Электрохимический мониторинг каталитической активности цитохромов Р450 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Кузиков, Алексей Владимирович

• Кузиков, Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Кузиков, Алексей Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. МЕТОДЫ АНАЛИЗА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЦИТОХРОМОВ Р450

(Обзор литературы)

1.1. Молекулярная организация цитохром Р450-зависимой монооксигеназной системы

1.2. Цитохром Р450-зависимый метаболизм лекарственных препаратов

1.3. Цитохром Р450 как молекулярная мишень для действия противоопухолевых лекарственных препаратов

1.4. Активация молекулярного кислорода цитохром Р450-зависимыми системами и роль защитной антиоксидантной системы организма

1.5. Методы анализа субстрат-ингибиторного потенциала цитохрома Р450

1.5.1. Спектральные методы исследования цитохрома Р450

1.5.1.1. Абсорбционная спектроскопия

1.5.1.2. Флуоресцентная спектроскопия

1.5.1.3. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса

1.5.1.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

1.5.1.5. Рамановская спектроскопия

1.5.1.6. Мёссбауэровская спектроскопия

1.5.1.7. Рентгеновская спектроскопия

1.5.2. Хроматографические/хромато-масс-спектрометрические методы

1.5.3. Метод поверхностного плазмонного резонанса

1.5.4. Метод атомно-силовой микроскопии

1.5.5. Молекулярно-генетические методы

1.5.6. Электрохимические методы исследования цитохрома Р450

1.5.7. Заключение 68 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Реактивы

2.2. Оборудование

2.3. Методики исследований

2.3.1. Синтез коллоидного раствора золота (золотых наночастиц), стабилизированного ДДАБ

2.3.2. Приготовление суспензии многостеночных углеродных нанотрубок (МУНТ)

2.3.3. Приготовление модифицированных ферментных электродов

2.3.4. Приготовление и иммобилизация СУР3А4 с цитохромом Ь5

2.3.5. Циклическая и квадратно-волновая вольтамперометрия

2.3.6. Определение электрокаталитической активности изоферментов цитохрома Р450 в режиме амперометрии

2.3.7. Определение пероксидазной активности СУР3А4

2.3.8. Определение пероксида водорода, образующегося в процессе электрокаталитической реакции

2.3.9. Спектральные исследования цитохрома Р450

2.3.10. Определение общей антиоксидантной активности

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Разработка электрохимических систем для анализа каталитической активности клинически значимых изоферментов цитохрома Р450

3.1.1. Электрохимические характеристики иммобилизованных изоферментов цитохрома Р450

3.1.2. Электрокаталитическая активность иммобилизованных изоферментов цитохрома Р450

3.1.3. Электрохимический анализ ингибиторной активности оксазолиновых производных [17(20)£]-прегнена по отношению к CYP17A1

3.1.4. Электрохимический анализ влияния антиоксидантных метаболических препаратов на каталитическую активность CYP3A4 и CYP2C9

3.2. Исследование влияния цитохрома b5 на электрокаталитическую активность CYP3A4

3.3. Электрохимические системы на основе бактериальных изоферментов цитохрома Р450

3.3.1. Электрохимическая система на основе бактериальной С19 стероид-гидроксилазы (CYP260A1)

3.3.2. Электрохимические системы на основе бактериальных изоферментов цитохромов P450 семейства CYP109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрохимический мониторинг каталитической активности цитохромов Р450»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы и степень ее разработанности. Поиск более эффективных, экономичных методов моделирования метаболизма физиологически активных соединений и лекарственных препаратов является одной из быстроразвивающихся областей биохимии и экспериментальной фармакологии. Моделирование метаболических путей превращения физиологически активных соединений и лекарственных препаратов проводится как с помощью компьютерных методов in silico, так и экспериментальным путем in vivo и in vitro с помощью ферментных систем.

Цитохромы Р450 (CYP) являются наиболее значимыми ферментами при

проведении исследований по поиску новых лекарственных препаратов, их

токсичности, лекарственной интерференции. Ряд изоферментов цитохрома Р450

млекопитающих участвует в метаболизме эндогенных соединений, таких как

стероидные гормоны, жирные кислоты, эйкозаноиды, витамины и др. [1].

Цитохромы Р450 являются белками-мишенями при разработке новых

противоопухолевых препаратов в случае гормон-зависимых онкологических

заболеваний [2]. Так, ингибиторы ключевого фермента синтеза андрогенов -

бифункционального CYP17A1, катализирующего 17а-гидроксилазную и 17(20)-

лиазную реакции по отношению к прегненолону и прогестерону, используются

при лечении андроген-зависимого рака простаты [3], а лекарственные препараты

- ингибиторы CYP19A1 (ароматазы) - при лечении эстроген-зависимого

онкопоражения молочной железы [4]. В связи с этим ведутся поиск и разработка

новых селективных ингибиторов CYP17A1 и CYP19A1, что, в свою очередь,

требует создания экспериментальных методов высокопроизводительного

скрининга большого количества новых химических соединений. CYP3A4 -

изофермент, катализирующий биотрансформацию около 50 % всех

лекарственных препаратов и эндогенных соединений, среди которых ряд

стероидов [1]. CYP2C9 также метаболизирует большое количество лекарственных

препаратов, в том числе антикоагулянты (S-варфарин), кроме того, этот

5

изофермент катализирует эпоксидирование арахидоновой и линолевой кислот [5], гидроксилирование витамина А [6]. Лекарственная интерференция на уровне этих изоферментов цитохрома Р450 может обуславливать развитие серьезных побочных эффектов от проводимой лекарственной (в том числе и комплексной) терапии.

Исследование каталитической активности изоферментов цитохрома Р450

методами in vitro представляет определенную трудность и требует

реконструирования монооксигеназной системы, так как каталитический цикл

сопряжен с восстановлением иона железа гема цитохрома Р450, осуществляемым

при участии редокс-партнерных белков. Для определения продуктов цитохром

P450-зависимых каталитических реакций используются спектральные,

хроматографические, масс-спектрометрические и радиоизотопные методы [7].

Перспектива развития методов высокопроизводительного исследования субстрат-

ингибиторного потенциала изоферментов цитохрома Р450 связана с

миниатюризацией и автоматизацией процессов, уменьшением расхода фермента,

реагентов, времени и стадий анализа, что, в свою очередь, ведет к снижению

стоимости исследования. Особый интерес уделяется разработке

электрохимических систем на основе рекомбинантных форм цитохрома Р450,

которые перспективны для экспериментальной фармакологии и

фармацевтической промышленности при исследовании субстрат-ингибиторного

потенциала этих ферментов, поскольку не требуют реконструирования электрон-

транспортной системы; донором электронов для восстановления цитохрома Р450

и инициирования каталитической реакции служит электрод [8]. На основе анализа

электрохимических характеристик изоферментов цитохрома P450 с помощью

электрохимической формы уравнения Михаэлиса-Ментен могут быть рассчитаны

кинетические параметры ферментативных реакций (КМ, kcat, А^/Км). С помощью

электрохимических систем на основе цитохрома Р450 может быть проведен

количественный ингибиторный анализ. Применение взаимозаменяемых

планарных электродов с минимальным размером рабочего электрода позволяет

миниатюризировать процесс определения каталитической активности

6

изоферментов цитохрома Р450, используя при этом минимальное количество дорогостоящего рекомбинантного фермента.

Таким образом, разработка электрохимических систем анализа каталитической активности клинически значимых изоферментов цитохрома Р450 является современным и весьма перспективным подходом при поиске, разработке и исследовании новых потенциальных препаратов, моделировании их цитохром Р450-зависимого метаболизма, выявлении лекарственной интерференции.

Цель диссертационной работы: разработать методы электрохимического анализа клинически значимых изоферментов цитохрома Р450 17А1, 3А4 и 2С9 для исследования влияния субстратов, ингибиторов и регуляторов на монооксигеназную каталитическую активность.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработать электрохимические системы на основе рекомбинантных цитохромов Р450 человека: СТР17А1, СТР3А4, СТР2С9, иммобилизованных на химически модифицированных электродах.

2. Определить электрокаталитическую активность и кинетические параметры (Км, к^ к^/Км) иммобилизованных на электроде СТР17А1 (по отношению к прегненолону и прогестерону), СТР3А4 (по отношению к тестостерону и эритромицину), СТР2С9 (по отношению к диклофенаку) и провести масс-спектрометрический анализ продуктов электрокаталических реакций.

3. С помощью разработанной электрохимической системы выявить ингибиторы CYP17А1 среди новых оксазолиновых производных [17(20)£]-прегнена как потенциальных противоопухолевых препаратов.

4. Применить разработанные электрохимические системы на основе СУР3А4 и СУР2С9 для исследования лекарственной интерференции на примере влияния антиоксидантных метаболических препаратов, применяемых в клинической практике, на каталитическую активность этих изоферментов.

Личный вклад автора

Соискателем проработана отечественная и зарубежная литература по теме

диссертации. Автор диссертационной работы непосредственно принимал участие

7

в планировании и постановке экспериментов, самостоятельно проводил необходимые расчеты и статистическую обработку полученных экспериментальных данных. Представленные в диссертационной работе результаты исследований получены либо лично соискателем, либо при его непосредственном участии.

Научная новизна работы

В работе впервые сконструирована электрохимическая система на основе рекомбинантного бифункционального СУР17А1, иммобилизованного на химически модифицированном печатном графитовом электроде, способного катализировать последовательные 17а-гидроксилазную и 17(20)-лиазную реакции по отношению к прегненолону и прогестерону. Разработанная электрохимическая система на основе СУР17А1 использовалась для исследования ингибиторной активности новых оксазолиновых производных [17(20)£]-прегнена. Среди исследуемых соединений выявлены эффективные ингибиторы электрокаталитической активности СУР17А1, что позволило продолжить дальнейшее исследование оксазолиновых производных [17(20)£]-прегнена в качестве потенциальных противоопухолевых препаратов.

Разработанные электрохимические системы на основе рекомбинантных СУР3А4 и СУР2С9 впервые использовались для исследования влияния метаболических антиоксидантных лекарственных препаратов на каталитическую активность этих изоферментов. Среди исследуемых препаратов выявлены эффективные регуляторы монооксигеназной каталитической активности, которые могут быть использованы в клинической практике в комплексной фармакотерапии у пациентов с особенностями цитохром Р450-зависимой биотрансформации лекарственных препаратов.

Теоретическая и практическая значимость работы

Разработанные электрохимические системы на основе СТР17А1, СТР3А4 и

СТР2С9 могут использоваться в экспериментальной фармакологии при скрининге

субстратов, ингибиторов и регуляторов их каталитической активности,

исследовании цитохром Р450-зависимого метаболизма новых лекарственных

8

препаратов, выявлении лекарственной интерференции на уровне I фазы метаболизма ксенобиотиков.

Методология и методы исследования

В диссертационной работе разработаны электрохимические системы для определения каталитической активности клинически значимых изоферментов цитохрома Р450 (СУР17А1, С^3А4, С^2С9), не требующие сложного реконструирования редокс-транспортной цепи, как при использовании классических методов исследования монооксигеназной каталитической активности, поскольку каталитическая реакция инициируется электронами с электрода. Анализ каталитической активности изоферментов проводился по регистрации изменений электрохимических параметров с помощью циклической, квадратно-волновой вольтамперометрии и амперометрии. На основе анализа электрохимических характеристик цитохрома Р450 с помощью электрохимической формы уравнения Михаэлиса-Ментен были рассчитаны кинетические параметры ферментативных реакций (КМ ксаЬ кса/КМ). Исследование механизмов цитохром Р450-зависимых электрокаталитических реакций по отношению к субстратам проводилось методами спектрофотометрии и хромато-масс-спектрометрии.

