Исследование процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ
Большинство бактериальных Ь-аспарагиназ является гомотетрамером с четырьмя активными центрами. Если учесть тот факт, что их активный центр формируется в области контакта между двумя субъединицами, то очевидна роль олигомеризации Ь-аспарагиназы в процессе формирования ее активных центров и, как следствие, в ее субстратной специфичности. Димер Ь-аспарагиназы, имея два активных центра, не способен… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
- Цель и задачи исследования
- Научная новизна работы
- Практическая значимость исследования
- Апробация работы
- Структура и объем диссертации
- 1. Обзор литературы
- 1. 1. Бактериальные Ь-аспарагиназы
- 1. 1. 1. Строение, активный центр, механизм действия и 12 субстратная специфичность
- 1. 1. 2. Влияние рН и температуры на кинетические 22 параметры бактериальных Ь-аспарагиназ
- 1. 1. 3. Бактериальные Ь-аспарагиназы в медицине
- 1. 1. 4. Модифицированные формы Ь-аспарагиназы
- 1. 2. Белок-белковые взаимодействия
- 1. 2. 1. Классификация белок-белковых взаимодействий
- 1. 2. 2. Характеристика интерфейса в белок-белковом 30 комплексе
- 1. 2. 3. Методы исследования белок-белковых 35 взаимодействий
- 1. 2. 4. Белок-белковые взаимодействия как мишени для 39 разработки новых лекарственных средств
- 1. 3. Оптический биосенсор В1асоге
- 1. 3. 1. Поверхностный плазмонный резонанс
- 1. 3. 2. Оптический биосенсор В1асоге 3000 в
- 1. 1. Бактериальные Ь-аспарагиназы
- 1. 4. Биоинформатика
- 1. 4. 1. Виртуальное аланиновое сканирование
- 1. 4. 2. Protein Data Bank
- 2. 1. Экспериментальная часть
- 2. 1. 1. Реагенты
- 2. 1. 2. Эксперименты по изучению процесса олигомеризации L-аспарагиназы Erw. carotovora
- 2. 1. 3. Иммобилизация L-аспарагиназы Erw. carotovora на поверхности оптического чипа СМ
- 2. 1. 4. Эксперименты по изучению специфичности процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ
- 2. 2. Биоинформационная часть
- 2. 2. 1. Исходные данные для молекулярного моделирования
- 2. 2. 2. Использованное программное обеспечение
- 3. 1. Иммобилизация L-аспарагиназы из Erw. carotovora и мониторинг процессов ее диссоциации и олигомеризации
- 3. 2. Моделирование L-аспарагиназы из Erw. carotovora
- 3. 3. Анализ поверхности тетрамеров L-аспарагиназы для предсказания ориентации тетрамеров фермента на поверхности чипа
- 3. 4. Оценка площади поверхности интерфейса между димерами L-аспарагиназы (Erw. chrysanthemi и Erw. carotovora)
- 3. 5. Оценка энергии взаимодействия между димерами АС и BD, а также между субъединицами в этих димерах {Erw. chrysanthemi и Erw. carotovora)
- 3. 6. Определение аминокислотных остатков, образующих интерфейс между димерами АС и BD в тетрамере L-аспарагиназы Erw. carotovora
- 3. 7. Экспериментальная оценка специфичности процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ
- 3. 8. Построение трехмерных моделей L-аспарагиназ из Н. pylori J99 и Н. pylori 26 695 и их оптимизация
- 3. 9. Построение трехмерной модели химерных тетрамеров L-аспарагиназ и их оптимизация
- 3. 10. Оценка энергии взаимодействия между субъединицей, А и тримером BCD в полученных моделях химерных тетрамеров L-аспарагиназ
- 3. 11. Определение аминокислотных остатков, образующих интерфейс между субъединицей, А и тримером BCD в химерных тетрамерах L-аспарагиназ и их диких формах
Список сокращений
ББВ — белок-белковые взаимодействия
ППР — поверхностный плазмонный резонанс
ВИЧ — вирус иммунодефицита человека
PDB — Protein Data Bank
ЯМР — ядерный магнитный резонанс
VMD — Visual Molecular Dinamics
SPL — SYBYL’s Programming Language
NMR — nuclear magnetic resonance
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота
РНК — рибонуклеиновая кислота wwPDB — world wide Protein Data Bank
EDC — 1-этил-3[(3-диметиламино)пропил]карбодиимид
ЭДТА — этилендиаминтетрауксусная кислота
HEPES -К-(2-гидроксиэтил)пиперазин-1Р-этан сульфоновая кислота
NHS — N-гидроксисукцинимид
LGA- Local-Global Alignment
RMSD — среднеквадратичное отклонение
Исследование процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Бактериальные L-аспарагиназы (L-аспарагинамидогидролаза КФ 3.5.1.1) используются в терапии опухолевых заболеваний и считаются одним из самых эффективных средств при лечении острого лимфобластного лейкоза. Объектом действия L-аспарагиназы является периплазматический L-аспарагин, ее главный субстрат. Снижение периплазматической концентрации L-аспарагина приводит в результате к снижению его количества внутри клетки. В отличие от нормальных клеток в лейкозных клетках экспрессия L-аспарагинсинтетазы выражена слабо или отсутствует вовсе. Поэтому опухолевые клетки не могут отреагировать адекватно на снижение внутриклеточного уровня L-аспарагина, в то время как в нормальных клетках уровень L-аспарагина своевременно восполняется. В свою очередь нехватка этой аминокислоты приводит к ингибированию белкового синтеза в клетке, что в итоге вызывает ее апаптоз. Более того, L-аспарагиназа действует исключительно в периплазматическом пространстве без проникновения внутрь клетки, что принципиально отличает механизм ее действия от прочих противоопухолевых препаратов [201].
Однако, продолжительная терапия с использованием препаратов бактериальных L-аспарагиназ сопровождается большим количеством побочных эффектов вплоть до развития анафилактического шока. С учетом токсического действия разных препаратов бактериальных L-аспарагиназ к клиническому применению в настоящий момент допущены лишь две L-аспарагиназы бактериального происхождения, а именно L-аспарагиназы из Esherichia coli и Erwinia chrysanthemi. Согласно общепринятому мнению, токсический эффект бактериальных L-аспарагиназ является следствием проявления этими ферментами глутаминазной активности. Другой причиной токсического эффекта бактериальных L-аспарагиназ по мнению ряда исследователей является ß—аспартилпептидная активность этих ферментов [77]. Более того, считается, что из-за мультисубъединичной структуры бактериальные.
