- Липоксигеназа ZmLOX3 кукурузы проявляет (9S)-специфичность при окислении линолевой кислоты в нейтральных и щелочных условиях в диапазоне pH 6,5-9,5. Анализ моделей взаимодействия липоксигеназ с субстратами показал, что для ZmLOX3 характерен единственный способ позиционирования субстрата в активном центре, обусловленный проникновением жирной кислоты в субстрат-связывающий карман метильной концевой группой. Аминокислотный остаток Ala562, расположенный в активном центре ZmLOX3, важен для проявления региоспецифичности действия; замена аланина на меньший по размерам глицин приводит к частичному проявлению (13R)-региоспецифичности.
- Специфичность действия липоксигеназ высших растений не обнаруживает строгой взаимосвязи с общей первичной структурой, что характерно для липоксигеназ животных, грибов и прокариот.
- 13-cпецифичные липоксигеназы являются анцесторной группой по отношению к 9-специфичным липоксигеназам, которые образовались монофилетически до дивергенции однодольных и двудольных растений.
- В отличие от алленоксидсинтаз подсемейства CYP74A, фермент LeAOS3, принадлежащий подсемейству CYP74C, является многофункциональным. LeAOS3 катализирует синтез, гидролиз и циклизацию окиси аллена. Первичный продукт LeAOS3, окись аллена, после высвобождения из активного центра захватывается тем же ферментом, катализирующим ее вторичные превращения, а именно - стереоспецифический гидролиз с образованием (9R)-α-кетола и циклизацию с образованием рацемической цис-10-оксо-11-фитоеновой кислоты.
- Фермент LuDES льна является единственной дивинилэфирсинтазой, классифицируемой по общей первичной структуре как член подсемейства CYP74B цитохромов Р450, до сих пор включавшего только 13-гидропероксид-специфичные гидропероксидлиазы. Дивинилэфирсинтаза LuDES льна обладает строгой 13-региоспецифичностью к субстрату; предпочтительным субстратом для нее является 13-гидроперекись α-линоленовой кислоты, основным продуктом является (ω5Z)-этероленовая кислота.
- В формировании определенного типа катализа ферментов семейства CYP74 принципиальная роль принадлежит центральному домену I-спирали и ERR-триаде.
- Все ферменты семейства CYP74 относятся к одной близкородственной филогенетической группе, несмотря на широкий спектр каталитических функций. Семейство CYP74 сформировалось на ранних этапах эволюции цитохромов Р450 до дивергенции эу-кариот от последнего общего предка. Предковая форма ферментов CYP74 высших растений дала начало трем большим группам. Первая включала 13-ГПЛ, вторая - 13-АОС, третья - 9/13-АОС, 9-АОС и 9/13-ГПЛ. Дивинилэфирсинтазы являются эволюционно наиболее молодыми ферментами, имеющими полифилетическое происхождение, не завершившееся формированием таксономически обособленных единиц. Субстратная специфичность наряду с типом катализируемой реакции является существенным таксономическим признаком представителей семейства CYP74; дивинилэфирсинтазы связаны с родственными группами общей субстратной специфичностью.
2.Чечеткин, И.Р. Регио- и стереоспецифичность рекомбинантной липоксигеназы-2 сои / И.Р. Чечеткин, Ф.К. Мухитова, Ю.В. Гоголев, А.Н. Гречкин // Доклады Академии наук. – 2007. – Т. 415, № 6. – С. 829-831.
3.Grechkin, A.N. Tomato CYP74C3 is a multifunctional enzyme not only synthesizing al-lene oxide but also catalyzing its hydrolysis and cyclization /A.N. Grechkin, L.S. Mukhtarova, L.R. Latypova, Y.V. Gogolev, Y.Y..Toporkova, M. Hamberg // Chembiochem – 2008. – V. 9.– P. 2498-2505.
4.Toporkova, Y.Y. Determinants governing the CYP74 catalysis: Conversion of allene oxide synthase into hydroperoxide lyase by site-directed mutagenesis / Y.Y. Toporkova, Y.V. Gogolev, L.S. Mukhtarova, A.N. Grechkin // FEBS Letters. – 2008. – V. 582. – P. 3423-3428.
