350 руб
Журнал «Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии» №8 за 2013 г.
Статья в номере:
Биосинтез трансмембранного фотопреобразующего белка [2Н]бактериородопсина, меченного дейтерием по остаткам ароматических аминокислот [2,3,4,5,6-<sup>2</sup>H<sub>5</sub>]PHE, [3,5-<sup>2</sup>H<sub>2</sub>]TYR и [2,4,5,6,7-<sup>2</sup>H<sub>5</sub>]TRP
Ключевые слова: Halobacterium halobium [2 3 4 5 6-<sup>2</sup>H<sub>5</sub>]Phe [3 5-<sup>2</sup>H<sub>2</sub>]Tyr [2 4 5 6 7-<sup>2</sup>H<sub>5</sub>]Trp [2Н]бактериородопсин биосинтез масс-спектрометрия ЭУ
Авторы:
О.В. Мосин - к.х.н., науч. сотрудник, Московский государственный университет прикладной биотехнологии. E-mail: mosin-oleg@yandex.ru В.И. Швец - д.х.н., профессор, академик РАМН, проректор, Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова. E-mail: mitht@mitht.ru Д.А. Складнев - д.б.н., вед. науч. сотрудник, Государственный научно-исследовательский института генетики и селекции промышленных микроорганизмов (Москва). E-mail: genetika@genetika.ru И.И. Игнатов - доктор наук, Европейская академия естественных наук (Ганновер, ФРГ), профессор, директор научно-исследовательского центра медицинской биофизики (София), Болгария. E-mail: mbioph@dir.bg
Аннотация:
Разработан метод микропрепаративного синтеза фотопреобразующего трансмембранного белка бактериородопсина (выход 8...10 мг), меченного дейтерием по остаткам функционально важных аминокислот ? [2,3,4,5,6-2H5]Phe, [3,5-2H2]Tyr и [2,4,5,6,7-2H5]Trp, что важно для наноиндустрии новых современных отечественных фотопреобразующих наноматериалов и биомолекулярной электроники. Белок выделен из мембран экстремальных фотоорганогетеротрофных галобактерий Halobacterium halobium лизисом клеток в дистиллированной воде, обработкой клеток ультразвуком при 22 кГц, спиртовой экстракцией низко- и высокомолекулярных примесей, клеточной РНК, каротиноидов и липидов, с последующей солюбилизацией конечного продукта 0,5 %-ным додецилсульфатом натрия (ДДС-Na) и фракционированием метанолом. Гомогенность синтезируемого 2Н-меченого бактериородопсина и селективность включения дейтерия в молекулу исследованы комбинацией методов разделения и анализа белка, включая электрофорез в 12,5 %-ном полиакриламидном геле (ПААГ) с 0,1 %-ным ДДС-Na, гель-проникающую хроматографию на сефадексе G-200, обращенно-фазовую ВЭЖХ, масс-спектрометрию электронного удара (ЭУ) метиловых эфиров N-(диметиламино)нафтален-1-сульфонил хлоридных (дансильных) производных аминокислот.
Страницы: 29-39
Список источников

  1. Oesterhelt D., Stoeckenius W. Rhodopsin-like protein from the purple membrane of Halobacterium halobium // Nature. 1971. V. 233. № 89. P. 149-160.
  2. Oesterhelt D. The Structure and Mechanism of the Family of Retinal Proteins from Halophilic Archaea  // Structural Biology. 1988. V. 8. P. 489-500.
  3. Мосин O.В., СкладневД.А., ШвецВ.И.  Включение дейтерированных ароматических аминокислот в молекулу бактериородопсина Halobacterium halobium // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т. 35. № 1. C. 34-42.
  4. Grigorieff N. Electron-crystallographic refinement of the structure of bacteriorhodopsin // Journal of Molecular Biology. 1996. V. 259. P. 393-421.
  5. Haupts U., Tittor J., Oesterhelt D. Closing in on Bacteriorhodopsin: Progress in Understanding the Molecule // Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 1999. V. 28. P. 367-399.
  6. Haupts U., Tittor J., Bamberg E., Oesterhelt D. General Concept for Ion Translocation by Halobacterial Retinal Proteins: The Isomerization/Switch/Transfer Model // Biochemistry. 1997. V. 36. № 2-7. P. 78-85.
  7. Lanyi J.K. Understanding structure and function in the light-driven proton pump bacteriorhodopsin // Journal of Structural Biology. 1998. V. 124. P. 164-178.
  8. Hampp N., Oesterhelt D. Bacteriorhodopsin and its Potential in Technical Applications / in: Nanobiotechnology (Ch. Niemeyer and C. Mirkin, eds.). Weinheim: Wiley-VCH-Verlag. 2004. P. 146-167.
  9. Vought B.W.,Birge R.R. (eds.) Molecular electronics and hybrid computers / in: Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering. NewYork: Wiley-Interscience. 1999. P. 477-490.
  10. Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Швец В.И. Масс-спектрометрическая оценка уровня включения 2Н и 13С в молекулы аминокислот бактериальных объектов // Биоорганическая химия. 1996. Т. 22. № 10-11. С. 856-869.
  11. Mosin O.V., Karnaukhova E.N., Pshenichnikova A.B., Reshetova O.S. Electron impact mass-spectrometry in bioanalysis of stable isotope labeled bacteriorhodopsin / in: 6th Intern. Conf. on Retinal proteins. Leiden: Elsevier Verlag. 1994. 115 p.
  12. Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Швец В.И. Методы получения аминокислот и белков, меченных стабильными изотопами 2Н, 13С, 15N, 18O // Биотехнология. 1996. №10. С. 24-40.
  13. Neugebauer D.Ch., Zingsheim H.P., Oesterhelt D. Recrystallization of the Purple Membrane in vivo and in vitro // Journal Molecular Biology. 1978. V. 123. P. 247-257.
  14. Rudiger M., Tittor J., Gerwert K., Oesterhelt D. Reconstitution of Bacteriorhodopsin from the Apoprotein and Retinal Studied by Fourier-transformed Infrared Spectroscopy // Biochemistry. 1997. V. 36. P. 4867-4874.
  15. Nonella M., Windemuth A., Schulten K. Structure of Bacteriorhodopsin andin situ isomerization of retinal: A molecular dynamics study // Journal Photochem. Photobiol. 1991. V. 54. № 6. P.937-948.
  16. Звонкова Е.Н., Зотчик Н.В., Филиппович Е.И., Митрофанова Т.К., Мягкова Г.И., Серебренникова Г.А. Химия биологически активных природных соединений. М.: Химия. 1970. С. 65-68.
  17. Penke B., Ferenczi R., Kovács K. A new acid hydrolysis method for determining tryptophan in peptides and proteins. // Analytical Biochemistry. 1974. V. 60. № 1. P. 45-50.
  18. Liu T. Y, Chang Y. H. Hydrolysis of proteins with p-toluenesulfonic acid. Determination of tryptophan. // J. Biol. Chem. 1971. V. 246. № 9. P. 2842-2848.
  19. Пшеничникова А.Б., Карнаухова Е.Н., Звонкова Е.Н., Швец В.И. Методы получения дейтерированных аминокислот // Биоорганическая химия. 1995. Т. 21. № 3. С. 163-178.
  20. Егорова Т.А., Мосин О.В., Еремин С.В., Карнаухова Е.Н., Звонкова Е.Н., Швец В.И. Разделение аминокислот белковых гидролизатов природных объектом методом ВЭЖХ в вие карбобензоксипроизводных // Биотехнология. 1993. № 8. С. 21-25.