Ь-аспарагиназы вызывают аллергическую реакцию у пациентов в процессе энзимотерапии их препаратами [52].
Большинство бактериальных Ь-аспарагиназ является гомотетрамером с четырьмя активными центрами. Если учесть тот факт, что их активный центр формируется в области контакта между двумя субъединицами, то очевидна роль олигомеризации Ь-аспарагиназы в процессе формирования ее активных центров и, как следствие, в ее субстратной специфичности. Димер Ь-аспарагиназы, имея два активных центра, не способен расщеплять Ь-аспарагин, и лишь только тетрамер Ь-аспарагиназы обладает такой активностью [45, 85, 89, 90, 99, 104 156]. Несмотря на широкий интерес, проявляемый на протяжении многих лет к Ь-аспарагиназе, в литературе практически отсутствуют какие либо данные по олигомеризации этого фермента.
На сегодняшний день существует множество доступных методов, с помощью которых возможно исследование белок-белковых взаимодействий и, в частности, олигомеризации мультисубъединичных белков. Многие экспериментальные подходы позволяют регистрировать белок-белковые взаимодействия в широком диапазоне концентраций, однако не все дают возможность оценивать стехиометрию образующихся комплексов.
Существуют также биоинформационные подходы, позволяющие предсказывать возможность белок-белковых взаимодействий, оценивать устойчивость образующихся белковых комплексов, определять специфические контактные участки в белок-белковых взаимодействиях и т. д.
Совместное использование экспериментальных и биоинформационных методов дает возможность более эффективно решать различные задачи, направленные на исследование белок-белковых взаимодействий и, в частности, процесса олигомеризации мультисубъединичных белков.
Цель и задачи исследования
.
Цель работы состояла в определении молекулярных основ и специфичности белок-белковых взаимодействий при олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Построить модели пространственных структур L-аспарагиназ Erw. carotovora, Helicobacter pylori J99 и Helicobacter pylori 26 695, а также модели химерных тетрамеров, образующихся в экспериментах по исследованию специфичности процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ.
2. Выполнить сравнительный молекулярно-графический анализ области контакта между субъединицами для L-аспарагиназ из Erwinia carotovora и Erw. chrysanthemi и для моделей химерных тетрамеров.
3. Разработать методику иммобилизации, диссоциации и восстановления олигомерной структуры бактериальных L-аспарагиназ на поверхности оптического чипа для экспериментального изучения олигомеризации данных ферментов с помощью технологии оптического биосенсора.
4. Оценить специфичность процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ с помощью оптического биосенсора Biacore 3000.
Научная новизна работы.
Впервые был исследован процесс олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ с помощью комбинации методов молекулярного моделирования и технологии оптического биосенсора.
Были построены модели тетрамеров L-аспарагиназ из Я. pylori J99 и Н. pylori 26 695, для которых на данный момент отсутствуют кристаллографические данные.
Для L-аспарагиназ из Е. coli и из Erw. carotovora были определены ключевые аминокислотные остатки контактных областей субъединиц, определяющие стабильность тетрамерного комплекса L-аспарагиназы.
Практическая значимость исследования.
Результаты, полученные в работе, могут служить основой для разработки модифицированных форм L-аспарагиназы. С одной стороны, тетрамеры модифицированных L-аспарагиназ могут быть более устойчивыми в плазме крови человека, что означает пролонгированное действие препарата, и, как следствие, позволяет снижать его лечебные дозы, вводимые пациентам. С другой стороны, разработка новых препаратов L-аспарагиназ может идти по пути снижения молекулярного веса активной формы этого белка, т. е. за счет получения активных димеров, не агрегирующих в комплексы более высокого порядка, что значительно снизит иммунную реакцию организма пациента.
Разработанная методика иммобилизации и мониторинга процессов диссоциации и олигомеризации бактериальных L-аспаргиназ в дальнейщем может быть успешно использована в работах с другими олигомерными белками.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы были доложены на международной школе-конференции молодых ученых «Системная биология и биоинженерия» (Москва, 2005), на V Международной конференции «Bioinformatics of genome regulation and structure» (Новосибирск, 2006), на научной конференции ГУ НИИ биомедицинской химии РАМН (Москва, 2007). По материалам диссертации опубликовано 3 статьи.
Структура и объем диссертации
.
Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав обзора литературы, главы «Материалы и методы», 11-й глав раздела «Результаты и их обсуждение», выводов и списка цитируемой литературы, включающего 202 источника. Работа изложена на 131 странице текста, содержит 33 рисунка и 20 таблиц.
4. Выводы.
1. На примере моделирования трехмерной структуры L-аспарагиназы Erw. carotovora показана высокая эффективность моделирования по гомологии структур новых L-аспарагиназ. Построены и оптимизированы модели пространственной структуры L-аспарагиназ из Н. pylori J99 и Н. pylori 26 695.
2. Молекулярно-графический анализ интерфейса между димерами АС и BD в тетрамерном комплексе L-аспарагиназы из Е. carotovora показал, что высокая прочность комплекса обеспечивается преимущественно электростатическими взаимодействиями типа «солевой мостик». Экспериментально на оптическом биосенсоре была подтверждена высокая прочность тетрамеров данного фермента (константа скорости диссоциациипорядка 6−10″ 6 с" 1).
3. Методом виртуального аланинового сканирования выявлены ключевые аминокислотные остатки в интерфейсе между димерами АС и BD в тетрамере L-аспарагиназы из Erw. carotovora.
4. В экспериментах на оптическом биосенсоре показана высокая специфичность процесса олигомеризации бактериальных L-аспарагиназ. С помощью компьютерного моделирования химерных структур тетрамеров L-аспарагиназ показана низкая устойчивость комплексов, собранных из субъединиц разных бактериальных L-аспарагиназ.