Положения, выносимые на защиту

1. Электрохимическая система анализа каталитической активности изоферментов цитохрома Р450.

2. Скрининг субстратов, ингибиторов и регуляторов клинически значимых изоферментов цитохрома Р450.

3. Анализ электрохимическими методами лекарственной интерференции и фармакологической регуляции монооксигеназной каталитической активности.

Степень достоверности и апробация работы

Достоверность полученных результатов подтверждена соответствующими

методами обработки экспериментальных данных и независимыми методами

анализа. Работа выполнена на высокотехнологическом оборудовании.

9

Используемые методики исследования и интерпретация результатов корректны. Выводы диссертационной работы обоснованы и полностью соответствуют проведенным исследованиям. Основные положения диссертационной работы были представлены на VIII Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2012» (Россия, Уфа-Абзаково, 2012), на Всероссийской молодежной конференции «Актуальные проблемы нано- и микроэлектроники» (Россия, Уфа, 2012), на IX Всероссийской конференции «Химия и медицина» с молодежной научной школой по органической химии (Россия, Уфа-Абзаково, 2013), на 18 Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - Наука XXI века» (Россия, Пущино, 2014), на VIII «Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Россия, Москва, 2015), на I Всероссийской конференции с международным участием «Химический анализ и медицина» (Россия, Москва, 2015), 20 Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология -Наука XXI века» (Россия, Пущино, 2016), IX Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2016» с международным участием и Молодежной научной школой (Россия, Екатеринбург-Леневка, 2016), на кластере конференций по органической химии «0ргХим-2016» (Россия, Репино, Санкт-Петербург).

Публикации по теме диссертации

По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, из которых 12 статей в рекомендованных ВАК РФ изданиях и 9 работ в сборниках трудов конференций.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории биоэлектрохимии отдела персонализированной медицины Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича» при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 13-04-92695 ИНД_а, 14-04-91337 ННИО_а, 15-04-02939 А, 15-54-04090 Бел_мол_а) и Программы фундаментальных

научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг.

10

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ АНАЛИЗА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

ЦИТОХРОМОВ Р450 (Обзор литературы)

1.1. Молекулярная организация цитохром Р450-зависимой монооксигеназной

системы

Цитохромы Р450 (СУР) - суперсемейство гем-содержащих монооксигеназ, осуществляющих I фазу биотрансформации ксенобиотиков, в том числе лекарственных препаратов, а также метаболизм эндогенных физиологически активных соединений. Изоферменты цитохрома Р450 катализируют различные химические реакции: гидроксилирование, О-, Б-, К-деалкилирование, эпоксидирование, сульфоокисление, дезаминирование, дегалогенирование и др. [9-13].

В зависимости от субклеточной локализации и организации электрон-транспортной цепи, цитохром Р450-содержащие системы объединены в 10 классов, основными из которых являются I и II, источником электронов для восстановления изоферментов цитохрома Р450 и инициирования каталитической реакции в которых являются коферменты НАДФН [14, 15]. Класс I включает митохондриальные и бактериальные цитохром Р450-зависимые системы, содержащие железо-серные белки - ферредоксин или адренодоксин - и флавопротеин - редуктазу ферредоксина или адренодоксина в качестве редокс-партнеров цитохрома Р450. Семейство СУР 11 (изоферменты СУР11А1, СУР11В1, СУР11В2) является важнейшим представителем I класса цитохром Р450-зависимой системы стероидогенеза, локализованным в мембране митохондрий клеток коры надпочечников млекопитающих. К классу II принадлежат изоферменты цитохрома Р450 микросомальной монооксигеназной системы, локализованной в мембране эндоплазматического ретикулума клетки и содержащей в качестве редокс-партнеров флавопротеин цитохром Р450 редуктазу

(СРЯ). Для функционирования некоторых микросомальных изоферментов цитохрома Р450 необходимо участие гемопротеина цитохрома Ь5 (еу1 Ь5) [16].

Простетической группой цитохрома Р450 является гем типа Ь, проксимальным лигандом иона железа которого является не азот имидазольного радикала остатка гистидина, как в случае с миоглобином и гемоглобином, а атом серы цистеинового остатка (СуБ), что обуславливает необычные спектральные свойства: максимум поглощения комплекса фермента с оксидом углерода (II) наблюдается при длине волны 450 нм [10, 17].

На рисунке 1.1.1. представлен каталитический цикл цитохрома Р450.

Рис. 1.1.1. Каталитический цикл цитохрома Р450 (объяснение в тексте). Адаптировано из [18].

На первой стадии каталитического цикла субстрат (ЯН) присоединяется в активный центр низкоспиновой ферри-формы фермента ([-8-Ре(Ш)-Н20]) (1 на рис. 1.1.1.), ион железа гема которой в отсутствии субстрата связан с шестым лигандом - молекулой воды. При связывании цитохрома Р450 с субстратом ион

О »• I У

6_Н . Г»'' * з

У12-) —Ре111 -Ре'»- о |

4 е

56 н+ 5а

железа смещается из плоскости порфиринового кольца в направлении пятого

лиганда - атома серы (-8-) цистеинового остатка, при этом ослабляется связь

между молекулой воды и дистальным гистидином апофермента, это приводит к

вытеснению воды из координационной сферы иона железа (2 на рис. 1.1.1.), при

этом образуется комплекс ферри-формы фермента с субстратом ([-8-Ре(Ш)][КН]).

Связывание субстрата индуцирует переход иона железа гема из низкоспинового

состояния в высокоспиновое, это, в свою очередь, вызывает смещение редокс-

потенциала в более положительную сторону и облегчает процесс восстановления

иона железа гема электроном, поставляемым СРЯ (или

ферредоксином/адренодоксином) (3 на рис. 1.1.1.), в результате образуется

комплекс ферро-формы фермента с субстратом ([-8-Ре(П)][КН]). Ион железа гема

цитохрома Р450 в восстановленном состоянии имеет высокое сродство к

кислороду, являющегося косубстратом фермента; для примера, константа

скорости второго порядка связывания кислорода камфорным цитохромом Р450

(СУР101А1) в присутствии субстрата имеет диапазон 0,8-1,7 М-1 с-1 (при 4-25°С)

[19, 20]. Связывание кислорода ионом восстановленного железа гема приводит к

образованию ферро-окси-формы фермента ([-8-Ре(П)-О2][КН]), находящейся в

равновесии с ферри-суперокси-формой ([-8-Ре(Ш)-О2(1-)][КН]), содержащей

неспаренный электрон на дистальном атоме кислорода (4 на рис. 1.1.1.). Распад

комплекса ферри-суперокси-формы фермента с субстратом в результате

автокаталитической реакции приводит к образованию супероксидного радикала

(О2-) и окисленной формы цитохрома Р450 ([-8-Ре(Ш)]). При продуктивном

катализе комплекс ферри-суперокси-формы цитохрома Р450 с субстратом

восстанавливается вторым электроном, поставляемым от СРЯ (или су Ь5 для ряда

микросомальных изоферментов цитохрома Р450) либо от

ферредоксина/адренодоксина, что приводит к образованию ферри-перокси-формы

фермента ([-8-Ре(Ш)-О2(2-)][КН]), содержащей один отрицательный заряд на

дистальном атоме кислорода и второй отрицательный заряд - делокализованный

на атоме серы цистеинового лиганда (5а на рис. 1.1.1.). Последующее

протонирование дистального атома кислорода ферри-перокси-формы фермента

13

приводит к образованию ферри-пергидрокси-формы фермента ([-S-Fe(III)-OOH(1-)][RH]} (5б на рис. 1.1.1.), при распаде которой образуется пероксид водорода (H2O2) и окисленная форма цитохрома Р450 ([-S-Fe(III)]). При протекании продуктивного катализа ферри-пергидрокси-форма фермента протонируется, что облегчает разрыв связи О-О с образованием воды и высоковалентной феррильной формы цитохрома Р450 ([-S-Fe(IV)=O][RH]) (6 на рис. 1.1.1.), непосредственно участвующей в образовании окисленного субстрата (ROH на рис. 1.1.1.). Подробно молекулярные механизмы монооксигеназного катализа описаны в работах [21-23].

Таким образом, в результате активации молекулы кислорода и монооксигеназной активности цитохрома Р450 происходит образование окисленного более полярного, по сравнению с субстратом, продукта ферментативной реакции. В результате этого процесса может происходить активация или инактивация молекулы ксенобиотика, в том числе лекарственного соединения, или образование физиологически активного метаболита при биотрансформации эндогенного соединения.

Обязательным компонентом монооксигеназной каталитической системы II класса является НАДФН-зависимая цитохром Р450 редуктаза (CPR, EC 1.6.2.4) -флавопротеин, катализирующий перенос электронов от НАДФН к иону железа гема цитохрома Р450. В качестве простетической группы CPR содержит флавиновые коферменты - ФАД и ФМН. CPR имеет доменную молекулярную организацию и содержит в своем составе мембраносвязывающий домен, ФАД-связывающий домен, ФМН-связывающий домен, и линкерный домен [15]. ФАД-связывающий домен катализирует окисление НАДФН. ФМН-связывающий домен функционирует как акцептор электронов от восстановленного ФАД, так и в качестве переносчика электронов непосредственно к иону железа гема цитохрома Р450.

На рис. 1.1.2. представлена молекулярная организация микросомальной цитохром Р450-содержащей системы на примере стероид-метаболизирующего CYP17A1.

Рис. 1.1.2. Стероид-метаболизирующая микросомальная СУР17Л1-со держащая система. Адаптировано из [24].

Микросомальный цитохром Ъ5 (су! Ъ5 тс) является еще одним компонентом микросомальной монооксигеназной каталитической системы [16]. Су! Ъ5 млекопитающих существует в трех формах - растворимой цитозольной и двух мембрано-связанных [25]. Растворимая цитозольная форма, состоящая из 98 аминокислотных остатков (а.о.), участвует в восстановлении метгемоглобина до гемоглобина в эритроцитах [26]. Одна из форм су! Ъ5 связана с мембраной эндоплазматического ретикулума и состоит из 134 а.о., а другая (су! Ъ5 от) -связанная с внешней мембраной митохондрий - из 146 а.о. [27, 28]. Мембрано-связывающий гидрофобный домен су! Ъ5 тс расположен на С-конце белковой молекулы и соединен через гибкий линкер, состоящий примерно из 14 а.о., с гидрофильным гем-связывающим доменом, обращенным в сторону цитозоля [15, 16, 29-31]. Эта форма су! Ъ5 и флавопротеин су! Ъ5-редуктаза участвуют в транспорте электронов при биосинтезе липидов, включая плазмалогены, холестерин, а также при десатурации жирных кислот [15, 16, 31]. Су! Ъ5 может также существовать как домен в гибридных белках: сульфитоксидазе, А5- и Д6-десатуразе жирных кислот у животных, инозитолфосфорилцерамид оксидазе дрожжей, нитрат редуктазе растений, Д9-десатуразе жирных кислот пекарских

дрожжей, НАДН-зависимой су! Ь5-редуктазе животных и митохондриальном флавоцитохроме Ь2 дрожжей [15, 16, 32]. Исследование взаимодействия су! Ь5 со многими изоферментами цитохрома Р450 выявило, что су! Ь5 может оказывать стимулирующее, ингибирующее действие или не влиять на каталитические активности ряда изоферментов [16, 33, 34-37]. Предложено несколько механизмов стимулирующего влияния су! Ь5 на цитохром Р450-зависимые каталитические реакции, которые сводятся к двум принципиальным: прямой перенос электронов от су! Ь5 тс к цитохрому Р450 и аллостерическое влияние при образовании белок-белковых комплексов [16]. Однако детали механизмов стимулирующего или ингибирующего влияния су! Ь5 на изоферменты цитохрома Р450 остаются не до конца понятными.

