ЛИГАНД-СВЯЗЫВАЮЩИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕКОМБИНАНТНОЙ ТРОМБОКСАНСИНТАЗЫ ЧЕЛОВЕКА

С целью выявления модуляторов активности тромбоксансинтазы человека осуществлен анализ взаимодействия рекомбинантного гемопротеида с различными низкомолекулярными лигандами. Показано, что тромбоксансинтаза взаимодействует с рядом жирных кислот и их производных (потенциальные субстраты или конкурентные ингибиторы), а также является мишенью для ингибирования производными имидазола и триазола, применяющимися в медицинской практике и сельском хозяйстве, что позволило установить механизм, по которому могут реализовывать свое токсическое действие соединения, нарушающие работу эндокринной системы человека (endocrine-disrupting chemicals, EDC). Впервые показано восстановление атома железа гема тромбоксансинтазы NАDPH-цитохром P450 редуктазой, что оказывает частичное ингибирующее действие на фермент и подавляет образование побочных продуктов реакции – 12-гидроксигептадекатриеноевой кислоты (12-HHT) и малонового диальдегида (МДА). Предполагается, что данный механизм может участвовать в регуляции активности фермента in vivo. 

1. Ullrich, V. Prostacyclin and thromboxane synthase as P-450 enzymes / V. Ullrich, H. Graf // Trends Pharmacol. Sci. – 1984. – Vol. 5 – P. 352–355. doi.org/10.1016/0165-6147(84)90467-x

2. Ullrich, V. Thromboxane synthase. From isolation to function / V. Ullrich, R. Nüsing // Stroke. – 1990. – Vol. 21, N 12, Suppl. IV – P. 134–138.

3. Localization of thromboxane synthase in human tissues by monoclonal antibody Tü 300 / R. Nüsing [et al.] // Virchows Arch. A. Pathol. Anat. Histopathol. – 1992. – Vol. 421, N 3 – P. 249–254. doi.org/10.1007/bf01611182

4. Пептидный фаговый дисплей в скрининге пептидомиметиков тромбоксан синтазы / Д. О. Дормешкин [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2015. – Т. 59, № 2. – С. 53–60.

5. Locuson, C. W. Visible Spectra of Type II Cytochrome P450-Drug Complexes: Evidence that “Incomplete” Heme Coordination Is Common / C. W. Locuson, J. M. Hutzler, T. S. Tracy // Drug Metab. Dispos. – 2007. – Vol. 35, N 4. – P. 614– 622. doi.org/10.1124/dmd.106.012609

6. Enzymatic Oxygen Scavenging for Photostability without pH Drop in Single-Molecule Experiments / M. Swoboda [et al.] // ACS Nano. – 2012. – Vol. 6, N 7. – P. 6364–6369. doi.org/10.1021/nn301895c

7. The I-TASSER Suite: protein structure and function prediction / J. Yang [et al.] // Nat. Methods. – 2014. – Vol. 12, N 1. – P. 7–8. doi.org/10.1038/nmeth.3213

8. PROCHECK: a program to check the stereochemical quality of protein structures / R. A. Laskowski [et al.] // J. Appl. Crystallogr. – 1993. – Vol. 26, N 2. – P. 283–291. doi.org/10.1107/s0021889892009944

9. Modeling of protein-peptide interactions using the CABS-dock web server for binding site search and flexible docking / M. Blaszczyk [et al.] // Methods. – 2016. – Vol. 93. – P. 72–83. doi.org/10.1016/j.ymeth.2015.07.004

10. Functional Investigations of Thromboxane Synthase (CYP5A1) in Lipid Bilayers of Nanodiscs / A. Das [et al.] // ChemBioChem. – 2014. – Vol. 15, N 6. – P. 892–899. doi.org/10.1002/cbic.201300646

11. Identification of thromboxane A2 synthase active site residues by molecular modeling-guided site-directed mutagenesis / L. H. Wang [et al.] // J. Biol. Chem. – 1996. – Vol. 271, N 33. – P. 19970–19975. doi.org/10.1074/jbc.271.33.19970

12. Hsu, P.-Y. Identification of Thromboxane Synthase Amino Acid Residues Involved in Heme-Propionate Binding / P.-Y. Hsu, A.-L. Tsai, L.-H. Wang // Arch. Biochem. Biophys. – 2000. – Vol. 383, N 1. – P. 119–127. doi.org/10.1006/abbi.2000.2041

13. Edson, K. Z. CYP4 enzymes as potential drug targets: focus on enzyme multiplicity, inducers and inhibitors, and therapeutic modulation of 20-hydroxyeicosatetraenoic acid (20-HETE) synthase and fatty acid ω-hydroxylase activities / K. Z. Edson, A. E. Rettie // Curr. Top. Med. Chem. – 2013. – Vol. 13, N 12. – P. 1429–1440. doi.org/10.2174/15680266113139990110

14. Products, Kinetics, and Substrate Specificity of Homogeneous Thromboxane Synthase from Human Platelets: Development of a Novel Enzyme Assay / M. Hecker [et al.] // Arch. Biochem. Biophys. – 1987. – Vol. 254, N 1. – P. 124–135. doi.org/10.1016/0003-9861(87)90088-9

15. Uchida, Y. Effects of thromboxane synthetase inhibitors on cyclical reduction of coronary blood flow in dogs / Y. Uchida, S. Murao // Jpn. Heart J. – 1981. – Vol. 22, N 6. – P. 971–975. doi.org/10.1536/ihj.22.971

16. Effect of cytochrome P-450 inhibitors econazole, bifonazole and clotrimazole on prostanoid formation / H. C. Köfeler [et al.] // Br. J. Pharmacol. – 2000. – Vol. 130, N 6. – P. 1241–1246. doi.org/10.1038/sj.bjp.0703427

17. New Progress in Azole Compounds as Antimicrobial Agents / H.-Z. Zhang [et al.] // Mini Rev. Med. Chem. – 2017. – Vol. 17, N 2. – P. 122–166. doi.org/10.2174/1389557516666160630120725

18. Prochloraz: an imidazole fungicide with multiple mechanisms of action / A. M. Vinggaard [et al.] // Int. J. Androl. – 2006. – Vol. 29, N 1. – P. 186–192. doi.org/10.1111/j.1365-2605.2005.00604.x

19. Robitaille, C. N. Antiandrogenic Mechanisms of Pesticides in Human LNCaP Prostate and H295R Adrenocortical Carcinoma Cells / C. N. Robitaille, P. Rivest, J. T. Sanderson // Toxicol. Sci. – 2015. – Vol. 143, N 1. – P. 126–135. doi. org/10.1093/toxsci/kfu212

20. Induction and inhibition of aromatase (CYP19) activity by various classes of pesticides in H295R human adrenocortical carcinoma cells / J. T. Sanderson [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2002. – Vol. 182, N 1. – P. 44–54. doi. org/10.1006/taap.2002.9420