. V. 89. P. 140–146. https://doi.org/10.1134/S1070427216010225
  16. Kuznetsov V.A., Lavlinskaya M.S., Ostankova I.V., Shatalov G.V., Shikhaliev Kh.S., Ryzhkova E.A. // Polymer Bulletin. 2018. V. 75. P. 1237–1251. https://doi.org/10.1007/s00289-017-2091-2
  17. Beveridge A.J. // Protein Sci. 1996. V. 5. P. 1355–1365. https://doi.org/10.1002/pro.5560050714
  18. Handbook of Proteolytic Enzymes. 3rd Edn. / Eds. Rawlings N.D., Salvesen G. New York: Acad. Press, 2013. 3932 p.
  19. Sorokin A.V., Olshannikova S.S., Lavlinskaya M.S., Holyavka M.G., Faizullin, D.A., Zuev Y.F., Artukhov V.G. // Polymers. 2022. V. 14. P. 2279. https://doi.org/10.3390/polym14112279
  20. Lowry О.H., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. P. 265–275.
  21. Sorokin A.V., Goncharova S.S., Lavlinskaya M.S., Holyavka M.G., Faizullin, D.A., Zuev Y.F., Kondratyev M.S., Artyukhov V.G. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 11246. https://doi.org/10.3390/ijms241411246
  22. Sorokin A.V., Goncharova S.S., Lavlinskaya M.S., Holyavka M.G., Faizullin D.A., Kondratyev M.S., Kannykin S.V., Zuev Y.F. Artyukhov V.G. // Polymers. 2023. V. 15. P. 649. https://doi.org/10.3390/polym15030649
  23. Sabirova A.R., Rudakova N.L., Balaban N.P., Ilyinskaya O.N., Demidyuk I.V., Kostrov S.V., Rudenskaya G.N., Sharipova M.R. // FEBS Lett. 2010. V. 584. P. 4419–4425. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2010.09.049
  24. Абдуллатыпов А.В., Кондратьев М.С., Холявка М.Г., Артюхов В.Г. // Биофизика. 2016. Т. 61. № 4. С. 669– 676.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1. Процесс образования целевого продукта – привитого сополимера хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата.

Скачать (107KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Содержание белка (мг/г носителя) в комплексах бромелина, папаина и фицина с привитым сополимером хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата. Указан выход комплексообразования по белку, выраженный в процентах сорбированного фермента от его количества в растворе в процессе взаимодействия, принятого за 100%.

Скачать (47KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Общая каталитическая активность (ед./мл раствора) комплексов бромелина, папаина и фицина с привитым сополимером хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата. Указана также эффективность комплексообразования ферментов (по общей каталитической активности), выраженная в процентах сохранения протеолитической активности фермента после иммобилизации по отношению к активности ферментов в растворе, принятой за 100%.

Скачать (52KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Топология комплексов бромелина (а), папаина (б) и фицина (в) с привитым сополимером хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата, рассчитанная методом гибкого молекулярного докинга. Фрагмент молекулы привитого сополимера хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата обозначен розовым цветом. α-Спиральные фрагменты молекулы фермента, входящие в состав преимущественно L-домена, обозначены бирюзовым цветом. Красным цветом выделены β-складчатые области, преобладающие в составе R-домена. На стыке L- и R-доменов образуется углубление (каталитический карман), содержащее активный центр фермента.

Скачать (201KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Связи и взаимодействия между бромелином (а), папаином (б) и фицином (в) и привитым сополимером хитозана и поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата (пунктирными линиями обозначены водородные связи, длина связей приведена в ангстремах). Каталитически значимые остатки выделены полужирным шрифтом.

Скачать (304KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Остаточная каталитическая активность ферментов после инкубации образцов при 37°С: в ед./мл раствора (а) и в процентах от первоначального уровня (б). Легенда для обеих диаграмм приведена на рис. 5а.

Скачать (236KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024