ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ АКТИВНОГО ЦЕНТРА НЕМОДИФИЦИРОВАННОЙ РЕКОМБИНАНТНОЙ СУЛЬФАТАЗЫ ИЗ МИЦЕЛИАЛЬНОГО ГРИБА Fusarium proliferatum LE1

© 2020 г. Н. В. Колчина*^, **, Г. Н. Рычков*^, **, А. А. Кульминская*^, **, Ф. М. Ибатуллин*, М. Г. Петухов*^, ***, К. С. Бобров*^{, #}

^#Эл. почта: [email protected]

*ФГБУ “Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова научно-исследовательского центра “Курчатовский институт”, Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина, Орлова роща, 1;
**ФГАОУ ВО “Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого”, Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29;
***ФГБУ “Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова” Министерства здравоохранения Российской Федерации, Россия, 197758, Санкт-Петербург, поселок Песочный, ул. Ленинградская, д. 70

Поступила в редакцию 03.02.2020 г. После доработки 27.02.2020 г. Принята к публикации 28.02.2020 г.

DOI: 10.31857/S0132342320040132

Сульфатазы катализируют реакцию гидролиза эфиров серной кислоты и играют ключевую роль в ряде биологических процессов как высших эукариот, так и прокариот. По литературным данным для осуществления катализа некоторым представителям этой группы ферментов требуется посттрансляционная модификация остатков серина или цистеина в активном центре в уникальную аминокислоту Cα-формилглицин. Тем не менее, подтверждено, что даже в отсутствии данной модификации некоторые сульфатазы способны катализировать реакцию гидролиза сульфоэфиров. В настоящей работе были проведены исследования структурно-функциональных особенностей активной рекомбинантной сульфатазы из мицелиального гриба Fusarium proliferatum LE1, содержащей в активном центре каталитический остаток цистеина, не подвергшийся модификации. Впервые была построена теоретическая атомарная модель фермента, определена структурная организация его активного центра и выявлены ключевые аминокислотные остатки, принимающие участие в связывании п-нитрофенил сульфата и катализирующие его гидролиз. Точечные аминокислотные замены выявленных остатков привели к инактивации фермента. В частности, мутантные формы фермента с заменой каталитического цистеина на серин и треонин, содержащие гидроксильную группу в боковой цепи, полностью утрачивали активность, что свидетельствует о непосредственном участии меркаптогруппы цистеина в реакции гидролиза.

Ключевые слова: сульфатаза, Cα-формилглицин, пост-трансляционная модификация, фермент-субстратный комплекс

Биоорг. химия 2020, 46 (4): 425-434