Kooperativita složek systému cytochromů P450 a ovlivnění metabolismu léčiv a karcinogenů

Abstract

Systém oxidas se smíšenou funkcí (MFO systém) hraje důležitou roli v metabolismu mnoha endogenních látek a xenobiotik (např. karcinogenů, léčiv). Membránové hemoproteiny nazývané cytochromy P450 jsou zásadní složkou tohoto systému. Reakce katalyzované cytochromy P450 jsou ovlivňovány působením jiného proteinu MFO systému, a to cytochromem b5 (cyt b5). Mechanismus, jakým cyt b5 působí, ještě nebyl zcela objasněn. Jednou z možností studia této protein-proteinové interakce je metoda kovalentního síťování. Záměnou methioninu ve struktuře cyt b5 za jeho foto-aktivovatelný analog (foto-methionin) je možné připravit analog cyt b5 (foto-cyt b5), který po aktivaci UV zářením kovalentně váže cytochrom P450 v membránovém prostředí. Tato práce se zabývá expresí a izolací rekombinantního analogu cyt b5 s pouze jednou pozicí pro methionin (96) v primární struktuře proteinu a jeho substitucí za foto-methionin. Protein byl purifikován s výtěžkem 6 mg na 1 l bakteriální suspenze. Analýza hmotnostní spektrometrií (MALDI-TOF/TOF) ukázala, že methionin byl v sekvenci substituován foto-reaktivním analogem z asi 30 % (pokrytí sekvence 77 %). Foto- cyt b5 byl použit k fixování transientní protein-proteinové interakce s cytochromem P450 2B4 (CYP2B4). Foto-cyt b5 byl rekonstituován v lipidovém systému s CYP2B4 a...

The system of mixed-function oxidases (MFO system) has a significant role in metabolism of many endogenous compounds, as well as xenobiotics (for ex. karcinogens, drugs). Membrane-bound haemoproteins called cytochromes P450 are a vital part of that system. Reactions catalyzed by cytochromes P450 are influenced by another protein of the MFO system, cytochrome b5. The mechanism of this cyt b5 agency has not yet been fully described. One of methods used for study of this protein-protein interaction is covalent cross- linking. By replacing one of three methionines in the cyt b5 structure by a photo-reactive analogue (photo-methionine), an analogue of cyt b5 (photo-cyt b5) can be obtained. When activated by UV radiation, the protein covalently bonds cytochrome P450 in a membrane environment. This paper focuses on expression and isolation of a recombinant cyt b5 analogue with only one methionine position (96) in the protein structure and substitution by photo-methionine. Protein was purified in a yiedl of 6 mg from 1 liter of baterial suspension. Analysis by mass spectrometry (MALDI-TOF/TOF) showed methionine to have been substituted by the photo-reactive analogue in approx. 30 %. Photo-cyt b5 was used to fixate transient protein-protein interactions with cytochrome P450 2B4 (CYP2B4). Photo-cyt b5 was...