1.2. Цитохром Р450-зависимый метаболизм лекарственных препаратов

Среди основных ферментов метаболизма лекарственных препаратов, таких как глюкуронозилтрансфераза, флавин-содержащая монооксигеназа, N ацетилтрансфераза и моноаминоксидаза, изоферменты цитохрома Р450 осуществляют метаболизм около 75 % всех лекарственных препаратов и являются главной причиной различий в фармакокинетике и индивидуальной реакции на фармакотерапию [1]. У человека изоферменты цитохрома Р450 1, 2 и 3 семейств ответственны за биотрансформацию большинства ксенобиотиков, в том числе лекарственных препаратов [38]. Наиболее экспрессируемыми изоферментами в печени человека являются СУР3Л4, СУР2С9, СУР2С8, СУР2Б1 и СУР1Л2, в то время как СУР2Л6, СУР2Б6, СУР2В6, СУР2С19 и СУР3Л5 экспрессируются в меньшей степени, а экспрессия СУР212, СТР1А1 и СУР1В1 в основном осуществляется внепеченочными тканями: сердечной, мышечной, легочной, почечной, нервной, тонкого кишечника, семенных пузырьков, поджелудочной железы, а также лейкоцитами [1, 38].

Изоферменты подсемейства СТР3А, в особенности СТР3А4, ответственны за

метаболизм большинства лекарственных препаратов, при этом некоторые

16

метаболиты могут проявлять цитотоксичность [39]. Достаточно большой размер и конформационная лабильность активного центра CYP3A4 обуславливают широкую субстратную специфичность этого изофермента и его способность взаимодействовать с многочисленными лекарственными препаратами, в том числе имеющими относительно большую молекулярную массу, среди которых иммунодепрессанты (циклоспорин А и такролимус), макролидные антибиотики (эритромицин) и противоопухолевые препараты, включая таксол [38]. CYP3A4 также участвует в биотрансформации статинов [40], ингибитора 5а-редуктазы II типа - финастерида [41], силденафила (Viagra®) [42], ингибитора протеазы ВИЧ -индинавира [43]. CYP3A4 принадлежит важная роль в биотрансформации ряда эндогенных стероидов, таких как тестостерон, прогестерон, андростендион, кортизол, холестерин, а также желчных кислот [1, 38]. CYP3A4 участвует в метаболизме канцерогенного соединения - афлатоксина B1, при этом осуществляя с одной стороны 3а-гидроксилирование, приводящее к детоксикации афлатоксина B1, а с другой стороны формирование мутагенного производного афлатоксина B1 - 8,9-экзо-эпоксида [44, 45].

CYP2C9 - один из главных изоферментов, вовлеченных в метаболизм лекарственных соединений [1]. CYP2C9 принадлежит важная роль в метаболизме антикоагулянтных соединений (S-варфарина), противоэпилептических препаратов (фенитоина и вальпроевой кислоты), блокаторов ангиотензинового рецептора (кандесартана и лозартана), гипогликемических препаратов (глибенкламида) и большинства нестероидных противовоспалительных препаратов [38, 46]. CYP2C9 также участвует в эпоксидировании арахидоновой и линолевой кислот [5], гидроксилировании витамина А [6]. Стоит отметить, что окисление арахидоновой кислоты под действием CYP2C9 приводит к образованию различных физиологически активных эпоксиэйкозатриеновых кислот, имеющих важное значение в регуляции артериального давления [47].

1.3. Цитохром Р450 как молекулярная мишень для действия противоопухолевых лекарственных препаратов

Важнейшим свойством биохимических реакций организма является способность к строгой регуляции, которая осуществляется главным образом на уровне каталитической активности ключевых ферментов различных метаболических путей клетки. Исследование каталитического механизма ключевых ферментов конкретного метаболического каскада - путь к созданию эффективных фармакологических регуляторов. Цитохромы Р450 участвуют в метаболизме важнейших эндогенных физиологически активных соединений, таких как холестерин, стероидные гормоны, жирные кислоты, эйкозаноиды, и, таким образом, являются молекулярной мишенью при разработке лекарственных препаратов - регуляторов метаболизма.

Изоферменты цитохрома Р450 11Л1, 11В1, 11В2, 17Л1, 19Л1, 21Л2 катализируют различные стадии биосинтеза стероидных гормонов [48, 49]. На рисунке 1.3.1. представлена общая схема биосинтеза стероидных гормонов и стадии, катализируемые изоферментами цитохрома Р450.

Рис. 1.3.1. Общая схема метаболических путей биосинтеза стероидных гормонов. Обозначения: Фермент, расщепляющий боковую цепь холестерина (СУР11Л1), 17а-гидроксилаза (СУР17Л1), 17,20-лиаза (СУР17Л1), Пр-ШБ (17р-гидроксистероиддегидрогеназа), 21-гидроксилаза (СУР21Л2), Ароматаза (СУР19Л1), 11р-гидроксилаза (СУР11В1), Альдостеронсинтаза (СУР11В2). Адаптировано из [50].

Регуляция активности СУР17А1 и СУР19А1 представляет особый интерес при

разработке противоопухолевых препаратов в случае гормон-зависимых

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кузиков, Алексей Владимирович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Guengerich F.P. Human Cytochrome P450 Enzymes // Cytochrome P450. Structure, mechanism, and biochemistry / edited by Ortiz de Montellano P.R. - 4th edition. - University of California, San Francisco, San Francisco California USA, 2015. - Part II, V. 2, Ch. 9. - P. 523-786.

2. Краснов Г.С., Дмитриев А.А., Волченко Н.Н., Данилова Т.В., Садритдинова А.Ф., Снежкина А.В., Мельникова Н.В., Федорова М.С., Лакунина В.А., Белова А.А., Алексеев Б.Я., Каприн А.Д., Кудрявцева А.В. Основные молекулярные мишени для терапии рака предстательной железы // Сибирский онкологический журнал. - 2014. - № 6. - С. 45-53.

3. Gomez L., Kovac J.R., Lamb D.J. CYP17A1 inhibitors in castration-resistant prostate cancer // Steroids. - 2015. - № 95. - P. 80-87.

4. Brodie A., Njar V., Macedo L.F., Vasaitis T.S., Sabnis G. The coffey lecture: steroidogenic enzyme inhibitors and hormone dependent cancer // Urol. Oncol. -2009. - V. 27. - P. 53-63.

5. Draper A.J., Hammock B.D. Identification of CYP2C9 as a human liver microsomal linoleic acid epoxygenase // Arch. Biochem. Biophys. - 2000. - V. 376. - № 1. - P. 199-205.

6. McSorley L.C., Daly A.K. Identification of human cytochrome P450 isoforms that contribute to all-trans-retinoic acid 4-hydroxylation // Biochem. Pharmacol. -2000. - V. 60. - № 4. - P. 517-526.

7. Yoshimoto F.K., Auchus R.J. The diverse chemistry of cytochrome P450 17A1 (P450c17, CYP17A1) // Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology. -2015. - V. 151 - P. 52-65.

8. Schneider E., Clark D.S. Cytochrome P450 (CYP) enzymes and the development of CYP biosensors // Biosensors and Bioelectronics. - 2013. - V. 39. - № 1. - P. 1-13.

9. Ortiz de Montellano P.R. Substrate oxidation by cytochrome P450 enzymes // Cytochrome P450. Structure, mechanism, and biochemistry / edited by Ortiz de Montellano P.R. - 4th edition. - University of California, San Francisco, San Francisco California USA, 2015. - Part I, V. 1, Ch. 4. - P. 111-176.

10. Archakov A.I., Bachmanova G.I., Cytochrome P-450 and active oxygen, Taylor & Francis Group, London, 1990.

11. Sono M., Roach M.P., Coulter E.D., Dawson J.H. Heme-containing oxygenases // Chem. Rev. - 1996. - № 96. - P. 2841-2888.

12. Guengerich F.P. Common and uncommon cytochrome P450 reactions related to metabolism and chemical toxicity // Chem. Res. Toxicol. - 2001. - № 14. - P. 611-650.

13. Bernhardt R. Cytochromes P450 as versatile biocatalysts // J. Biotechnol. - 2006. -№ 124. - P. 128-145.

14. Hannemann F., Bichet A., Ewen K.M., Bernhardt R. Cytochrome P450 systems -biological variations of electron transport chains // Biochim. Biophys. Acta. -2007. - № 1770. - P. 330-344.

15. Waskell L., Kim J.-J.P. Electron transfer partners of cytochrome P450 // Cytochrome P450. Structure, mechanism, and biochemistry / edited by Ortiz de Montellano P.R. - 4th edition. - University of California, San Francisco, San Francisco California USA, 2015. - Part I, V. 1, Ch. 2. - P. 33-68.

16. Schenkman J.B., Jansson I. The many roles of cytochrome b5 // Pharmacol. Ther. -2003. - № 97. - P. 139-152.

17. Poulos T.L., Johnson E.F. Structures of cytochrome P450 enzymes // Cytochrome P450. Structure, mechanism, and biochemistry / edited by Ortiz de Montellano P.R. - 4th edition. - University of California, San Francisco, San Francisco California USA, 2015. - Part I, V. 1, Ch. 1. - P. 3-32.

18. Denisov I.G., Makris T.M., Sligar S.G., Schlichting I. Structure and chemistry of cytochrome P450 // Chem. Rev. - 2005. - V. 105. - №6. - P. 2253-2278.

19. Peterson J.A., Ishimura Y., Griffin B.W. Pseudomonas putida cytochrome P-450: characterization of an oxygenated form of the hemoprotein // Arch. Biochem. Biophys. - 1972. - № 149. - P. 197-208.

20. Tyson C.A., Lipscomb J.D., Gunsalus I.C. The role of putidaredoxin and P450cam in methylene hydroxylation // J. Biol. Chem. - 1972. - № 247. - P. 5777-5784.

21. Hrycay E.G., Bandiera S.M. The monooxygenase, peroxidase, and peroxygenase properties of cytochrome P450 // Arch. Biochem. Biophys. - 2012. -V. 522. - № 2. - 71-89.

22. Hrycay E.G., Bandiera S.M. Involvement of cytochrome P450 in reactive oxygen species formation and cancer // Cytochrome P450 function and pharmacological roles in inflammation and cancer / edited by Hardwick J.P. - 1st edition. -Academic Press, 2015. - Ch. 2. - P. 35-84.