5.Чечеткин, И.Р. Специфичность окисления гомологов линолевой кислоты липокси-геназами растений / И.Р. Чечеткин, Е.В. Осипова, Н.Б. Тарасова, Ф.К. Мухитова, М. Хам-берг, Ю.В. Гоголев, А.Н. Гречкин // Биохимия. – 2009. – Т. 74. – С. 1052-1059.
6.Осипова, Е.В. Рекомбинантная 9-липоксигеназа кукурузы: экспрессия, очистка и свойства / Е.В. Осипова, Р.И. Чечеткин, Ю.В. Гоголев, Н.Б. Тарасова // Биохимия. – 2010. – Т. 75. – С. 968-983.
7.Топоркова, Я.Ю. Изменение катализа ферментов подсемейства CYP74C в результате сайт-направленного мутагенеза / Я.Ю. Топоркова, Е.В. Осипова, Л.Ш. Мухтарова, Ю.В. Гоголев, А.Н. Гречкин // Доклады Академии наук. – 2010а. – T. 435. – C. 117-120.
8.Топоркова, Я.Ю. Происхождение разнообразия семейства CYP74 цитохромов Р450 по результатам сайт-направленного мутагенеза / Я. Ю. Топоркова, Л.Ш. Мухтарова, Ю.В. Гоголев, А.Н. Гречкин // Вестник Московского университета. Сер. 16, Биология. – 2010б. – N 4. – С. 29–32
9.Chechetkin, I.R. Oxidation of glycerolipids by maize 9-lipoxygenase and its A562G mutant / I.R. Chechetkin, E.V. Osipova, L.L. Antsygina, Y.V. Gogolev, A.N. Grechkin // Chem. Phys. Lipids – 2011. – V. 164. – Р. 216-220.
10.Mukhtarova, L.S. Hydroperoxide lyase cascade in pea seedlings: Non-volatile oxylipins and their age and stress dependent alterations / L.S. Mukhtarova, F.K. Mukhitova, Y.V. Gogo-lev, A.N. Grechkin // Phytochemistry. – 2011. – V. 72. – Р. 356-364.
11.Гоголев, Ю.В. Выявление и первичная характеристика нового цитохрома CYP74B1 льна (Linum usitatissimum) / Ю.В. Гоголев, С.С. Горина, Н.Е. Гоголева, Я.Ю. Топоркова, Л.Ш. Мухтарова, И.Р. Чечеткин, А.Н. Гречкин // Доклады Академии наук. – 2011.– Т. 440. – С. 540-543.
12.Gogolev, Y.V. Green leaf divinyl ether synthase: Gene detection, molecular cloning and identification of a unique CYP74B subfamily member / Y.V. Gogolev, S.S. Gorina, N.E. Gogo-leva, Y.Y. Toporkova, I.R. Chechetkin, A.N. Grechkin // Biochimica et Biophysica Acta. – 2012. – V. 1821. – P. 287-294.
13.Ермилова, В.С. Изменение каталитических свойств дивинилэфирсинтаз в результате единичных аминокислотных замен / Ермилова В.С., Горина С.С., Топоркова Я.Ю., Мухтарова Л.Ш., Гоголев Ю.В., Гречкин А.Н. // ДАН. – 2013. – С. 1-4. – В печати.
14.Toporkova Y.Y. Structure-function relationship in CYP74 family: conversion of divinyl ether synthases into allene oxide synthases by site-directed mutagenesis / Y.Y. Toporkova, V.S. Ermilova, S.S. Gorina, L.S. Mukhtarova, E.V. Osipova, Y.V. Gogolev, A.N. Grechkin // FEBS Letters. – 2013. – P. 1-7. – Рublished online June 30, 2013. DOI 10.1016/j.febslet.2013.06.030.
ТЕЗИСЫ МАТЕРИАЛОВ НАУЧНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
1.Осипова Е.В. Получение и свойства рекомбинантного белка 9-липоксигеназы кукурузы и его мутантной формы / Е.В. Осипова, И.Р. Чечеткин, А.Ю. Ярин, Ф.К. Мухитова, Ю.В. Гоголев, А.Н. Гречкин // Сб. тезисов IV съезда Российского общества биохимиков и молекулярных биологов. – 2008. – Новосибирск: «Арта». – С. 42.
