Цитохром Р450 3А4 как фермент биотрансформации лекарств: роль модификаций сенсорных систем в электрокатализе и электроанализе

   
Кузиков А.В.1, Булко Т.В.2, Королева П.И.2, Масамрех Р.А.1, Бабкина С.С.3, Гилеп А.А.4, Шумянцева В.В.1

1. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, Москва, Россия
2. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия
3. МИРЭА – Российский технологический университет, Москва, Россия
4. Институт биоорганической химии, Минск, Беларусь
Раздел: Экспериментальные исследования
DOI: 10.18097/PBMC20206601064      Идентификатор PubMed: 32116227
Год: 2020  том: 66  выпуск: 1  страницы: 64-70
Исследованы электроаналитические характеристики рекомбинантного цитохрома Р450 3А4 (Р450 3А4), иммобилизованного на поверхности печатных графитовых электродов, модифицированных многостеночными углеродными нанотрубками. Показана роль и установлено влияние модификации графитового рабочего электрода углеродными нанотрубками на электроаналитические параметры этого цитохрома. Оптимизированы условия его иммобилизации на полученных печатных графитовых электродах, модифицированных многостеночными углеродными нанотрубками. Определены электрохимические параметры процесса окисления и восстановления иона железа гема в составе фермента (полупотенциал (E0′) -0,35±0,01 В (относительно хлоридсеребряного электрода сравнения, Ag/AgCl); электрохимическая константа скорости гетерогенного переноса электрона (ks) 0,57±0,04 с-1; количество электроактивного Р450 3А4 на модифицированном электроде Г0, моль/см2 (2,6±0,6)⋅10-10. Установлен механизм функционирования этого электрохимического сенсора по принципу “protein film voltammetry” (вольтамперометрии, протекающей в плёнке белка на поверхности электрода). Проведено вольтамперометрическое исследование каталитической активности иммобилизованного Р450 3А4 с целью разработки электроанализа лекарственных препаратов, представляющих собой субстраты данного гемопротеина, для разработки биосенсоров медицинского назначения. Исследованы электрокаталитические свойства рекомбинантного P450 3A4, иммобилизованного на модифицированных печатных графитовых электродах, по отношению к субстрату – антибиотику группы макролидов эритромицину. Показано, что модификация электродов играет решающую роль для исследований свойств цитохромов Р450 в электрохимических исследованиях. Смарт-электроды могут выполнять функции как электроанализаторов для аналитических целей, так и электрокатализаторов для исследования процессов биотрансформации и метаболических процессов. Электроды, модифицированные углеродными наноматериалами, применимы для аналитических целей при регистрации гемопротеинов. Электроды, модифицированные синтетическими мембраноподобными соединениями (например, дидодецилдиметиламмония бромидом), эффективны при проведении фермент-зависимого электрокатализа.
Загрузить PDF:
Ключевые слова: цитохром Р450, углеродные нанотрубки, эритромицин, электрокатализ, электроаналитические параметры
Цитирование:

Кузиков, А. В., Булко, Т. В., Королева, П. И., Масамрех, Р. А., Бабкина, С. С., Гилеп, А. А., Шумянцева, В. В. (2020). Цитохром Р450 3А4 как фермент биотрансформации лекарств: роль модификаций сенсорных систем в электрокатализе и электроанализе. Биомедицинская химия, 66(1), 64-70.
Список литературы  
 2022 (том 68)
 2021 (том 67)
 2020 (том 66)
 2019 (том 65)
 2018 (том 64)
 2017 (том 63)
 2016 (том 62)
 2015 (том 61)
 2014 (том 60)
 2013 (том 59)
 2012 (том 58)
 2011 (том 57)
 2010 (том 56)
 2009 (том 55)
 2008 (том 54)
 2007 (том 53)
 2006 (том 52)
 2005 (том 51)
 2004 (том 50)
 2003 (том 49)