23. Hrycay E.G., Bandiera S.M. Monooxygenase, peroxidase and peroxygenase properties and reaction mechanisms of cytochrome P450 enzymes // Monooxygenase, peroxidase and peroxygenase properties and mechanisms of cytochrome P450 / edited by Hrycay E.G., Bandiera S.M. - Springer International Publishing, Switzerland, 2015. - Ch. 1. - P. 1-61.

24. Pandey A.V., Fluck C.E. NADPH P450 oxidoreductase: Structure, function, and pathology of diseases // J. Pharmacology & Therapeutics. - 2013. - V. 138. - № 2. - P. 229-254.

25. Storbeck K.H., Swart A.C., Fox C.L., Swart P. Cytochrome bs modulates multiple reactions in steroidogenesis by diverse mechanisms // Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology. - 2015. - V. 151. - P. 66-73.

26. Hultquist D.E., Passon P.G. Catalysis of methaemoglobin reduction by erythrocyte cytochrome B5 and cytochrome B5 reductase // Nature. - 1971. - V. 229. - № 8. -P. 252-254.

27. Ito A., Sato R. Purification by means of detergents and properties of cytochrome ¿5 from liver microsomes // J. Biol. Chem. - 1968. - V. 243. - №18. - P. 4922-4923.

28. Ito A. Cytochrome b5-like hemoprotein of outer mitochondrial membrane; OM

cytochrome b. I. Purification of OM cytochrome b from rat liver mitochondria and

157

comparison of its molecular properties with those of cytochrome b5 // J. Biochem.

- 1980. - V. 87. - №1. - P. 63-71.

29. Bridges A., Gruenke L., Chang Y.T., Vakser I.A., Loew G., Waskell L. Identification of the binding site on cytochrome P450 2B4 for cytochrome b5 and cytochrome P450 reductase // J. Biol. Chem. - 1998. - № 273. - P. 17036-17049.

30. Ahuja S., Jahr N., Im S.C., Vivekanandan S., Popovych N., LeClair S.V., Huang R., Soong R., Xu J., Yamamoto K., Nanga, R.P., Bridges A., Waskell L., Ramamoorthy A. A model of the membrane-bound cytochrome b5-cytochrome P450 complex from NMR and mutagenesis data // J. Biol. Chem. - 2013. - № 288.

- P. 22080-22095.

31. Vergeres G., Waskell L. Cytochrome b5: its function, structure, and membrane topology // Biochimie. - 1995. - № 77. - P. 604-620.

32. Deng B., Parthasarathy S., Wang W.-F., Gibney B.R., Battaile K.P., Lovell S., Benson D.R., Zhu H. Study of the individual cytochrome b5 and cytochrome b5 reductase domains of Ncb5or reveals a unique heme pocket and a possible role of the CS domain // J. Biol. Chem. - 2010. - № 285. - P. 30181-30191.

33. Schenkman J.B., Jansson I. Interactions between cytochrome P450 and cytochrome b5 // Drug Metab. Rev. - 1999. - V. 31. - №2. - P. 351-364.

34. Yamazaki H., Gillam E.M., Dong M.S., Johnson W.W., Guengerich F.P., Shimada T. Reconstitution of recombinant cytochrome P450 2C10 (2C9, and comparison with cytochrome P450 3A4 and other forms: effects of cytochrome P450-P450 and cytochrome P450-b5 interactions // Arch. Biochem. Biophys. - 1997. - № 342. -P. 329-337.

35. Morgan E.T., Coon M.J. Effects of cytochrome b5 on cytochrome P-450-catalyzed reactions Studies with manganese-substituted cytochrome b5 // Drug Metab. Dispos. - 1984. - № 12. - P. 358-364.

36. Imai Y., Sato R. The roles of cytochrome ¿5 in a reconstituted N-demethylase system containing cytochrome P-450 // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1977

- № 75. - P. 420-426.

37. Zhang H., Hamdane D., Im S.C., Waskell L. Cytochrome b5 inhibits electron transfer from NADPH-cytochrome P450 reductase to ferric cytochrome P450 2B4 // J. Biol. Chem. - 2008. - № 283. - P. 5217-5225.

38. Zanger U.M., Schwab M. Cytochrome P450 enzymes in drug metabolism: regulation of gene expression, enzyme activities, and impact of genetic variation // Pharmacol. Ther. - 2013. - V. 138. - № 1. - P. 103-141.

39. Hosomi H., Fukami T., Iwamura A., Nakajima M., Yokoi T. Development of a highly sensitive cytotoxicity assay system for CYP3A4-mediated metabolic activation // Drug Metab Dispos. - 2011. - V. 39. - № 8. - P. 1388-1395.

40. Wang R.W., Kari P.H., Lu A.Y., Thomas P.E., Guengerich F.P., Vyas K.P. Biotransformation of lovastatin IV Identification of cytochrome P450 3A proteins as the major enzymes responsible for the oxidative metabolism of lovastatin in rat and human liver microsomes // Arch. Biochem. Biophys. - 1991. - V. 290. - P. 355-361.

41. Huskey S.E.W., Dean D.C., Miller R.R., Rasmusson G.H., Chiu S.H.L. Identification of human cytochrome P450 isozymes responsible for the in vitro oxidative metabolism of finasteride // Drug Metab. Dispos. -1995. - V. 23. - P. 1126-1135.

42. Warrington J.S., Shader R.I., von Moltke L.L., Greenblatt D.J. In vitro biotransformation of sildenafil (Viagra): identification of human cytochromes and potential drug interactions // Drug Metab. Dispos. - 2000. - V. 28. - P. 392-397.

43. Koudriakova T., Iatsimirskaia E., Utkin I., Gangl E., Vouros P., Storozhuk E., Orza D., Marinina J., Gerber N. Metabolism of the human immunodeficiency virus protease inhibitors indinavir and ritonavir by human intestinal microsomes and expressed cytochrome P4503A4/3A5: mechanismbased inactivation of cytochrome P4503A by ritonavir // Drug Metab. Dispos. - 1998. - V. 26. - P. 552-561.

44. Ueng Y.-F., Shimada T., Yamazaki H., Guengerich F.P. Oxidation of aflatoxin B1 by bacterial recombinant human cytochrome P450 enzymes // Chem. Res. Toxicol. - 1995. - V. 8. - P. 218-225.

45. Iyer R., Coles B., Raney K.D., Thier R., Guengerich F.P., Harris T.M. DNA adduction by the potent carcinogen aflatoxin B1: mechanistic studies // J. Am. Chem. Soc. - 1994. - V. 116. - P. 1603-1609.

46. Lee C.R., Goldstein J.A., Pieper J.A. Cytochrome P450 2C9 polymorphisms: a comprehensive review of the in-vitro and human data // Pharmacogenetics. - 2002. - V. 12. - P. 251-263.

47. Rifkind A.B., Lee C., Chang T.K., Waxman D.J. Arachidonic acid metabolism by human cytochrome P450s 2C8, 2C9, 2E1, and 1A2: regioselective oxygenation and evidence for a role for CYP2C enzymes in arachidonic acid epoxygenation in human liver microsomes // Arch. Biochem. Biophys. - 1995. - V. 320. - №2. - P. 380-389.

48. Hanukoglu I. Steroidogenic enzymes: structure, function, and role in regulation of steroid hormone biosynthesis // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. - 1992. - № 43. -P. 779-804.

49. Neunzig J., Sánchez-Guijo A., Mosa A., Hartmann M.F., Geyer J., Wudy S.A., Bernhardt R. A steroidogenic pathway for sulfonated steroids: the metabolism of pregnenolone sulfate // Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology. -2014. № 144. - P. 324-333.

50. Boron W.F., Boulpaep E.L. Medical physiology: a cellular and molecular Approach. W.B. Saunders, 2003.

51. Gobbi S., Rampa A., Belluti F., Bisi A. Nonsteroidal aromatase inhibitors for the treatment of breast cancer: an update // Anticancer Agents Med Chem. - 2014. -V. 14. - № 1. - P. 54-65.

52. Akhtar M., Wright J.N., Lee-Robichaud P. A review of mechanistic studies on aromatase (CYP19) and 17a-hydroxylase-17,20-lyase (CYP17) // The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. - 2011. - № 125. - P. 2-12.

53. Nakajin S., Hall P.F. Microsomal cytochrome P-450 from neonatal pig testis // J. Biol. Chem. - 1981. - № 256. - P. 3871-3876.

54. Nakajin S., Shively J.E., Yuan P.M., Hall P.F. Microsomal cytochrome P-450 from neonatal pig testis: two enzymatic activities (17 a-hydroxylase and c17,20-lyase) associated with one protein // Biochemistry. - 1981. - № 20. - P. 4037-4042.

55. Geller D.H., Auchus R.J., Mendonfa B.B., Miller W.L. The genetic and functional basis of isolated 17,20-lyase deficiency // Nat. Genet. - 1997. - V. 17. - № 2. - P. 201-205.

56. Lee-Robichaud P., Akhtar M.E., Akhtar M. Control of androgen biosynthesis in the human through the interaction of Arg347 and Arg358 of CYP17 with cytochrome ¿5 // Biochem. J. - 1998. - № 332. - Part 2. - P. 293-296.

57. Geller D.H., Auchus R.J., Miller W.L. P450c17 mutations R347H and R358Q selectively disrupt 17,20-lyase activity by disrupting interactions with P450 oxidoreductaseandcytochrome b5 // Mol. Endocrinol. - 1999. - V. 13. - № 1. - P. 167-175.

58. Lee-Robichaud P., Akhtar M.E., Akhtar M. Lysine mutagenesis identifies cationic charges of human CYP17 that interact with cytochrome b5 to promote male sexhormone biosynthesis // Biochem. J. - 1999. - № 342. - Part 2. - P. 309-312.

59. Naffin-Olivos J.L., Auchus R.J. Human cytochrome b5 requires residues E48 and E49 to stimulate the 17,20-lyase activity of cytochrome P450c17 // Biochemistry. - 2006. - V. 45. - № 3. - P. 755-762.

60. Estrada D.F., Laurence J.S., Scott E.E. Substrate-modulated cytochrome P450 17A1 and cytochrome b5 interactions revealed by NMR // J. Biol. Chem. - 2013. -V. 288. - № 23. - P. 17008-17018.

61. Peng H.M., Liu J., Forsberg S.E., Tran H.T., Anderson S.M., Auchus R.J. Catalytically relevant electrostatic interactions of cytochrome P450c17 (CYP17A1) and cytochrome b5 // J. Biol. Chem. - 2014. - V. 289. - № 49. - P. 33838-33849.

62. Nakajin S., Hall P.F., Onoda M. Testicular microsomal cytochrome P-450 for C21 steroid side chain cleavage. Spectral and binding studies // Journal of Biological Chemistry. - 1981. - № 256. - P. 6134-6139.

63. Zuber M.X., Simpson E.R., Waterman M.R. Expression of bovine 17-hydroxylase cytochrome P-450 cDNA in nonsteroidogenic (COS 1) cells // Science. - 1986. -№ 234. - P. 1258-1261.

64. Onoda M., Haniu M., Yanagibashi K., Sweet F., Shively J.E., Hall P.F. Affinity alkylation of the active site of C21 steroid side-chain cleavage cytochrome P-450 from neonatal porcine testis: a Unique Cysteine residue alkylated by 17-(bromoacetoxy)progesterone // Biochemistry. - 1987. - № 26. - P. 657-662.