Список литературы
- Abola Е.Е., Manning N.O., Prilusky J., Stampf D.R. and Sussman J.L. The Protein Data Bank: Current Status and Future Challenges // J. Res. Natl. 1.st. Stand. Technol. — 1996. — V. 101, № 3. — P. 231−241.
- Aghaiypour K., Wlodawer A. and Lubkowski J. Structural Basis for the Activity and Substrate Specificity of Erwinia chrysanthemi L-asparaginase // Biochemistry. 2001. — V. 40. — P. 5655−5664.
- Aghaiypour K., Wlodawer A., Lubkowski J. Do bacterial L-asparaginases utilize a catalytic triad Thr-Tyr-Glu? // Biochimica et Biophysica Acta. -2001.-V. 1550.-P. 117−128.
- Apweiler R., Bairoch A., Wu C.H. Protein sequence databases // Curr. Opin. Chem. Biol. 2004. — V. 8. — P. 76−80.
- Arnstein H.R.V., Barwick C.W., Lange J.D. and Thomas H.D.J. Control of protein synthesis by amino acid supply. The effect of asparagine deprivation on the translation of messenger RNA in reticulocyte lysates // FEBS. 1986. -V. 194, № l.-P. 146−150.
- Asthagiri D., Paliwal A., Abras D., Lenhoff A.M., Paulaitis M.E. A consistent experimental and modeling approach to light-scattering studies of protein-protein interactions in solution // Biophys. J. 2005. — V. 88, № 5. -P. 3300−3309.
- Athanassiadou F., Kourti M., Papageorgiou Т., Stamou M., Makedou A. and Boufidou A. Severe hyperlipidemia in a child with acute lymphoblastic leukemia treated with L-asparaginase and prednisone // Pediatrics International. 2004. — V. 46. — P. 743−744.
- Atkins C.A., Pate S.J. and Sharkey PJ. Asparaginase metabolism key to the nitro-gen nutrition of developing legume seeds // Plant. Physiol. — 1975. — V. 56.-P. 807−812.
- Aung H.-P., Bocola M., Schleper S. N, Rohm K.-H. Dynamics of a mobile loop at the active site of Escherichia coli asparaginase // Biochimica et Biophysica Acta. 2000. — V. 1481 — P. 349−359.
- Austin D.J., Crabtree G.R., Schreiber S.L. Proximity versus allostery: the role of regulated protein dimerization in biology // Chem. Biol. 1994. — V. 1, № 3.-P. 131−136.
- Balbo A., Minor K.H., Velikovsky C.A., Mariuzza R.A., Peterson C.B., Schuck P. Studying multiprotein complexes by multisignal sedimentation velocity analytical ultracentrifugation // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 2005. -V. 102, № 1,-P. 81−86.
- Bendtsen J.D., Nielsen H, Von Heijne G., Brunak S. Improved prediction of signal peptides: SignalP 3.0 // J. Mol. Biol. 2004. — V. 340. — P. 783−795.
- Berman H., Henrick K., Nakamura H. and Markley J.L. The worldwide Protein Data Bank, № wwPDB): ensuring a single, uniform archive of PDB data // Nucleic Acids Research. 2007. — V. 35. — P. D301-D303.
- Berman H.M., Henrick K. and Nakamura H. Announcing the worldwide Protein Data Bank // Nature Struct. Biol. 2003. — V. 10. — P. 980.
- Berman H.M., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G., Bhat T.N., Weissig H., Shindyalov I.N., Bourne P.E. The Protein Data Bank // Nucleic Acids Res. -2000. V. 28. — P. 235−242.
- Bernstein F.C., Koetzle T.F., Williams G.J.B. Meyer E.F., Brice M.D., Rodgers J.R., Kennard O., Shimanouchi T. and Tasumi M. Protein Data Bank: a computer-based archival file for macromolecular structures // J. Mol. Biol. 1977. — V. 112. — P. 535−542.
- Betts M.J., Sternberg M.J. An analysis of conformational changes on protein-protein association: implications for predictive docking // Protein Eng. 1999. — V. 12, № 4. — P. 271−283.
- Borek D. and Jaskolski M. Sequence analysis of enzymes with asparaginase activity // Acta Biochimica Polonica. 2001. — V. 48, № 4. — P. 893−902.
- Bourne P.E., Westbrook J. and Berman H.M. The Protein Data Bank and lessons in data management // Briefings in Bioinformatics. 2004. — V. 5, № l.-P. 23−30.
- Brandts J.F., Lin L.N. Study of strong to ultratight protein interactions using differential scanning calorimetry // Biochemistry. 1990. — V. 29, № 29. — P. 6927−6940.
- Bright F.V. Bioanalytical applications of fluorescence spectroscopy // Anal. Chem. 1988. — V. 60, № 18. — P. 1031A-1039A.
- Bussolati 0., Belletti S., Uggeri J., Gatti R., Orlandini G., Dall’asta V. and Gazzola G.C. Characterization of apoptotic phenomena induced by treatment with L-asparaginase in NIH3T3 cells // Experimental Cell Research. 1995. -V. 220.-P. 283−291.
- Cammack K.A., Marlborough D.I. and Miller D.S. Physical properties and subunit structure of L-asparaginase isolated from Erwinia carotovora II Biochem. J. 1972. — V. 126. — P. 361−379.
- Campbell H.A., Mashburn L.T. L-Asparaginase EC-2 from Escherichia coli. Some substrate specificity characteristics // Biochemistry. 1969. — V. 8, № 9.-P. 3768−3775.
- Campbell H.A., Mashburn L.T., Boyse E.A., Old L.J. Two L-asparaginases from Escherichia coli B. Their separation, purification and antitumor activity // Biochemistry. 1967. — V. 6, № 3. — P. 721−730.
- Case D.A., Cheatham T.E., Darden T., Gohlke H., Luo R., Merz K.M., Onufriev A., Simmerling C., Wang B., Woods R. The Amber biomolecular simulation programs // J. Comput. Chem. 2005. — V. 26, № 16. — P. 1668−1688.
