Воронеж, Воронежская область, Россия
Цистеиновые протеазы имеют широкое распространение в природе, являются значимым звеном в физиолого-биохимических процессах во всех живых организмах. Точный контроль их протеолитической активности необходим для правильного функционирования целых клеток и организмов. В работе исследуются взаимодействия папаина с ингибиторами различной природы. Аминокислотный состав участков связывания определяли с помощью программы LigPlot. Выявлены аминокислотные остатки, непосредственно контактирующие с анализируемыми соединениями. Показано наличие как гидрофобных взаимодействий, так и водородных связей. Последние формируются в количестве: 4 с метиловым эфиром N - трет -бутилоксикарбонил-фенил-глицина с участием 3 аминокислотных остатков; 3 с сукцинил-Gln-Val-Val-Ala-Ala- p -нитроанилидом и локсистатиновой кислотой (E64-c) с участием 3 остатков; 2 с хлорметилкетоном с участием одного остатка. В реализации гидрофобных взаимодействий с локсистатиновой кислотой участвуют 10 аминокислотных остатков, по 13 с метиловым эфиром N - трет -бутилоксикарбонил-фенил-глицина, хлорметилкетоном и сукцинил-Gln-Val-Val-Ala-Ala- p -нитроанилидом. Установлено, что в случае связывания папаина с сукцинил-Gln-Val-Val-Ala-Ala- p -нитроанилидом не происходит перекрывания аминокислот активного центра, что может указывать на ингибирование фермента данным соединением посредством изменения пространственной структуры биокатализатора. Представленные в работе данные могут быть использованы при изучении характера взаимодействия папаин-подобных цистеиновых протеаз с их ингибиторами.
папаин, ингибиторы, аминокислотный состав, in silico анализ
1. Vasiljeva O., Reinheckel T., Peters C., Turk D., Turk V., Turk B., Emerging roles of cysteine cathepsins in disease and their potential as drug targets. Current pharmaceutical design, 2007, vol. 13, no. 4, pp. 387-403.
2. Berdowska I., Ski M. The role of cysteine cathepsins and their inhibitors in physiological and neoplastic processes. Postepy biochemii, 2000, vol. 46, no. 1, pp. 73-84.
3. Memmert S., Damanaki A., Nogueira A.V., Eick S., Nokhbehsaim M., Papadopoulou A.K., Deschner J. Role of cathepsin S in periodontal inflammation and infection. Mediators of inflammation, 2017, vol. 2017, pp. 2017.
4. Ndao M., Nath-Chowdhury M., Sajid M., Marcus V., Mashiyama S.T., Sakanari J., Caffrey C.R. A cysteine protease inhibitor rescues mice from a lethal Cryptosporidium parvum infection. Antimicrobial agents and chemotherapy, 2013, vol. 57, no. 12, pp. 6063-6073.
5. Rosenthal P.J. Falcipains and other cysteine proteases of malaria parasites. Cysteine proteases of pathogenic organisms, 2011, vol. 30, p. 48.
6. Zhang L., Lin D., Sun X., Curth U., Drosten C., Sauerhering L., Hilgenfeld R. Crystal structure of SARS-CoV- main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors. Science, 2020, vol. 2, pp. 409-412.
7. Sajid M., McKerrow J.H., Cysteine proteases of parasitic organisms. Molecular and biochemical parasitology, 2002, vol. 120, no. 1, pp. 1-21.
8. Stoch S.A., Wagner J.A., Cathepsin K inhibitors: a novel target for osteoporosis therapy. Clinical Pharmacology & Therapeutics, 2008, vol. 83, no. 1, pp. 172-176.
9. Hellinger R., Gruber C.W., Peptide-based protease inhibitors from plants. Drug discovery today, 2019, vol. 24, no. 9, pp. 1877-1889.