65. Hall P.F. Cytochrome P-450C21scc: one enzyme with two actions: hydroxylase and lyase // The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. - 1991. -№ 40. - P. 527-532.

66. Soucy P., Lacoste L., Luu-The V. Assessment of porcine and human 16-ene-synthase, a third activity of P450c17, in the formation of an androstenol precursor // Eur. J. Biochem. - 2003. - № 270. - P. 1349-1355.

67. Lu S., Tsai S.Y., Tsai M.J. Regulation of androgen-dependent prostatic cancer cell growth: androgen regulation of CDK2, CDK4, and CKI p16 genes // Cancer Res. -1997. - № 57. - P. 4511-4516.

68. Lu S., Liu M., Epner D.E., Tsai S.Y., Tsai M.J. Androgen regulation of the cyclindependent kinase inhibitor p21 gene through an androgen response element in the proximal promoter // Mol. Endocrinol. - 1999. - № 13. - P. 376-384.

69. Kimura K., Markowski M., Bowen C., Gelmann E.P. Androgen blocks apoptosis of hormone-dependent prostate cancer cells // Cancer Res. -2001. - № 61. - P. 5611-5618.

70. Huggins C., Hodges C.V. Studies on prostatic cancer. I. The effect of castration, of estrogen and of androgen injection on serum phosphatases in metastatic carcinoma of the prostate // Cancer Res. - 1941. - № 1. - P. 293-297.

71. Huggins C. Effect of orchiectomy and irradiation on cancer of the prostate // Ann. Sug. - 1942. - № 115. - P. 1192-1200.

72. Zhu H., Garcia J.A. Targeting the adrenal gland in castration- resistant prostate cancer: A case for orteronel, a selective CYP17A1 17,20-lyase inhibitor // Curr.

Oncol. Rep. - 2013. - № 15. - P. 105-112.

162

73. Salvador J.A., Pinto R.M., Silvestre S.M. Steroidal 5a-reductase and 17a-hydroxylase/17,20-lyase (CYP17) inhibitors useful in the treatment of prostatic diseases // Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology. - 2013. - № 137. - P. 199-222.

74. Jagla M., Fève M., Kessler P., Lapouge G., Erdmann E., Serra S., Bergerat J.P., Céraline J. A splicing variant of the androgen receptor detected in a metastatic prostate cancer exhibits exclusively cytoplasmic actions // Endocrinology. - 2007. - № 148. - P. 4334-4343.

75. Ramsay A.K., Leung H.Y. Signalling pathways in prostate carcinogenesis: potentials for molecular-targeted therapy // Clin. Sci. - 2009. - № 117. - P. 209228.

76. Attard G., Cooper C.S., de Bono J.S. Steroid hormone receptors in prostate cancer: a hard habit to break? // Cancer Cell. - 2009. - № 16. - P. 458-462.

77. Ferraldeschi R., Pezaro C., Karavasilis V., de Bono J. Abiraterone and novel antiandrogens: overcoming castration resistance in prostate cancer // Annu. Rev. Med. - 2013. - № 64. - P. 1-13.

78. Yamaoka M., Hara T., Hitaka T., Kaku T., Takeuchi T., Takahashi J., Asahi S., Miki H., Tasaka A., Kusaka M. Orteronel (TAK-700), a novel non-steroidal 17,20-lyase inhibitor: effects on steroid synthesis in human and monkey adrenal cells and serum steroid levels in cynomolgus monkeys // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. -2012. - № 129. - P. 115-128.

79. Bruno R.D., Gover T.D., Burger A.M., Brodie A.M., Njar V.C. 17a-Hydroxylase/17,20 lyase inhibitor VN/124-1 inhibits growth of androgen-independent prostate cancer cells via induction of the endoplasmic reticulum stress response // Mol. Cancer Ther. - 2008. - № 7. - P. 2828-2836.

80. Vasaitis T., Belosay A., Schayowitz A., Khandelwal A., Chopra P., Gediya L.K., Guo Z., Fang H.B., Njar V.C., Brodie A.M. Androgen receptor inactivation contributes to antitumor efficacy of 17a-hydroxylase/17,20-lyase inhibitor 30-hydroxy-17-(1#-benzimidazole-1-yl)androsta-5,16-diene in prostate cancer // Mol.

Cancer Ther. - 2008. - № 7. - P. 2348-2357.

163

81. Yin L., Hu Q., Hartmann R.W. Recent progress in pharmaceutical therapies for castration-resistant prostate cancer // Int. J. Mol. Sci. - 2013. - № 14. - P. 1395813978.

82. Huang A., Jayaraman L., Fura A., Vite G.D., Trainor G.L., Gottardis M.M., Spires T.E., Spires V.M., Rizzo C.A., Obermeier M.T., Elzinga P.A., Todderud G., Fan Y., Newitt J.A., Beyer S.M., Zhu Y., Warrack B.M., Goodenough A.K., Tebben A.J., Doweyko A.M., Gold D.L., Balog A. Discovery of the selective CYP17A1 lyase inhibitor BMS-351 for the treatment of prostate cancer // ACS Med. Chem. Lett. - 2015. - V. 7. - № 1. -P. 40-45.

83. Garrido M., Peng H.-M., Yoshimoto F. K., Upadhyay S.K., Bratoeff E., Auchus R.J. A-ring modified steroidal azoles retaining similar potent and slowly reversible CYP17A1 inhibition as abiraterone // Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology. - 2014. - № 143. - P. 1-10.

84. Simpson E.R., Clyne C., Rubin G., Boon W.C., Robertson K., Britt K., Speed C., Jones M. Aromatase - a brief overview // Annu. Rev. Physiol. - 2002. - №64. - P. 93-127.

85. Lombardi P. Exemestane, a new steroidal aromatase inhibitor of clinical relevance // Biochim. Biophys. Acta - 2002. - №1587. - P. 326-337.

86. Lonning P.E. The role of aromatase inactivators in the treatment of breast cancer // Int. J. Clin. Oncol. - 2002. - №7. - P. 265-270.

87. Hong Y., Yu B., Sherman M., Yuan Y.C., Zhou D., Chen S. Molecular basis for the aromatization reaction and exemestane-mediated irreversible inhibition of human aromatase // Mol. Endocrinol. - 2007. - №21. - P. 401-414.

88. Lee R.J., Armstrong A.C., Wardley A.M. Letrozole: advancing hormone therapy in breast cancer // Womens Health. - 2012. - №8. - P. 611-618.

89. Yadav M.R., Barmade M.A., Tamboli R.S., Murumkar P.R. Developing steroidal aromatase inhibitors-an effective armament to win the battle against breast cancer // European Journal of Medicinal Chemistry. -2015. - №105. - P. 1-38.

90. Kumar S. Engineering cytochrome P450 biocatalysts for biotechnology, medicine and bioremediation // Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. - 2010. - №6. - P. 115131.

91. Lewis D.F.V. Oxidative stress: the role of cytochromes P450 in oxygen activation // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2002. - V. 77. - P. 1095-1100.

92. Kappus H., Sies H. Toxic drug effects associated with oxygen metabolism: redox cycling and lipid peroxidation // Experientia. - 1981. - V. 37. - №12. - P. 12331241.

93. Kappus H. Metabolic reactions: Role of cytochrome P450 in the formation of reactive oxygen species // Handb. Exp. Pharmacol. - 1993. - V. 105. - P. 145-154.

94. Young I.S., Woodside J.V. Antioxidants in health and disease // J. Clin. Pathol. -2001. - V. 54. - P. 176-186.

95. Karuzina I.I., Archakov A.I. The oxidative inactivation of cytochrome P450 in monooxygenase reactions // Free radical biology and medicine. - 1994. - V. 16. -P. 73-97.

96. Davies M.J. Protein oxidation and peroxidation // Biochem. J. - 2016.- V. 473. -№7. - P. 805-825.

97. Арчаков А.И., Карузина И.И., Згода В.Г. Окислительная модификация цитохрома Р450 и других макромолекул в процессе их обновления // Вопр. мед. химии. - 1998. - Т. 44. - В.1. - С. 3-27.

98. Aithal G.P., Day C.P., Kesteven P.J., Daly A.K. Association of polymorphisms in the cytochrome P450 CYP2C9 with warfarin dose requirement and risk of bleeding complications // Lancet. - 1999. - V. 353. - P.717-719.

99. Lindh J.D., Holm L., Andersson M.L., Rane A. Influence of CYP2C9 genotype on warfarin dose requirements-a systematic review and meta-analysis // Eur. J. Clin. Pharmacol. - 2009. - V. 65. - P. 365-375.

100. Михеева Ю.А., Кропачева Е.С., Игнатьев И.В., Сычев Д.А., Добровольский О.Б., Панченко Е.П. Полиморфизм гена цитохрома P4502C9(CYP2C9) и безопасность терапии варфарином // Кардиология. - 2008. - Т. 48. - №3. - С. 52-57.

101. Song B.-J., Akbar M., Jo I., Hardwick J.P., Abdelmegeed M.A. Translational Implications of the Alcohol-Metabolizing Enzymes, Including Cytochrome P450-2E1, in Alcoholic and Nonalcoholic Liver Disease // Cytochrome P450 Function and Pharmacological Roles in Inflammation and Cancer / edited by Hardwick J.P.

- 1st edition. - Academic Press, 2015. - Ch. 10. - P. 303-372.

102. Cederbaum A.I. CYP2E1 potentiates toxicity in obesity and after chronic ethanol treatment // Drug Metabolism and Drug Interactions. - 2012. - V. 27. - №3. - P. 125-144.

103. Leung T.M., Nieto N. CYP2E1 and oxidant stress in alcoholic and nonalcoholic fatty liver disease // Journal of Hepatology. - 2013. - V. 58. - №2. - P. 395-398.

104. Marí M., Morales A., Colell A., García-Ruiz C., Fernández-Checa J.C. Mitochondrial glutathione, a key survival antioxidant // Antioxidants and Redox Signaling. - 2009. - V. 11. - №11. - P. 2685-2700.

105. Згода В.Г. Посттрансляционная регуляция цитохромов Р450 подсемейства 2В: Автореф. дис. докт. биол. наук. - М. 2013. - 46 с.

106. Метелица Д.И., Активация кислорода ферментными системами. М.: Наука, 1982.

107. Ахрем А.А., Шкуматов В.М., Чащин В.Л. Выяснение природы аминокислотных остатков, участвующих в комплексообразовании адренодоксина и адренодоксинредуктазы. Химическая модификация остатков лизина, глутаминовой и аспарагиновой кислот адренодоксина // Биоорганическая химия. - 1977. - т.3. - №8. - с. 1064-1068.

108. Lu A.Y., Coon M.J. Role of hemoprotein P-450 in fatty acid omega-hydroxylation in a soluble enzyme system from liver microsomes // J. Biol. Chem. - 1968. - V. 243. - № 6. - P. 1331-1332.

109. Luthra A., Denisov I.G., Sligar S.G. Spectroscopic features of cytochrome P450 reaction intermediates // Archives of Biochemistry and Biophysics. 2011. - № 507.

- P. 26-35.

110. Garfinkel D. Studies on pig liver microsomes. I. Enzymic and pigment composition of different microsomal fractions // Arch. Biochem. Biophys. - 1958. - V. 77. - № 2. - P. 493-509.