- Case D.A., Darden T.A., Cheatham T.E. Ill, Simmerling C.L., Wang J., Duke R.E., Luo R., Merz K.M., Wang B., Pearlman D.A., Crowley M., Brozell S., Tsui V., Gohlke H., Mongan J., Hornak V., Cui G., Beroza P., Schafmeister
- C., Caldwell J.W., Ross W.S. and Kollman P.A. AMBER 8 // University of California San Francisco, 2004 .
- Chothia C. Hydrophobic bonding and accessible surface area in proteins // Nature. 1974. — V. 248, № 446. — P. 338−339.
- Clemons P.A. Design and discovery of protein dimerizers // Curr. Opin. Chem. Biol. 1999.-V. 3, № l.-P. 112−115.
- Cochran A.G. Protein-protein interfaces: mimics and inhibitors // Curr. Opin. Chem. Biol. 2001. — V. 5, № 6. — P. 654−659.
- Coleman J.E. and Handschumacher R.E. Asparaginase. Stereochemistry of the active center as determined by circular dichroism of substrates // The Journal of Biological Chemistiy. 1973. — V. 248, № 5. — P. 1741−1745.
- Cooper M.A. Label-free screening of bio-molecular interactions // Anal. Bioanal. Chem. 2003. — V. 377. — P. 834−842.
- Davidson L., Brear D.R., Wingard P., Hawkins J. and Kitto G.B. Purification and properties of an L-glutaminase-L-asparaginase from Pseudomonas acidovorans II Journal of Bacteriology. 1977. — V. 129, № 3. — P. 1379−1386.
- Davies D.R., Cohen G.H. Interactions of protein antigens with antibodies // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. — V. 93, № 1. — P. 7−12.
- Derst C., Henseling J. and Rohm K.-H. Engineering the substrate specificity of Escherichia coli asparaginase II. Selective reduction of glutaminase activity by amino acid replacements at position 248 // Protein Science. -2000.-V. 9.-P. 2009−2017.
- Derst C., Wehner A., Specht V. and Rohm K.-H. States and functions of tyrosine residues in Escherichia coli asparaginase II // Eur. J. Biochem. -1994.-V. 224.-P. 533−540.
- Distasio J.A., Niederman R.A., Kafkewitz D. and Good-Man D. Purification and characterization of L-asparaginase with anti-lymphoma activity from Vibrio succinogenes II J. Biol. Chem. 1976. — V. 251. — P. 6929−6933.
- Dolowy W.C., Henson D., Cornet J., Sellin H. Toxic and antineoplastic effects of L-asparaginase. Study of mice with lymphoma and normal monkeys and report on a child with leukemia // Cancer. 1966. — V. 19. — P. 1813−1819.
- Ehrman M., Cedar H. and Schwartz J.H. L-asparaginase II of Escherichia coli. Studies of the enzymatic mechanism of action // The Journal of Biological Chemistry. 1971. — V. 246, № 1. — P. 88−94.
- Eisenhaber F., Argos P. Hydrophobic regions on protein surfaces: definition based on hydration shell structure and a quick method for their computation // Protein Eng.- 1996.-V. 9,№ 12.-P. 1121−1133.
- Frank B.H., Pekar A.H., Veros A.J. and Ho P.P.K. Crystalline L-asparaginase from Escherichia coli B. II. Physical properties, subunits and reconstitution behavior // The Journal of Biological Chemistry. 1970. — V. 245, № 14. — P. 3716−3724.
- Gilbert D. Bioinformatics software resources // Briefings in Bioinformatics. -2004.-V. 5, № 3. P. 300−304.
- Golovin A., Oldfield T.J., Tate J.G., Velankar S., Barton G.J., Boutselakis H., Dimitropoulos D., Fillon J., Hussain A., Ionides J.M. E-MSD: an integrated data resource for bioinformatics // Nucleic Acids Res. 2004. — V. 32. — P. D211-D216.
- Gomes M.A.F. and Sodek L. Allantoinase and asparaginase activities in maturing fruits of nodulated and non-nodulated soybeans // Physiol. Plant. -1984.-V. 62.-P. 105−109.
- Goodsell D.S. The molecular perspective: L-asparaginase // Stem Cells. -2005.-V. 23.-P. 710−711.
- Hahnefeld C., Drewianka S. and Herberg F.W. Determination of kinetic data using surface plasmon resonance biosensors // Methods in Molecular Medicine. 2004. — V. 94. — P. 299−320.
- Harms E., Wehner A., Aung H.-P. and Rohm K.H. A catalytic role for threonine-12 of E. coli asparaginase II as established by site-directed mutagenesis // FEBS. 1991. — V. 285, № 1. — P. 55−58.
- Hellman K., Miller D.S. and Cammack K.A. The effect of freeze-drying on the quaternary structure of l-asparaginase from Erwinia carotovora II Biochimica et Biophysica Acta. 1983. — V. 749. — P. 133−142.
- Herrmann V., Rohm K.H. and Schneider F. On the substrate specificity of L-asparaginase from E. coli II FEBS Letters. 1974. — V. 39. — P. 214−217.
- Hill J.M., Roberts J., Loeb E., Khan A., Maclellan A., Hill R.W. L-asparaginase therapy for leukemia and other malignant neoplasms // JAMA. 1967. — V. 202. — P. 882−888.
- Ho P.P.K., Milikin E.B. Multiple forms of L-asparaginase // Biochimica et Biophysica Acta. 1970. — V. 206. — P. 196−198.
- Hoelzer D., Gokbuget N., Ottmann O., Pui C.-H., Relling M.V., Appelbaum F.R., Van Dongen J.J.M. and Szczepanski T. Acute Lymphoblastic Leukemia // ASH Education Book 2002. 2002. — P. 162−192.
- Holcesberg J.S., Teller D.C., Roberts J. and Dolowy W.C. Physical properties of Acinetobacter glutaminase-asparaginase with antitumor activity // Tne Journal of Biological Chemistry. 1972. — V. 247, № 23. — P. 7750−7758.
- Homola J. Present and future of surface plasmon resonance biosensors // Anal. Bioanal. Chem. 2003. — V. 377. — P. 528−539.
- Homola J., Yee S., Myszka D. Surface Plasmon Resonance Biosensors // Optical Biosensors. 2002. — P. 207−251.