2.Toporkova Y.Y. Characterization of tomato allene oxide synthase LeAOS3 catalysis and its alteration by site-directed mutagenesis / Y.Y. Toporkova, Y.V. Gogolev, L.S. Mukhtarova, A.N. Grechkin // FEBS Journal. – 2009. – V. 276, Supp. 1 "34-th FEBS cоngress "life´s Molecular Interactions". – Prague: Wiley-Blackwell. – P. 14.
3.Toporkova Ya.Yu. Origin of the CYP74 family of cytochromes P450 diversity based on results of site-directed mutagenesis / Ya.Yu. Toporkova, L.Sh. Mukhtarova, Yu.V. Gogolev, A.N.Grechkin // Аbstracts of the 2nd Moscow International Conference "Molecular Phylogenet-ics". – 2010. – Moscow: Torus press. – P. 169.
4.Toporkova Ya.Yu. Alteration of catalytic mechanism of tomato allene oxide synthase LeAOS3 and alfalfa hydroperoxide lyase MtHPL by site-directed mutagenesis / Ya.Yu. Topork-ova, L.Sh. Mukhtarova, Yu.V. Gogolev, A.N. Grechkin // 35th FEBS Congress Abstracts Book. – 2010. – Gothenburg: Wiley-Blackwell. – P. 260.
5.Горина С.С. Дивинилэфирсинтаза LuDES льна – новый фермент подсемейства CYP74B / С.С. Горина, Я.Ю. Топоркова, Н.Е. Гоголева, Л.Ш. Мухтарова, И.Р. Чечеткин, Ю.В. Гоголев // Сб. тезисов VII Съезда общества физиологов растений России «Физиология растений – фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий». – 2011. Н. Новгород: Изд. НГУ. – С. 196–197.
6.Gorina S.S. The unique enzyme of the CYP74B subfamily from flax (Linum usitatis-simum L.) / S.S. Gorina, Y.Y. Toporkova, N.E. Gogoleva, L.S. Mukhtarova, I.R. Chechetkin, Y.V. Gogolev and A.N. Grechkin // 36th FEBS Congress Abstracts Book. – 2011. – Torino: Wiley-Blackwell. – P. 211.
7.Топоркова Я.Ю. Исследование структуры комплекса мини- фермента, моделирующего каталитический центр цитохрома Р450 (CYP74), с субстратом / Я.Ю. Топоркова, С.С. Горина, Л.Ш. Мухтарова, Е.А. Ермакова, Ю.В. Гоголев, А.Н. Гречкин // Сб. тезисов 4 съезда биофизиков России. – 2012. – Н. Новгород: Изд. НГУ. – стр. 219.
8.Toporkova Y.Y. Mini-enzyme modeling catalytic center of cytochrome P450 (CYP74) as a model for enzyme-substrate complex study / Y.Y. Toporkova, S.S. Gorina, E.A. Ermakova, L.S. Mukhtarova, Y.V. Gogolev, Y.F. Zuev, A.N.Grechkin // 4ht EMBO meeting Abstracts Book. – 2012. – Nice: Wiley-Blackwell. – Р. 88.
9.Gorina S.S. Structural and functional characteristics of new divinyl ether synthase (CYP74B16) from flax (Linum usitatissimum L.) / S.S. Gorina, Y.Y. Toporkova, L.S. Muk-htarova, Y.V. Gogolev, A.N. Grechkin // Plant Biology Congress. Book of abstracts. - 2012. -Freiburg. - P. 14.
10.Toporkova Y.Y. Interconversions of the enzymes within the CYP74 family by site-directed mutagenesis / Y.Y. Toporkova, S.S. Gorina, V.S. Ermilova, L.S. Mukhtarova, Y.V. Gogolev, A.N. Grechkin // 18th International conference on cytochrome P450: biochemistry, biophysics, biotechnology. Book of abstracts. - 2013. - Seattle. - P. 106.