111. Klingenberg M. Pigments of rat liver microsomes // Arch. Biophys. Biochem. -1958. - № 75. - P. 376-386.

112. Omura T., Sato R. The carbon monoxide-binding pigment of liver microsomes. II. Solubilization, purification, and properties // J. Biol. Chem. -1964. - № 239. - P. 2379-2385.

113. Estabrook R.W., Cooper D.Y., Rosenthal O. The light reversible carbon monoxide inhibition of the steroid C21-hydroxylase system of the adrenal cortex // Biochem. Z. - 1963. - V. 338. - P. 741-755.

114. Rein H., Ristau O., Friedrich J., Janig G.R., Ruckpaul K. Evidence for the existence of a high spin-low spin equilibrium in liver microsomal cytochrome P-450 // FEBS Lett. - 1977. - V. 75. - № 1. - P. 19-22.

115. Misselwitz R., Janig G.R., Rein H., Buder E., Zirwer D., Ruckpaul K. Substrate binding to solubilized cytochrome P-450 from rabbits at different temperatures // Acta Biol. Med. Ger. - 1977. - V. 36. - № 7-8K. - P. 35-41.

116. Schleyer H., Cooper D.Y., Rosenthal O. The heme protein P-450 in steroid hydroxylation // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 1973. - № 222. - P. 102-117.

117. Remmer H., Schenkman J., Estabrook R.W., Sasame H., Gillette J., Narasimhulu S., Cooper D.Y., Rosenthal O. Drug interaction with hepatic microsomal cytochrome // Mol. Pharmacol. - 1966. - № 2. - P. 187-190.

118. Imai Y., Sato R. Substrate interaction with hydroxylase system in liver microsomes // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1966. - V. 22. - № 6. - P. 620-626.

119. Schenkman J.B., Cinti D.L., Orrenius S., Moldeus P., Kraschnitz R. The nature of the reverse type I (modified type II) spectral change in liver microsomes // Biochemistry. - 1972. - V. 11. - P. 4243-4251.

120. von Kries J.P., Warrier T., Podust L.M. Identification of small-molecule scaffolds for P450 inhibitors // Curr. Protoc. Microbiol. - 2010. - Ch. 17. - Unit 17.4.

121. Khatri Y., Hannemann F., Ewen K.M., Pistorius D., Perlova O., Kagawa N., Brachmann A.O., Müller R., Bernhardt R. The CYPome of Sorangium cellulosum So ce56 and identification of CYP109D1 as a new fatty acid hydroxylase // Chem. Biol. - 2010. - V. 17. - P. 1295-1305.

122. Khatri Y., Hannemann F., Girhard M., Kappl R., Même A., Ringle M., Janocha S., Leize-Wagner E., Urlacher V.B., Bernhardt R. Novel family members of CYP109 from Sorangium cellulosum So ce56 exhibit characteristic biochemical and biophysical properties // Biotechnol. Appl. Biochem. - 2013. - V. 60. - P. 18-29.

123. Simgen B., Contzen J., Schwarzer R., Bernhardt R., Jung C. Substrate binding to 15ß-hydroxylase (CYP106A2) probed by FT infrared spectroscopic studies of the iron ligand CO stretch vibration // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2000. - V. 269. - P. 737-742.

124. Kunze K.L., Nelson W.L., Kharasch E.D., Thummel K.E., Isoherranen N. Stereochemical aspects of itraconazole metabolism in vitro and in vivo // Drug Metab. Dispos. - 2006. - V. 34. - P. 583-590.

125. Pearson J.T., Hill J.J., Swank J., Isoherranen N., Kunze K.L., Atkins W.M. Surface plasmon resonance analysis of antifungal azoles binding to CYP3A4 with kinetic resolution of multiple binding orientations // Biochemistry. - 2006. - V. 45. - P. 6341-6353.

126. Auld D.S., Veith H., Cali J.J. Bioluminescent Assays for Cytochrome P450 Enzymes // Cytochrome P450 protocols / edited by I. R. Phillips, E. A. Shephard, Ortiz de Montellano P.R. - 3rd edition. - Springer Science+Business Media New York, 2013. - Ch. 1. - P. 1-9.

127. Burke M.D., Thompson S., Elcombe C.R., Halpert J., Haaparanta T., Mayer R.T. Ethoxy-, pentoxy-, and benzyloxyphenoxasones and homologues: a series of substrates to distinguish between different induced cytochromes P-450 // Biochem Pharmacol. - 1995. - №34. - P. 3337-3345.

128. Stresser D.M., Turner S.D., Blanchard A.P., Miller V.P., Crespi C.L. Cytochrome P450 fluorometric substrates: identification of isoform-selective probes for rat

CYP2D2 and human CYP3A4 // Drug Metab Dispos. - 2002. - № 30. - P. 845852.

129. White I.N.H. A continuous fluorimetric assay for cytochrome P-450-dependent mixed function oxidases using 3-cyano-7-ethoxycoumarin // Anal. Biochem. -1988. - №172. - P. 304-310.

130. Venhorst J., Onderwater R.C.A., Meerman J.H.N., Vermeulen N.P.E., Commandeur J.N.M. Evaluation of a novel high-throughput assay for cytochrome P450 2D6 using 7-methoxy-4-(aminophenyl)-coumarin // Eur. J. Pharmaceut. Sci.

- 2000. - №12. - P. 151-158.

131. Chauret N., Dobss B., Lackman R.L., Bateman K., Nicoll-Griffith D.A., Stresser D.M., Ackermann J.M., Turner S.D., Miller V., Crespi C.L. The use of 3-[2-N,N-diethyl-N-methylammonium)ethyl]-7-methoxy-4-methylcoumarin (AMMC) as a specific CYP2D6 probe in human liver microsomes // Drug Metab. Dispos. -2001. - №29. - P. 1196-1200.

132. Chauret N., Tremblay N., Lackman R.L., Gauthier J.Y., Silva J.M., Marois J., Yergey J.A., Nicoll-Griffith D.A. Description of a 96-well plate assay to measure cytochrome P4503A inhibition in human liver microsomes using a selective fluorescent probe // Anal. Biochem. - 1999. - №276. - P. 215-226.

133. Nayadu S., Behera D., Sharma M., Kaur G., Gudi G. Fluorescent probe based CYP inhibition assay: a high throughput tool for early drug discovery screening // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. - 2013. - V. 59, №2. - P. 303-307.

134. Donato M.T., Jiménez N., Castell J.V., Gómez-Lechón M.J. Fluorescence-based assays for screening nine cytochrome P450 (P450) activities in intact cells expressing individual human P450 enzymes // Drug Metab Dispos. - 2004. - №32.

- P. 699-706.

135. Компания ThermoFisher Scientific Inc. Инструкция к набору Vivid® CYP450

Screening Kits. [Электронный ресурс]. - URL:

http://tools.thermofisher.com/content/sfs/manuals/Vivid_CYP450_Screening_Kits

_man.pdf (дата обращения: 14.07.2015).

169

136. Hales B.J. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy // Applications of Physical Methods to Inorganic and Bioinorganic Chemistry / edited by R.A. Scott, C.M. Lukehart - John Wiley & Sons, Ltd, 2007. - Ch. 3. - P. 39-44.

137. Lipscomb J.D. Electron paramagnetic resonance detectable states of cytochrome P-450cam // Biochemistry. - 1980. - № 19. - P. 3590-3599.

138. Daly A.K. Polymorphic variants of cytochrome P450: relevance to cancer and other diseases // Cytochrome P450 function and pharmacological roles in inflammation and cancer / edited by Hardwick J.P. - 1st edition. - Academic Press, 2015. - Ch. 3. - P. 85-111.

139. Roberts A.G., Atkins W.M. Energetics of heterotopic cooperativity between a-naphthoflavone and testosterone binding to CYP3A4 // Arch. Biochem. Biophys. -2007. - V. 463. - P. 89-101.

140. Conner K.P., Vennam P., Woods C.M., Krzyaniak M.D., Bowman M.K., Atkins W.M. 1,2,3-Triazoleheme interactions in cytochrome P450: functionally competent triazole-water-heme complexes // Biochemistry. - 2012. - V. 51. - P. 6441-6457.

141. Davydov R., Makris T.M., Kofman V., Werst D.E., Sligar S.G., Hoffman B.M. Hydroxylation of camphor by reduced oxy-cytochrome P450cam: mechanistic implications of EPR and ENDOR studies of catalytic intermediates in native and mutant enzymes // J. Am. Chem. Soc. - 2001. - V. 123. - № 7. - P. 1403-1415.

142. OuYang B., Pochapsky S.S., Dang M., Pochapsky T.C. A functional proline switch in cytochrome P450cam // Structure. - 2008. - V. 16. - № 6. - P. 916-923.

143. Modi S., Sutcliffe M.J., Primrose W.U., Lian L.Y., Roberts G.C. The catalytic mechanism of cytochrome P450 BM3 involves a 6 A movement of the bound substrate on reduction // Nat. Struct. Biol. - 1996. - V. 3. - № 5. - P. 414-417.

144. Myers T.G., Thummel K.E., Kalhorn T.F., Nelson S.D. Preferred orientations in the binding of 4'-hydroxyacetanilide (acetaminophen) to cytochrome P450 1A1 and 2B1 isoforms as determined by 13C- and 15N-NMR relaxation studies // J. Med. Chem. - 1994. - V. 37. - № 6. - P. 860-867.

145. Cameron M.D., Wen B., Allen K.E., Roberts A.G., Schuman J.T., Campbell A.P.,

Kunze K.L., Nelson S.D. Cooperative binding of midazolam with testosterone and

170

alpha-naphthoflavone within the CYP3A4 active site: a NMR T paramagnetic relaxation study // Biochemistry. - 2005. - V. 44. - № 43. - P. 14143-14151.

146. Hummel M.A., Gannett P.M., Aguilar J., Tracy T.S. Substrate proton to heme distances in CYP2C9 allelic variants and alterations by the heterotropic activator, dapsone // Arch. Biochem. Biophys. - 2008. - V. 475. - № 2. - P. 175-183.

147. McCullough C.R., Pullela P.K., Im S.C., Waskell L., Sem D.S. 13C-Methyl isocyanide as an NMR probe for cytochrome P450 active sites // J. Biomol. NMR. - 2009. - V. 43. - № 3. - P. 171-178.

148. Pochapsky T.C., Kazanis S., Dang M. Conformational plasticity and structure/function relationships in cytochromes P450 // Antioxid. Redox Signal. -2010. - V. 13. - № 8. - P. 1273-1296.

149. Фрайфельдер Д. Физическая биохимия. Применение физико-химических методов в биохимии и молекулярной биологии. Перевод с англ., М.: Издательство «Мир», 1980.

150. Kincaid J.R. Resonance Raman spectra of heme proteins and model compounds // Porphyrin Handbook / edited by Kadish K.M., Smith K.M., Guilard R. - Academic Press, New York, 2000. - P. 225-291.

151. Mak P.J., Kaluka D., Manyumwa M.E., Zhang H., Deng T., Kincaid J.R., Defining resonance Raman spectral responses to substrate binding by cytochrome P450 from Pseudomonasputida // Biopolymers. - 2008. - V. 89. - P. 1045-1053.