- Howard J.B. and Carpenter F.H. L-Asparaginase from Erwinia carotovora. Substrate specificity and enzymatic properties // The Journal of Biological Chemistry. 1972. — V. 247, № 4. — P. 1020−1030.
- Hubbard S.J., Argos P. Cavities and packing at protein interfaces // Protein Sci. 1994. — V. 3, № 12. — P. 2194−2206.
- Huber W., Mueller F. Biomolecular interaction analysis in drug discovery using surface plasmon resonance technology // Curr Pharm Des. 2006. — V. 12,№ 31.-P. 3999−4021.
- Iiboshi Y., Papst P.J., Hunger S.P. and Terada N. L-asparaginase inhibits the rapamycin-targeted signaling pathway // Biochemical and Biophysical Research Communications. 1999. — V. 260. — P. 534−539.
- Ivanov A.S., Veselovsky A.V., Dubanov A.V., Skvortsov V.S. Bioinformatics platform development: from gene to lead compound, // Methods. Mol. Biol. 2006. — V. 316. — P. 389−431.
- Janin J. Wet and dry interfaces: the role of solvent in protein-protein and protein-DNA recognition // Structure. 1999. — V. 7, № 12. — P. 277−279.
- Jaskolski M., Kozak M., Lubkowski J., Palm G. and Wlodawer A. Structures of two highly homologous bacterial L-asparaginases: a case of enantiomorphic space groups // Acta Crystallographica Section D. 2001. -V. 57.-P. 369−377.
- Jones S. and Thornton J.M. Principles of protein-protein interaction // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. — V. 93. — P. 13−20.
- Kelo E., Noronkoski T., Stoineva I.B., Petkov D.D., Mononen I. Beta-Aspartylpeptides as substrates of L-asparaginases from Escherichia coli and Envinia chrysanthemi IIFEBS Letters. 2002. — V. 528. — P. 130−132.
- Keskin O., Ma B. and Nussinov R. Hot regions in protein-protein interactions: the organization and contribution of structurally conserved hot spot residues // J. Mol. Biol. 2005. — V. 345, № 5. — P. 1281−1294.
- Kessel D. and Bosmann H.B. Effects of L-asparaginase on protein and glycoprotein synthesis // FEBS Letters. 1970. — V. 10, № 2. — P. 85−88.
- Keusgen M. Biosensors: new approaches in drug discovery // Naturwissenschaften. 2002. — V. 89, № 10. — P. 433−444.
- Kim D.E., Chivian D. and Baker D. Protein structure prediction and analysis using the Robetta server // Nucleic Acids Research. 2004. — V. 32. — P. 526−531.
- Kortemme T. and Baker D. A simple physical model for binding energy hot spots in protein-protein complexes // PNAS. 2002. — V. 99, № 22. — P. 14 117−14 121.
- Kortemme T. and Baker D. Computational design of protein-protein interactions // Current Opinion in Chemical Biology. 2004. — V. 8. — P. 91−97.
- Kortemme T., Kim D.E., Baker D. Computational alanine scanning of protein-protein interfaces // Sei. STKE. 2004. — V. 2004, № 219. — P. pl2.
- Kotzia G.A., Labrou N.E. Cloning, expression and characterisation of Erwinia carotovora L-asparaginase // Journal of Biotechnology. 2005. — V. 119.-P. 309−323.
- Kozak M. and Jaskolski M. Crystallization and preliminary crystallographic studies of a new crystal form of Escherichia coli L-asparaginase II (Ser58Ala mutant) // Acta Crystallographica Section D. 2000. — V. 56. — P. 509−511.
- Kozak M. and Jurga S. A comparison between the crystal and solution structures of Escherichia coli asparaginase II // Acta Biochimica Polonica. -2002.-V. 49, № 2.-P. 509−513.
- Kozak M., Borek D., Janowski R. and Jaskolski M. Crystallization and preliminary crystallographic studies of five crystal forms of Escherichia coli L-asparaginase II (Asp90Glu mutant) // Acta Crystallographica Section D. -2002. V. 58. — P. 130−132.
- Kozak M., Jaskolski M., Rohm K.H. Preliminary crystallographic studies of Y25 °F mutant of periplasmic Escherichia coli L-asparaginase // Acta Biochim. Pol. 2000. — V. 47, № 3. — P. 807−814.
- Krasotkina J., Borisova A.A., Gervaziev Y.V. and Sokolov N.N. One-step purification and kinetic properties of the recombinant L-asparaginase from Erwinia carotovora // Biotechnol. Appl. Biochem. 2004. — V. 39. — P. 215−221.
- Larsen T.A., Olson A.J., Goodsell D.S. Morphology of protein-protein interfaces // Structure. 1998. — V. 6, № 4. — P. 421 -427.
- Laskowski R.A., Macarthur M.W., Moss D.S., Thornton J.M. PROCHECK: a program to check the stereochemical quality of protein structures // J. Appl. Cryst. 1993. — V. 26. — P. 283−291.
- Lauinger C. and Ressler C. (3-cyanoalanine as a substrate for asparaginase. Stoichiometry, kinetics and inhibition // Biochimica et Biophysica Acta. -1970.-V. 198.-P. 316−323.
- Lawrence M.C., Colman P.M. Shape complementarity at protein/protein interfaces // J. Mol. Biol. 1993. — V. 234, № 4. — P. 946−950.
- Leatherbarrow R.J. and Edwards P.R. Analysis of molecular recognition using optical biosensors // Current Opinion in Chemical Biology. 1999. -V.3.-P. 544−547.
- Lebowitz J., Lewis M.S., Schuck P. Modern analytical ultracentrifugation in protein science: a tutorial review // Protein Sci. 2002. — V. 11, № 9. — P. 2067−2079.
- Liedberg B., Nylander C, and Lunstrom I. Surface plasmon resonance for gas detection and biosensing // Sensors and Actuators. 1983 — V. 4. — P. 299−304.
- Lijnzaad P., Argos P. Hydrophobic patches on protein subunit interfaces: characteristics and prediction // Proteins. 1997. — V. 28, № 3. — P. 333−343.
- Lubkowski J., Dauter M., Aghaiypour K., Wlodawer A. and Dauter Z. Atomic resolution structure of Erwinia chrysanthemi L-asparaginase // Biological Crystallography. 2003. — V. D59. — P. 84−92.
