350 руб
Журнал «Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии» №2 за 2014 г.
Статья в номере:
Биосинтез [2H]фенилаланина разного уровня дейтерированности факультативной метилотрофной бактерией Brevibacterium methylicum с РМФ-циклом ассимиляции углерода
Ключевые слова: Brevibacterium methylicum L-фенилаланин биосинтез тяжелая вода масс-спектрометрия ЭУ
Авторы:
О.В. Мосин - к.х.н., науч. сотрудник, Московский государственный университет прикладной биотехнологии. E-mail: mosin-oleg@yandex.ru И.И. Игнатов - доктор наук Европейской академии естественных наук (Ганновер), профессор, директор научно-исследовательского центра медицинской биофизики (София), Болгария. E-mail: mbioph@dir.bg
Аннотация:
На примере L-фенилаланинсекретирующего штамма аэробных грамположительных факультативных метилотрофных бактерий Brevibacterium methylicum, ассимилирующих метанол по рибулозо-5-монофосфатному (РМФ) циклу ассимиляции углерода, исследованы перспективы биотехнологического использования метилотрофных бактерий для препаративного микробиологического синтеза аминокислот, меченных дейтерием (2Н), чтобы проводить биомедицинскую диагностику и клинические исследования. Представлены данные по адаптации штамма В. methylicum к максимальной концентрации дейтерия в среде культивирования с 98 % 2Н2O и 2 % [2Н]метанолом и синтезу [2Н]фенилаланина разного уровня дейтерированности. Разработанный метод микробиологического синтеза позволяет получать [2Н]фенилаланин разного уровня дейтерированности в зависимости от концентрации 2Н2O в ростовой среде: от 17 % (2 ат. 2Н) (на среде с 24,5 % 2Н2О) до 75 % (6 ат. 2Н) (на среде с 98 % 2Н2О) с включением дейтерия в бензильный С6Н5СН2-фрагмент молекулы, что подтверждено данными масс-спектрометрического анализа электронного удара (ЭУ) метиловых эфиров N-(диметиламино)нафтален-1-сульфонил хлоридных (дансильных) производных [2Н]фенилаланина, выделенных из КЖ штамма-продуцента в различных экспериментальных условиях.
Страницы: 53-65
Список источников

  1. LeMaster D.M. Uniform and selective deuteration in two-dimensional NMR studies of proteins // Annu. Rev. Biophys. Chem. 1990. V. 19. № 2. P. 243-266.
  2. Vertes A. Physiological effects of heavy water. Elements and isotopes: formation, transformation, distribution.Dordrecht: Kluwer Acad. Publ. 2004. 119 p.
  3. Crespi H.L. Biosynthesis and uses of per-deuterated proteins. Synthesis and Applications of Isotopically labeled Compounds. Proceedings of the Second International Symposium. New York: Elsevier. 1986. 115 p.
  4. MacCarthy P.Infrared spectroscopy of deuterated compounds: an undergraduate experiment // J. Chem. Educ 1986. V. 62(7). P. 633?638.
  5. 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. V. 22.№ 10-11. P. 856-869.
  6. Kushner D.J., Baker A., Dunstall T.G. Pharmacological uses and perspectives of heavy water and deuterated compounds // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999. V. 77. № 2. P. 79-88.
  7. Складнев Д.А., Мосин О.В., Егорова Т.А., Еремин С.В., Швец В.И. Метилотрофные бактерии - источники изотопномеченых 2Н- и 13С-аминокислот // Биотехнология. 1996. № 5. С. 25-34.
  8. Мосин О.В. Изучение методов биотехнологического поолучения белков, аминокислот и нуклеозидов, меченных стабильными изотопами 2H, 13C и 15N с высокими степенями изотопного обогащения: Дисс. ... канд. хим. наук. М.: МГАТХТ им. М.В. Ломоносова. 1996. Р. 1-135.
  9. Dewick P.M. Medicinal Natural Products: a Biosynthetic Approach. NewYork: John Wiley & Sons Ltd. 2009. 161 p.
  10. KarnaukhovaE.N., Mosin O.V., Reshetova O.S. Biosynthetic production of stable isotope labeled amino acids using methylotroph Methylobacillus flagellatum // Amino Acids. 1993. V. 5. № 1. P. 125.
  11. Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Юркевич А.М., Швец В.И. Изучение биосинтеза аминокислот штаммом Brevibacteriummethylicum при росте на средах, содержащих тяжелую воду и дейтерометанол // Биотехнология. 1996. № 3. С. 3-12.
  12. Мосин О.В., Карнаухова Е.Н., Пшеничникова А.Б., Складнев Д.А., Акимова О.Л. Биосинтетическое получение дейтерий­меченого фенилаланина, секретируемого метилотрофным мутантом Brevibacteriummethylicum // Биотехнология. 1993. № 9. С. 16-20.
  13. Boer L. de, Harder W., Dijkhuizen L. Phenylalanine and Tyrosine Metabolism in the Facultative Methylotroph Nocardia sp. 239 // Arch. Microbiol. 1998. V. 149. P. 459-465.
  14. Roberts C.W. The shikimate pathway and its branches in apicomplexan parasites // J. Infect. Dis. 2002. V. 185 № 1. P. 25-36.
  15. Бохински Р. Современные воззрения в биохимии. 2 изд.:  пер. с англ. М.: Мир. 1987. 115 c.
  16. RouseB., AzenB., KochR., Matalon R., Hanley W., de la Cruz, F. et al. Maternal phenylketonuria collaborative study (MPKUCS) offspring: Facial anomalies, malformations, and early neurological sequelae // American Journal of Medical Genetics. 1997. V. 69. № 1. P. 89-95.
  17. Mosin O.V., Skladnev D.A., Shvets V.I. Biosynthesis of 2H-labeled phenylalanine by a new methylotrophic mutant Brevibacterium methylicum // Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 1998. V. 62. № 2. P. 225-229.
  18. Мосин О.В., Игнатов И. Изотопные эффекты дейтерия в клетках бактерий и микроводорослей при росте на тяжелой воде (D2O) // Вода: Химия и Экология. 2012. № 3. С. 83?94.
  19. Троценко Ю.А. Биохимия и физиология метилотрофных микроорганизмов. Сб. научн. стат. АН СССР. Пущино: Институт биохимии и физиологии микроорганизмов. 1987. 98 с.