Физико-химические свойства мутантных форм L-аспарагиназы из Rhodospirillum rubrum, обладающих антителомеразной активностью

Белок Rru_A3730, известный как бактериальная L-аспарагиназа Rhodospirillum rubrum, представляет интерес в качестве потенциального противоопухолевого средства, особенно её варианты с точечными аминокислотными заменами в районе 150 аминокислотного остатка (а.к.о.): RrA_{17N, K149E}, RrA_{E149R, V150P, F151T}, RrА_{17N, E149R, V150P}, RrA_{E149R, V150P}, обладающие не только антипролиферативными свойствами, но и способностью подавлять активность теломеразы. Данная работа посвящена сравнению физико-химических и каталитических свойств этих мутантных форм RrA. Показано, что для всех изученных вариантов RrA рН оптимум находится в щелочной зоне (8.5 – 9.3); L-глутаминазная и D-аспарагиназная активность составляют, соответственно, не более 0.1% и 1.6% от L-аспарагиназной. Присутствие 17N-концевой аминокислотной последовательности MASMTGGQQMGRGSSRQ капсидного белка бактериофага Т7 в структуре RrA приводит к повышению термостабильности мутантных аналогов RrA (от 50°С до 56°С) и их устойчивости к денатурации в присутствии 3 – 4 М мочевины. Выявлен разнонаправленный эффект ионов металлов на L-аспарагиназную активность вариантов RrA: ионы K⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Cs⁺, Co²⁺ существенно не влияют на активность L-аспарагиназы, добавление ионов Mn²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺ приводит к снижению активности. Не обнаружено корреляции между антителомеразной (антипролиферативной) активностью и кинетическими свойствами мутантных форм L-аспарагиназы RrA.

Physical-Chemical Properties of L-asparaginase Mutants From Rhodospirillum Rubrum which Showed Antitelomerase Activity

Rru_A3730 protein is a bacterial Rhodospirillum rubrum L-asparaginase (RrA), which is known by its anticancer activity. RrA variants with point amino acid substitutions in the region of 150 amino acids residues: RrA_{17N, K149E}, RrA_{E149R, V150P, F151T}, RrА_{17N, E149R, V150P}, RrA_{E149R, V150P}, showed antiproliferative properties, and also by their ability to suppress telomerase activity. This work is devoted to comparison of physical-chemical and catalytic properties of these mutant forms of RrA. It is shown that pH optimum is in the alkaline zone (8.5 – 9.3); L-glutaminase and D-asparaginase activity is respectively not more than 0.1% and 1.6% of L-asparaginase for all studied variants of RrA. The presence of the N17-terminal amino acid sequence MASMTGGQMGRGSSRQ of the capsid protein of bacteriophage T7 in the RrA structure leads to an increase in the thermal stability of mutant RrA analogues (from 50°C to 56°C) and their resistance to denaturation in the presence of 3 – 4 M urea. It is of Metal ions exhibit multidirectional effects on L-asparaginase activity of RrA. K⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Cs⁺, Co²⁺ in significantly affect the activity of L-asparaginase, while Mn²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺ ions inhibit it. There was no correlation between antitelomerase (antiproliferative) activity and kinetic properties of mutant forms of L-asparaginase RrA.