- Lubkowski J., Julius Palm G., Gilliland G.L., Derst C., Rohm K.-H. and Wlodawer A. Crystal structure and amino acid sequence of Wolinella succinogenes L-asparaginase // Eur. J. Biochem. 1996. — V. 241. — P. 201−207.
- Lubkowski J., Wlodawer A., Ammon H.L., Copeland T.D. and Swain A.L. Structural characterization of Pseudomonas 7A Glutaminase-Asparaginase // Biochemistry. 1994,-V. 33.-P. 10 257−10 265.
- Lubkowski J., Wlodawer A., Housset D., Weber I.T., Ammon H.L., Murphy K.C. and Swain A.L. Refined crystal structure of Acinetobacter glutaminasificans glutaminase-asparaginase // Acta Crystallogr. 1994. — V. D50.-P. 826−832.
- Ma B., Nussinov R. Trp/Met/Phe hot spots in protein-protein interactions: potential targets in drug design // Curr. Top Med. Chem. 2007. — V. 7, № 10.-P. 1007−1013.
- Marlborough D.I., Miller D.S., Cammack K.A. Comparative study on conformational stability and subunit interactions of two bacterial asparaginases // Biochim. Biophys. Acta. 1975. — V. 386. — P. 576−589.
- McCoy A.J., Chandana Epa V., Colman P.M. Electrostatic complementarity at protein/protein interfaces // J. Mol. Biol. 1997. — V. 268, № 2. — P. 570−584.
- McDonnell J.M. Surface plasmon resonance: towards an understanding of the mechanisms of biological molecular recognition // Current Opinion in Chemical Biology. 2001. — V. 5. — P. 572−577.
- Michnick S.W. Chemical biology beyond binary codes // Chem. Biol. 2000. -V. 7,№ 12.-P. 217−221.
- Millar D.P. Time-resolved fluorescence spectroscopy // Curr. Opin. Struct. Biol. 1996. — V. 6, № 5. — P. 637−642.
- Miller M., Mohana Rao J.K., Wlodawer A. and Gribskov M.R. A left-handed crossover involved in amidohydrolase catalysis. Crystal structure of Erwinia chrysanthemi L-asparaginase with bound L-aspartate // FEBS Letters. 1993. -V. 328, № 3,-P. 275−279.
- Morris A.L., Macarthur M.W., Hutchinson E.G. and Thornton J.M. Stereochemical quality of protein structure coordinates // Proteins. 1992. -V. 12.-P. 345−364.
- Muegge I., Schweins T., Warshel A. Electrostatic contributions to protein-protein binding affinities: application to Rap/Raf interaction // Proteins. 1998. — V. 30, № 4. — P. 407−423.
- Muller H.J., Boos J. Use of L-asparaginase in childhood ALL // Critical Reviews in Oncology/Hematology. 1998. — V. 28. — P. 97−113.
- Myszka D.G. Kinetic analysis of macromolecular interactions using surface plasmon resonance biosensors // Curr. Opin. Biotechnol. 1997. — V. 8. — P. 50−57.
- Nagata, K. Real-time analysis of biomolecular interactions / K. Nagata, H. Handa. Springer, 2000. -256 p.
- Nemova G. and Kashyap R. Theoretical model of a planar integrated refractive index sensor based on surface plasmon-polariton excitation // Optics Communications. 2007. — V. 275, № 1. — P. 76−82.
- Nishimura Y., Makino H., Takenaka O. and Inada Y. Amino acid residues in asparaginase (Escherichia coli hap) associated with its enzymic activity // Biochimicaet Biophysica Acta. 1971.-V. 227.-P. 171−179.
- Novak E.K. and Phillips A.W. L-glutamine as a substrate for L-asparaginase from Serratia marcescens II Journal of Bacteriology. 1974. — V. 117, № 2. -P. 593−600.
- Oettgen H.F., Old L.J., Boyse E.A., Campbell H.A., Philips F.S., Clarkson B.D., Tallal L, Leeper R.D., Schwartz M.K., Kim J.H. Inhibition of leukemias in man by L-asparaginase // Cancer Res. 1967. — V. 27. — P. 2619−2631.
- O’leary M.H., Mattes S.L. pH dependence of the kinetic parameters of L-asparaginase // Biochimica et Biophysica Acta. 1978. — V. 522, № 1. — P. 238−242.
- Ollenschloger G., Roth E., Linkesch W., Jansen S., Simmel A., Modder B. Asparaginase-induced derangements of glutamine metabolism: the pathogenetic basis for some drug-related side-effects // Eur. J. Clin. Invest. -1988.-V. 18.-P. 512−516.
- Ott J.L. Asparaginase from Mycobacteria II J. Bacteriol. 1960. — V. 80. — P. 350−361.
- Ouzounis C.A. and Valencia A. Early bioinformatics: the birth of a discipline -a personal view//Bioinformatics.-2003.-V. 19, № 17.-P. 2176−2190.
- Paliwal A, Asthagiri D., Abras D., Lenhoff A.M., Paulaitis M.E. Light-scattering studies of protein solutions: role of hydration in weak protein-protein interactions // Biophys. J. 2005. — V. 89, № 3. — P. 1564−1573.
- Palm G.J., Lubkowski J., Derst C., Schleper S., Rohm K.-H., Wlodawer A. A covalently bound catalytic intermediate in Escherichia coli asparaginase: Crystal structure of a Thr-89-Val mutant // FEBS Letters. 1996. — V. 390. -P. 211−216.
- Pardanani A., Gambacurta A., Ascoli F., Royer W.E. Mutational destabilization of the critical interface water cluster in Scapharca dimeric hemoglobin: structural basis for altered allosteric activity // J. Mol. Biol. -1998. V. 284, № 3. — P. 729−739.
- Perutz M.F. Structure and mechanism of haemoglobin // Br. Med. Bull. -1976.-V. 32, № 3.-P. 195−208.
- Peterson R.G., Handschumacher R.E. and Mitchell M.S. Immunological responses to L-asparaginase // The Journal of Clinical Investigation. 1971. -V.50.-P. 1080−1090.