152. Chen Z., Ost T.W.B., Schelvis J.P.M. Phe393 mutants of cytochrome P450 BM3 with modified heme redox potentials have altered heme vinyl and propionate conformations // Biochemistry. - 2004. - V. 43. - № 7. - P. 1798-1808.

153. Smith S.J., Munro A.W., Smith W.E. Resonance Raman scattering of cytochrome P450 BM3 and effect of imidazole inhibitors // Biopolymers. - 2003. - V. 70. - № 4. - P. 620-627.

154. Hu S., Kincaid J.R. Resonance Raman spectra of the nitric oxide adducts of ferrous cytochrome P450cam in the presence of various substrates // J. Am. Chem. Soc. -1991. - V. 113. - № 26. - P. 2843-2850.

155. Deng T.J., Macdonald I.D.G., Simianu M.C., Sykora M., Kincaid J.R., Sligar S.G. Hydrogen-bonding interactions in the active sites of cytochrome P450cam and its site-directed mutants // J. Am. Chem. Soc. - 2001. - V. 123. - № 2. - P. 269-278.

156. Mak P.J., Denisov I.G., Grinkova Y.V., Sligar S.G., Kincaid J.R. Defining CYP3A4 structural responses to substrate binding. Raman spectroscopic studies of a nanodisc-incorporated mammalian cytochrome P450 // J. Am. Chem. Soc. -2011. - V. 133. - P. 1357-1366.

157. Мастеров В.Ф. Мёссбауэровская спектроскопия // Соровский образовательный журнал. - 1998. - №8. - С. 82-87.

158. Sharrock M., Munck E., Debrunner P.G., Marshall V., Lipscomb J.D., Gunsalus I.C. Mossbauer studies of cytochrome P-450cam // Biochemistry. 1973. - V. 12. -№ 2. - P. 258-265.

159. Sharrock M., Debrunner P.G., Schulz C., Lipscomb J.D., Marshall V., Gunsalus I.C. Cytochrome P450cam and its complexes. Mossbauer parameters of the heme iron // Biochim. Biophys. Acta. - 1976. - V. 420. - № 1. - P. 8-26.

160. Martinho M., Munck E. 57Fe Mossbauer spectroscopy in chemistry and biology // Physical Inorganic Chemistry Principles Methods and Models / edited by Bakac A. John Wiley & Sons, Inc., New York, 2010. - P. 39-67.

161. Andersson L.A., Dawson J.H. EXAFS Spectroscopy of heme-containing oxygenases and peroxidases // Structure and Bonding. - 2005. - V. 74. - P. 1-40.

162. Cramer S.P., Dawson J.H., Hodgson K.O., Hager L.P. Studies of the ferric forms of cytochrome P-450 and chloroperoxidase by extended x-ray absorption fine structure. Characterization of the iron-nitrogen and iron-sulfur distances // J. Am. Chem. Soc. - 1978. - V. 100. - № 23. - P. 7282-7290.

163. Shiro Y., Makino R., Sato F., Oyanagi H., Matsushita T., Ishimura Y., Iizuka T. Structural and electronic characterization of heme moiety in oxygenated hemoproteins by using XANES spectroscopy // Biochim. Biophys. Acta. - 1991. -V. 1115. - № 2. - P. 101-107.

164. Sligar S.G., Makris T.M., Denisov I.G. Thirty years of microbial P450

monooxygenase research: Peroxo-heme intermediates—The central bus station in

172

heme oxygenase catalysis // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2005. - V. 338. -№ 1. - P. 346-354.

165. Walther T.C., Mann M. Mass spectrometry-based proteomics in cell biology // J. Cell Biol. - 2010. - V. 190. - № 4 - P. 491-500.

166. Langenfeld E., Meyer H.E., Marcus K. Quantitative analysis of highly homologous proteins: the challenge of assaying the "CYP-ome" by mass spectrometry // Anal. Bioanal. Chem. - 2008. - V. 392. - № 6. - P. 1123-1134.

167. Dierks E., Stams K., Lim H.K., Cornelius G., Zhang H., Ball S. A method for the simultaneous evaluation of the activities of seven major human drug-metabolizing cytochrome P450s using an in vitro cocktail of probe substrates and fast gradient liquid chromatography tandem mass spectrometry // Drug Metab. Dispos. - 2001.

- № 29. - P. 23-29.

168. Zhang T., Zhu Y., Gunaratna C. Rapid and quantitative determination of metabolites from multiple cytochrome P450 probe substrates by gradient liquid chromatography-electrospray ionization-ion trap mass spectrometry // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. - 2002. - V. 780. - № 2. - P. 371-379.

169. Testino S.A., Patoney G., High-throughput inhibition screening of major human cytochrome P450 enzymes using an in vitro cocktail and liquid chromatography-tandem mass spectrometry // J. Pharm. and Biomed. Anal. - 2003. - № 30. - P. 1459-1467.

170. Walsky R., Obach R. Validated assays for human cytochrome P450 activities // Drug Metab. Dispos. - 2004. - V. 32. - № 6 - P. 647-660.

171. Turpeinen M., Uusitalo J., Jalonen J., Pelkonen O. Multiple P450 substrates in a single run: rapid and comprehensive in vitro interaction assay // Eur. J. Pharm. Sci.

- 2005. - V. 24. - №1. - P.123-132.

172. Bhoopathy S., Xin B., Unger S.E., Karnes H.T. A novel incubation direct injection LC/MS/MS technique for in vitro drug metabolism screening studies involving the CYP 2D6 and the CYP 3A4 isozymes // J. Pharm. Biomed. Anal. - 2005. - V. 37.

- № 4. - P. 739-749.

173. Dixit V., Hariparsad N., Desai P., Unadkat J.D. In vitro LC-MS cocktail assays to simultaneously determine human cytochrome P450 activities // Biopharm. Drug Dispos. - 2007. - V. 28. - № 5. - P. 257-262.

174. Lahoz A., Donato M.T., Picazo L., Gomez-Lechon M.J., Castell J.V. Determination of major human cytochrome P450s activities in 96-well plates using liquid chromatography tandem mass spectrometry // Toxicol. In Vitro. - 2007. - V. 21. - № 7. - P. 1247-1252.

175. Lin T., Pan K., Mordenti J., Pan L. In vitro assessment of cytochrome P450 inhibition: strategies for increasing LC/MS-based assay throughput using a one-point IC50 method and multiplexing high-performance liquid chromatography // J. Pharm. Sci. - 2007. - V. 96. - № 9. - P. 2485-2493.

176. Smith D., Sadagopan N., Zientek M., Reddy A., Cohen L. Analytical approaches to determine cytochrome P450 inhibitory potential of new chemical entities in drug discovery // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. - 2007. - V. 850. - № 1-2. - P. 455-463.

177. Li X., Chen X., Li Q., Wang L., Zhong D. Validated method for rapid inhibition screening of six cytochrome P450 enzymes by liquid chromatography-tandem mass spectrometry // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. - 2007. - V. 852. № 1-2. - P. 128-137.

178. Yao M., Zhu M., Sinz M.W., Zhang H., Humphreys W.G., Rodrigues A.D., Dai R. Development and full validation of six inhibition assays for five major cytochrome P450 enzymes in human liver microsomes using an automated 96-well microplate incubation format and LC-MS/MS analysis // J. Pharm. Biomed. Anal. - 2007. -V. 44. - № 1. - P. 211-223.

179. Tolonen A., Petsalo A., Turpeinen M., Uusitalo J., Pelkonen O. In vitro interaction cocktail assay for nine major cytochrome P450 enzymes with 13 probe reactions and a single LC/MSMS run: analytical validation and testing with monoclonal anti-CYP antibodies // J. Mass Spectrom. - 2007. - V. 42. - № 7. - P. 960-966.

180. O'Donnell C.J., Grime K., Courtney P., Slee D., Riley R.J. The development of a

cocktail CYP2B6, CYP2C8, and CYP3A5 inhibition assay and a preliminary

174

assessment of utility in a drug discovery setting // Drug Metab. Dispos. - 2007. -V. 35. - № 3. - P. 381-385.

181. Yan Z., Caldwell G. Methods in pharmacology and toxicology. Optimization in drug discovery: in vitro methods. - 2nd edition. - USA, NJ, Totowa: Humana Press Inc., 2014.

182. Frei R.W. High-performance liquid chromatography in clinical and biological chemistry // Proc. Anal. Div. Chem. Soc. - 1979. - № 16. - P. 289-307.

183. Ma Y.-C., Kim H.-Y. Determination of steroids by liquid chromatography/mass spectrometry // Journal of the American Society for Mass Spectrometry. - 1997. -V. 8. - № 9. - P. 1010-1020.

184. Иванов А.С., Медведев А.Е. Оптический плазмонно-резонансный биосенсор // Биомедицинская химия. - 2015. - Т. 61. - С. 231-238.

185. Ivanov A.S. The study of intermolecular interactions using optical biosensors operating on the effect of surface plasmon resonance // Sovremennye tehnologii v medicine. - 2012. - V. 4. - P. 142-153.

186. Englebienne P., van Hoonacker A., Verhas M. Surface plasmon resonance: principles, methods and applications in biomedical sciences // Spectroscopy. -2003. - V. 17. - №2-3. - P. 255-273.

187. Калужский Л.А., Гнеденко О.В., Гилеп А.А., Струшкевич Н.В., Шкель Т.В., Черновецкий М.А., Иванов А.С., Лисица А.В., Усанов С.А., Стоник В.А., Арчаков А.И. Поиск ингибиторов цитохрома P450(51) человека (CYP51A1): структурные аналоги ланостерола растительного и животного происхождения // Биомедицинская химия. - 2014. - Т. 60. - №5. - С. 528-537.

188. Иванов Ю.Д., Бухарина Н.С., Плешакова Т.О., Французов П.А., Крохин Н.В., Зиборов В.С., Арчаков А.И. АСМ-визуализация, измерение активности и физико-химических свойств единичных мономеров и олигомеров ферментов // Биофизика. - 2011. - Т. 56. - №5. - С. 939-944.

189. Kuznetsov V.Yu., Ivanov Yu.D., Bykov V.A., Saunin S.A., Fedorov I.A., Lemeshko S.V., Bon-Hoa G.H., Archakov A.I. Atomic force microscopy detection

of molecular complexes in multiprotein P450cam containing monooxygenase system // Proteomics. - 2002. - V. 2. - P. 1699-1705.

190. Kuznetsov V.Yu., Ivanov Yu.D., Archakov A.I. Atomic force microscopy revelation of molecular complexes in the multiprotein cytochrome P450 2B4-containing system // Proteomics. - 2004. - V. 4. - P. 2390-2396.

191. Meyer U.A. Pharmacogenetics - five decades of therapeutic lessons from genetic diversity // Nat. Rev. Genet. - 2004. - V. 5. - № 9. - P. 669-676.

192. Sadee W., Wang D., Papp A.C., Pinsonneault J.K., Smith R.M., Moyer R.A., Johnson A.D. Pharmacogenomics of the RNA world: structural RNA polymorphisms in drug therapy // Clin. Pharmacol. Ther. - 2011. - V. 89. - № 3. -P. 355-365.

193. Johansson I., Ingelman-Sundberg M. CNVs of human genes and their implication in pharmacogenetics. Cytogenet. Genome Res. - 2008. - V. 123 № 1-4. - P. 195204.

