Рекомбинантная синтетаза цефалоспоринов-кислот: оптимизация экспрессии в клетках E. coli, иммобилизация и использование для биокаталитического синтеза цефазолина
1. Центр “Биоинженерия” РАН, Москва, Россия 2. Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва, Россия 3. Научно-производственный центр “Армбиотехнология” Национальной академии наук Армении, Армения
Синтетаза цефалоспоринов-кислот (cephalosporin-acid synthetase, CASA) специфична к синтезу цефалоспоринов-кислот; продукция этого фермента в клетках Escherichia coli сопровождается накоплением непроцессированного нерастворимого предшественника. Для оптимизации условий продукции рекомбинантной CASA изучали эффекты таких параметров культивирования штамма-продуцента как состав питательной среды, посевная доза, температура культивирования. Для совершенствования вектора экспрессии CASA были созданы дополнительные конструкции для продукции варианта CASA с сигнальной последовательностью L-аспарагиназы Erwinia carotovora (ansCASA) и “безлидерного” варианта CASA. Удаление N-концевой сигнальной последовательности на порядок снижало уровень продукции функционально активной CASA и подавляло рост штамма. Введение сигнальной последовательности L-аспарагиназы повышало удельную активность фермента в полученном штамме. С использованием продуцента ansCASA разработан метод иммобилизации рекомбинантного фермента на макропористом акрилатном носителе, содержащем активные эпоксигруппы. Полученный биокатализатор обеспечивал высокоэффективный синтеза цефазолина (ЦЕЗ) из 3-[(5-метил-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-тиометил]-7-аминоцефалоспорановой кислоты (ММТД-7-АЦК) и метилового эфира 1(H)-тетразолилуксусной кислоты (МЭТЗУК), в мягких условиях достигнута степень трансформации ММТД-7-АЦК в ЦЕЗ 95%.
Эльдаров М.А., Скляренко А.В., Думина М.В., Медведева Н.В., Жгун А.А., Сатарова Д.Э., Сидоренко А.И., Епремян А.С., Яроцкий С.В. (2015) Рекомбинантная синтетаза цефалоспоринов-кислот: оптимизация экспрессии в клетках E. coli, иммобилизация и использование для биокаталитического синтеза цефазолина. Биомедицинская химия, 61(5), 646-651.
Эльдаров М.А. и др. Рекомбинантная синтетаза цефалоспоринов-кислот: оптимизация экспрессии в клетках E. coli, иммобилизация и использование для биокаталитического синтеза цефазолина // Биомедицинская химия. - 2015. - Т. 61. -N 5. - С. 646-651.
Эльдаров М.А. и др., "Рекомбинантная синтетаза цефалоспоринов-кислот: оптимизация экспрессии в клетках E. coli, иммобилизация и использование для биокаталитического синтеза цефазолина." Биомедицинская химия 61.5 (2015): 646-651.
Эльдаров, М. А., Скляренко, А. В., Думина, М. В., Медведева, Н. В., Жгун, А. А., Сатарова, Д. Э., Сидоренко, А. И., Епремян, А. С., Яроцкий, С. В. (2015). Рекомбинантная синтетаза цефалоспоринов-кислот: оптимизация экспрессии в клетках E. coli, иммобилизация и использование для биокаталитического синтеза цефазолина. Биомедицинская химия, 61(5), 646-651.
Sklyarenko A.V., Kurochkina V.B., Egorov A.M. (2006) In: New research on biotechnology in biology and medicine (Egorov A.M., Zaikov G., eds), Nova Science Publishers, pp. 73–86. Scholar google search
Скляренко А.В., Курочкина В.Б., Сатарова Д.Э., Крестьянова И.Н., Яроцкий С.В., Джианг Й., Занг К., Ху Ю., Джа А., Жу Л., Ксионг Х. (2010) Патент на изобретение РФ № 2420581 от 29.01.2010. Бюлл. изобр. №16, год 10.06.2011. Scholar google search
Balasingham K., Warburton D., Dunnill P., Lilly M.D. (1972) Biochim. Biophys. Acta - Enzymol., 276, 250-256. Scholar google search
Ignatova Z., Mahsunah A., Georgieva M., Kasche V. (2003) Appl. Environ. Microbiol., 69, 1237-1245. Scholar google search
Ignatova Z., Hörnle C., Nurk A., Kasche V. (2002) Biochem. Biophys. Res. Commun., 291, 146-149. Scholar google search
Berks B.C., Sargent F., Palmer T. (2000) Mol. Microbiol., 35, 260-274. Scholar google search
Сидорук К.В., Богуш В.Г., Эльдаров М.А., Гончарова О.В., Чугунова Н.М., Покровская М.В., Александрова С.С., Омельянюк Н.М., Соколов Н.Н. (2010) Патент на изобретение РФ № 2441916 от 06.10.2010. Бюлл. изобр. №4, год 10.02.2012. Scholar google search
Khatuntseva S.A., Eldarov M.A., Redo V.A., Skryabin K.G. (2008) J. Biotechnol., 133, 123-126. Scholar google search
Volpato G., Rodriges R.C., Fernandez-Lafuente R. (2010) Curr. Med. Chem., 17(32), 3855-3873. Scholar google search
Kurochkina V.B., Sklyarenko A.V. (2008) In: Biotechnology state of the art and prospects for development (Zaikov G.E., ed). Nova Science Publishers, pp. 175-204. https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php? products_id=6251. Scholar google search