- Phizicky E.M. and Fields S. Protein-protein interactions: methods for detection and analysis // Microbiological Reviews. 1995. — V. 59, № 1. — P. 94−123.
- Pierce M.M., Raman C.S., Nail B.T. Isothermal titration calorimetry of protein-protein interactions // Methods. 1999. — V. 19, № 2. — P. 213−221.
- Pinheiro J.P.V., Boos J. The best way to use asparaginase in childhood acute lymphatic leukaemia still to be defined? // British Journal of Haematology. — 2004. — V. 125.-P. 117−127.
- Powell M.J.D. Restart procedures for the conjugate gradient method // Mathematical Programming. 1977. — V. 12. — P. 241−254.
- Pritsa A.A. and Kyriakidis D.A. L-asparaginase of Thermus thermophilus: Purification, properties and identification of essential amino acids for its catalytic activity // Molecular and Cellular Biochemistry. 2001. — V. 216. -P. 93−101.
- Pui C.-H. and Evans W.E. Acute lymphoblastic leukemia // Drug Therapy. -2005. V. 339, № 9. — P. 605−615.
- Rich R.L. and Myszka D.G. Advances in surface plasmon resonance biosensor analysis // Current Opinion in Biotechnology. 2000. — V. 11. — P. 54−61.
- Richardson J.S. The anatomy and taxonomy of protein structure // Advances in Protein Chemistry. 1981. — V. 34. — P. 167−339.
- Roberts J., Holcenberg J.S. and Dolowy W.C. Isolation, crystallization and properties of Achromobacteraceae glutaminase-asparaginase with antitumor activity // J. Biol. Chem. 1972. — V. 247. — P. 84−90.
- Rohm K.H. and Schneider F. Kinetic studies on the mechanism of asparaginase from E. coli II Hoppe Seyler’s Z. Physiol. Chem. 1971. — V. 352.-P. 1739−1743.
- Rohm K.H. and Van Etten R.L. The 180 isotope effect in 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy: mechanistic studies on asparaginase from Escherichia coli II Arch. Biochem. Biophys. 1986. — V. 244. — P. 128−136.
- Rohm K.H., Schneider F. Kinetic studies on the mechanism of asparaginase fromE. coliIIPhysiol. Chem.- 1971.- V. 352,№ 12.-P. 1739−1743.
- Royer C.A. Fluorescence spectroscopy // Methods Mol. Biol. V. 40, 1995. -P. 65−89.
- Savchenko A., Kashuba E., Kashuba V., Snopok B. Imaging technique for the screening of protein-protein interactions using scattered light under surface plasmon resonance conditions // Anal. Chem. 2007. — V. 79, № 4. -P. 1349−1355.
- Saviola A., Luppi M., Potenza L., Morselli M., Bresciani P., Ferrari A., Riva G., Torelli G. Myocardial ischemia in a patient with acute lymphoblastic leukemia during 1-asparaginase therapy // Eur. J. Haematol. 2004. — V. 72. -P. 71−72.
- Schuck P. Use of surface plasmon resonance to probe the equilibrium and dynamic aspects of interactions between biological macromolecules // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997. — V. 26. — P. 541−566.
- Schwartz J.H., Reevesi J.Y. and Broome J.D. Two L-asparaginases from E. coli and their action against tumors // Biochemistry. 1966. — V. 56, — P. 1516−1519.
- Sheinerman F.B., Norel R., Honig B. Electrostatic aspects of protein-protein interactions // Curr. Opin. Struct. Biol. 2000. — V. 10, № 2. — P. 153−159.
- Shifrin S. and Grochowski BJ. L-asparaginase from Escherichia coli B. Succinylation and subunit interactions // The Journal of Biological Chemistry. 1972. — V. 247, № 4. — P. 1048−1054.
- Shifrin S. and Parrott C.L. In Vitro Assembly of L-Asparaginase Subunits // The Journal of Biological Chemistry. 1974. — V. 249, № 13. — P. 4175−4180.
- Shifrin S. and Solis B.G. L-Asparaginase from Escherichia coli B. Chemical niodificatiows of tyrosyl residues // The Journal of Biological Chemistry. -1972. V. 247, № 13. — P. 4121−4125.
- Shifrin S., Luborsky S.W. and Grochowski B.J. L-Asparaginase from Escherichia coli B. Physicochemical studies of the dissociation process // The Journal of Biological Chemistry. 1971. — V. 246, № 24. — P. 7708−7714.
- Shifrin S., Parrott C.L. and Luborsky S.W. Substrate binding and intersubunit interactions in L-asparaginase // The Journal of Biological Chemistry. -1974.-V. 249, № 5.-P. 1335−1340.
- Shifrin S., Solis B.G. and Chaiken I.M. L-Asparaginase from Erwinia carotovora. Physicochemical properties of the native and succinylated enzyme // The Journal of Biological Chemistry. 1973. — V. 248, № 10. — P. 3464−3469.
- Sieciechowicz K.A., Joy K.W. and Ireland RJ. The metabolism of asparagine in plants // Phytochemistry. 1988. — V. 27. — P. 663−671.
- Sokolov N.N., Zanin V.A., Aleksandrova S.S. Bacterial L-asparaginase and glutamine (asparagin)ase: some properties, structure and anti-tumor activity // Vopr. Med. Khim. 2000. — V. 46, № 6. — P. 513−548.
- Stecher A.L., Morgantetti De Deus P., Polikarpov I., Abrahao-Neto J. Stability of L-asparaginase: an enzyme used in leukemia treatment // Pharmaceutica Acta Helvetiae. 1999. — V. 74. — P. 1−9.
- Stevens J.M., Armstrong R.N., Dirr H.W. Electrostatic interactions affecting the active site of class sigma glutathione S-transferase // Biochem. J. 2000. -V. 347.-P. 193−197.
- Stites W.E. Protein-Protein Interactions: Interface Structure, Binding Thermodynamics, and Mutational Analysis // Chem Rev. 1997. — V. 97, № 5.-P. 1233−1250.
- Sussman J.L., Abola E.E., Lin D., Jiang J., Manning N.O. and Prilusky J. The protein data bank. Bridging the gap between the sequence and 3D structure world // Genetica. 1999. — V. 106. — P. 149−158.
- Swain A.L., Jaskolski M., Housset D., Rao J.K., Wlodawer A. Crystal structure of Escherichia coli L-asparaginase, an enzyme used in cancer therapy // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. — V. 90. — P. 1474−1478.
- Sybyl 6.9, Tripos Inc., (1699) South Hanley Road, St Louis, Missouri.
- Thorn K.S. and Bogan A.A. ASEdb: a database of alanine mutations and their effects on the free energy of binding in protein interactions // Bioinformatics. 2001. — V. 17, № 3. — P. 284−285.
- Torreri P., Ceccarini M., Macioce P., Petrucci T.C. Biomolecular interactions by Surface Plasmon Resonance technology // Ann. 1st. Super Sanita. 2005. — V. 41,№ 4.-P. 437−441.
- Tosa T., Sano R., Yamamoto K., Nakamura M., Ando K. and Chibata I. L-asparaginase from Proteus vulgaris II Apuped Microbiology. 1971. — V. 22, № 3.-P. 387−392.
- Tsai C.J., Lin S.L., Wolfson H.J., Nussinov R. Studies of protein-protein interfaces: a statistical analysis of the hydrophobic effect // Protein Sci. -1997.-V. 6, № 1. P. 53−64.
- Ulrich E.L., Markley J.L. and Kyogoku Y. Creation of a nuclear magnetic resonance data repository and literature database // Protein Seq. Data Anal. -1989.- V. 2.-P. 23−37.
- Ung T., Liz-Marzon L.M. and Mulvaney P. Gold nanoparticle thin films // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2002. -V. 202.-P. 119−126.
- Vakser I.A., Aflalo C. Hydrophobic docking: a proposed enhancement to molecular recognition techniques // Proteins. 1994. — V. 20, № 4. — P. 320−329.
- Veselovsky A.V. and Ivanov A.S. Strategy of computer-aided drug design // Current Drug Targets -Infectious Disorders. 2003. — V. 3. — P. 33−40.
- Veselovsky A.V., Ivanov Yu.D., Ivanov A.S., Archakov A.I., Lewi P. and Janssen P. Protein-protein interactions: mechanisms and modification by drugs // Journal of Molecular Recognition. 2002. — V. 15. — P. 405−422.
- Villa P., Corada M. and Bartosek I. L-asparaginase effects on inhibition of protein synthesis and lowering of the glutamine content in cultured rat hepatocytes // Toxicology Letters. 1986. — V. 32. — P. 235−241.
- Wall M.A., Posner B.A., Sprang S.R. Structural basis of activity and subunit recognition in G protein heterotrimers // Structure. 1998. — V. 6, № 9. — P. 1169−1183.
- Way J.C. Covalent modification as a strategy to block protein-protein interactions with small-molecule drugs // Curr. Opin. Chem. Biol. 2000. -V. 4, № 1.-P. 40−46.
- Weiss S. Fluorescence spectroscopy of single biomolecules // Science. -1999. V. 283, № 5408. — P. 1676−1683.
- Wells J.A. Binding in the growth hormone receptor complex // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996.-V. 93, № l.-P. 1−6.
- Wikman L.E.K., Krasotkina J., Kuchumova A., Sokolov N.N. and Papageorgiou A.C. Crystallization and preliminary crystallographic analysis of L-asparaginase from Erwinia carotovora II Acta Crystallographica Section F.-2005.- V. 61.-P. 407−409.
- Wileman T.E. Properties of asparaginase-dextran conjugates. Advanced Drug Delivery Reviews. 1991. — V. 6. — P. 167−180.
- Wlodawer A., Vondrasek J. Inhibitors of HIV-l protease: a major success of structure-assisted drug design // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1998. -V. 27.-P. 249−284.
- Wriston J.C. Asparaginase. Methods in Enzymology. 1985. — V. 113. — P. 608−618.
- Xu D., Lin S.L., Nussinov R. Protein binding versus protein folding: the role of hydrophilic bridges in protein associations // J. Mol. Biol. 1997. — V. 265, № l.-P. 68−84.
- Xu D., Tsai C.J., Nussinov R. Hydrogen bonds and salt bridges across protein-protein interfaces // Protein Eng. 1997. — V. 10, № 9. — P. 999−1012.
- Zemla A. LGA: A method for finding 3D similarities in protein structures // Nucleic Acids Res. 2003. — V. 31. — P. 3370−3374.
- Zhang J.-F., Shi L.-Y. and Wei D.-Z. Chemical modification of L-asparaginase from Escherichia coli with a modified polyethyleneglycol under substrate protection conditions // Biotechnology Letters. 2004. — V. 26.-P. 753−756.
- Zhu J. Theoretical study of the light scattering from gold nanotubes: Effects of wall thickness // Materials Science and Engineering: A. 2007. — V. 454. -P. 685−689.
- Zimmermann В., Hahnefeld C. and Herberg F.W. Applications of biomolecular interaction analysis in drug development // Targets. 2002. -V. 1, № 2. — P. 66−73.
- Zutshi R., Brickner M., Chmielewski J. Inhibiting the assembly of protein-protein interfaces // Curr. Opin. Chem. Biol. 1998. — V. 2, № l.-P. 62−66.
- Кислицын Ю.А., Кравченко О. В., Никонов C.B., Куранова И. П. Кристаллическая структура L-аспарагиназы из Erwinia carotovora // Кристаллография. 2006. — T. 51. — С. 811−816.
- Либинсон Г. С. и Михалев A.B. Зависимость величины Km от pH для L-аспарагиназы // Биохимия. 1976. — Т. 41, № 1. — С. 149−152.
- Тимаков A.M., Кондратчик К. Д., Хондкарян Г. Ш., Муторова О. Ю., Ковалева O.JI. Препараты L-аспарагиназы в лечении острого лимфобластного лейкоза у детей // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопаталогии в педиатрии. 2003. — Т. 2, № 3. — С. 90−93.
- Юлаев М.Ф., Ивницкий Д. М., Кашкин А. П., Богданова Т. Я., Корсакова A.C. и Вина И.А. Иммунохимическое изучение модифицированных форм L-аспарагиназы // Антибиотики и медицинская биотехнология. -1987.-Т. 32, № 11.-С. 846−849.