194. Daly A.K. Development of analytical technology in pharmacogenetic research // Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. - 2004. - V. 369. - № 1. - P. 133-140.

195. Roche Molecular Systems Inc. AmpliChip CYP450 Test for in vitro diagnostic use. Branchburg (NJ): Roche Molecular Systems Inc., 2005.

196. Guilbault G.G. General considerations // Enzymatic Methods of Analysis / edited by Bisswanger H. International Series of Monographs in Analytical Chemistry, 1970. - Ch. 1. - P. 1-24.

197. Clark L.C., Lyons C. Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 1962. - V. 102. - № 1. - P. 2945.

198. Bartlett P.N. Bioelectrochemistry: fundamentals, experimental techniques and applications. John Wiley & Sons, Ltd, 2008.

199. Yarmana A., Wollenberger U., Frieder W. Scheller F.W. Sensors based on cytochrome P450 and CYP mimicking systems // Electrochimica Acta. - 2013. -V. 110. - P. 63-72.

200. Sadeghi S.J., Fantuzzi A., Gilardi G. Breakthrough in P450 bioelectrochemistry and future perspectives // Biochim. Biophys. Acta. - 2011. - V. 1814. - № 1. - P. 237-248.

201. Hagen K.D., Gillan J.M., Im S.-C., Landefeld S., Mead G., Hiley M., Waskell L.A., Hill M.G., Udit A.K. Electrochemistry of mammalian cytochrome P450 2B4 indicates tunable thermodynamic parameters in surfactant films // Journal of Inorganic Biochemistry. - 2013. - V. 129. - P. 30-34.

202. Shumyantseva V.V., Ivanov Y.D., Bistolas N., Scheller F.W., Archakov A.I., Wollenberger U. Direct electron transfer of cytochrome P450 2B4 at electrodes modified with nonionic detergent and colloidal clay nanoparticles // Anal. Chem. -2004. - V. 76. - № 20. - P. 6046-6052.

203. Faulkner K.M., Shet M.S., Fisher C.W., Estabrook R.W. Electrocatalytically driven w-hydroxylation of fatty acids using cytochrome P450 4A1 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1995. - V. 92. - № 17. - P. 7705-7709.

204. Estabrook R.W., Faulkner K.M., Shet M.S., Fisher C.W. Application of electrochemistry for P450-catalyzed reactions // Methods Enzymol. - 1996. - V. 272. - P. 44-51.

205. Estabrook R.W., Shet M.S., Fisher C.W., Jenkins C.M., Waterman M.R. The interaction of NADPH-P450 reductase with P450: an electrochemical study of the role of the flavin mononucleotide-binding domain // Arch. Biochem. Biophys. -1996. - V. 333. - № 1. - P. 308-315.

206. Reipa V., Mayhew M.P., Vilker V.L. A direct electrode-driven P450 cycle for biocatalysis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1997. - V. 94. - № 25. - P. 1355413558.

207. Будников Г.К., Евтюгин Г.А., Майстренко В.Н. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии, медицине. М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.

208. Kazlauskaite J., Westlake A.C.G., Wong L.-L., Hill H.A.O. Direct electrochemistry of cytochrome P450cam // Chem. Commun. - 1996. - V. 18. - P. 2189-2190.

209. Lo K.K., Wong L.L., Hill H.A. Surface-modified mutants of cytochrome P450cam: enzymatic properties and electrochemistry // FEBS Lett. - 1999. - V. 451. - № 3. - P. 342-346.

210. Fantuzzi A., Fairhead M., Gilardi G. Direct electrochemistry of immobilized human cytochrome P450 2E1 // J. Am. Chem. Soc. - 2004. - V. 126. - № 16. - P. 5040-5041.

211. Shumyantseva V.V., Carrara S., Bavastrello V., Jason Riley D., Bulko T.V., Skryabin K.G., Archakov A.I., Nicolini C. Direct electron transfer between cytochrome P450scc and gold nanoparticles on screen-printed rhodium-graphite electrodes // Biosens. Bioelectron. - 2005. - V. 21. - № 1. - P. 217-222.

212. Lei C., Wollenberger U., Jung C., Scheller F.W. Clay-bridged electron transfer between cytochrome P450cam and electrode // Biochem. Biophys. Res. Commun. -2000. - V. 268. - № 3. - P. 740-744.

213. Shukla A., Gillam E.M., Mitchell D.J., Bernhardt P.V. Direct electrochemistry of enzymes from the cytochrome P450 2C family // Electrochemistry Communications. - 2005. - V. 7. - № 4. - P. 437-442.

214. Johnson D.L., Conley A.J., Martin L.L. Direct electrochemistry of human, bovine and porcine cytochrome P450c17 // Journal of Molecular Endocrinology. - 2006. -V. 36. - P. 349-359.

215. Rhieu S.Y., Ludwig D.R., Siu V.S., Palmore G.T.R. Direct electrochemistry of cytochrome P450 27B1 in surfactant films // Electrochemistry Communications. -2009. - V. 11. - № 10. - P. 1857-1860.

216. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Usanov S.A., Schmid R.D., Nicolini C., Archakov A.I. Construction and characterization of bioelectrocatalytic sensors based on cytochromes P450 // J. Inorg. Biochem. - 2001. - V. 87. - № 4. - P. 185190.

217. Johnson D.L., Lewis B.C., Elliot D.J., Miners J.O., Martin L.L. Electrochemical characterisation of the human cytochrome P450 CYP2C9 // Biochemical Pharmacology. - 2005. - V. 69. - P. 1533-1541.

218. Rudakov Y.O., Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Suprun E.V., Kuznetsova G.P., Samenkova N.F., Archakov A.I. Stoichiometry of electrocatalytic cycle of cytochrome P450 2B4 // J. Inorg. Biochem. - 2008. - V. 102. - № 11. - P. 20202025.

219. Lvov Y.M., Lu Z., Schenkman J., Zu X., Rusling J.F. Direct electrochemistry of myoglobin and cytochrome P450cam in alternate layer-by-layer films with DNA and other polyions // Journal of the American Chemical Society. - 1998. - V. 120.

- № 17. - P. 4073-4080.

220. Estavillo C., Lu Z., Jansson I., Schenkman J.B., Rusling J.F. Epoxidation of styrene by human cyt P450 1A2 by thin film electrolysis and peroxide activation compared to solution reactions // Biophys. Chem. - 2003. - V. 104. - № 1. - P. 291-296.

221. Joseph S., Rusling J.F., Lvov Y.M., Friedberg T., Fuhr U. An amperometric biosensor with human CYP3A4 as a novel drug screening tool // Biochemical Pharmacology. - 2003. - V. 65. - P. 1817-1826.

222. Sugihara N., Ogoma Y., Abe K., Kondo Y., Akaike T. Immobilization of cytochrome P-450 and electrochemical control of its activity // Polymers for advanced technologies. - 1998. - V. 9. - № 5. - P. 307-313.

223. Holtmann D., Mangold K.M., Schrader J. Entrapment of cytochrome P450 BM-3 in polypyrrole for electrochemically-driven biocatalysis // Biotechnol. Lett. - 2009.

- V. 31. - № 5. - P. 765-770.

224. Alonso-Lomillo M.A., Gonzalo-Ruiz J., Domínguez-Renedo O., Muñoz F.J., Arcos-Martínez M.J. CYP450 biosensors based on gold chips for antiepileptic drugs determination // Biosens. Bioelectron. - 2008. - V. 23. - № 11. - P. 17331737.

225. Iwuoha E.I., Kane S., Anita C.O., Smyth M., Ortiz de Montellano P.R., Fuhr U. Reactivities of organic phase biosensors 3: electrochemical study of cytochrome P450cam immobilized in a methyltriethoxysilane sol-gel // Electroanalysis. - 2000.

- V. 12. - №12. - P. 980-986.

226. Liu S., Peng L., Yang X., Wu Y., He L. Electrochemistry of cytochrome P450 enzyme on nanoparticle-containing membrane-coated electrode and its applications for drug sensing // Anal. Biochem. - 2008. - V. 375. - № 2. - P. 209-216.

227. Hendricks N.R., Waryo T.T., Arotiba O., Jahed N., Baker P.G.L., Iwuoha E.I. Microsomal cytochrome P450-3A4 (CYP3A4) nanobiosensor for the determination of 2,4-dichlorophenol — An endocrine disruptor compound // Electrochimica Acta. - 2009. - V. 54. - P. 1925-1931.

228. Sun P., Wu Y. An amperometric biosensor based on human cytochrome P450 2C9 in polyacrylamide hydrogel films for bisphenol A determination // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2013. - V. 178. - P. 113-118.

229. Nikki K., Gregory B. Electrochemistry of redox-active protein films immobilized on self-assembled monolayers of organothiols // Surfactant science series. biomolecular films / edited by J. Rusling. Marcel Dekker Inc., New York, 2003.

230. Anandan V., Gangadharan R., Zhang G. Role of SAM chain length in enhancing the sensitivity of nanopillar modified electrodes for glucose detection // Sensors. -2009. - V. 9. - № 3. - P. 1295-1305.

231. Johnson D.L., Martin L.L. Controlling protein orientation at interfaces using histidine tags: an alternative to Ni/NTA // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V. 127. -№ 7. - P. 2018-2019.

232. Mak L.H., Sadeghi S.J., Fantuzzi A., Gilardi G. Control of human cytochrome P450 2E1 electrocatalytic response as a result of unique orientation on gold electrodes // Anal. Chem. - 2010. - V. 82. - № 12. - P. 5357-5362.

233. Yang M., Kabulski J.L., Wollenberg L., Chen X., Subramanian M., Tracy T.S., Lederman D., Gannett P.M., Wu N. Electrocatalytic drug metabolism by CYP2C9 bonded to a self-assembled monolayer-modified electrode // Drug Metabolism and Disposition. - 2009. - V. 37. - №4. - P. 892-899.

234. Land D., Böcker R. Highly sensitive and specific high-performance liquid chromatographic analysis of 7-hydroxywarfarin, a marker for human cytochrome P4502C9 activity // J. Chromatogr. B Biomed. Appl. - 1995. - V. 672. - P. 305309.

235. Panicco P., Dodhia V.R., Fantuzzi A., Gilardi G. Enzyme-based amperometric platform to determine the polymorphic response in drug metabolism by cytochromes P450 // Anal. Chem. - 2011. - V. 83. - P. 2179-2186.

236. Fantuzzi A., Mak L.H, Capria E., Dodhia V., Panicco P., Collins S., Gilardi G.A. New standardized electrochemical array for drug metabolic profiling with human cytochromes P450 // Anal. Chem. - 2011. - V. 83. - P. 1533-1541.

237. Cui D., Mi L., Xu X., Lu J., Qian J., Liu S. Nanocomposites of graphene and cytochrome P450 2D6 isozyme for electrochemical-driven tramadol metabolism // Langmuir. - 2014. - V. 30. - №39. - P. 11833-11840.

238. Sadeghi S.J., Ferrero S., Di Nardo G., Gilardi G. Drug-drug interactions and cooperative effects detected in electrochemically driven human cytochrome P450 3A4 // Bioelectrochemistry. - 2012. - V. 86. - P. 87-91.

239. Di Nardo G., Castrignano S., Sadeghi S.J., Baravalle R., Gilardi G. Bioelectrochemistry as a tool for the study of aromatization of steroids by human aromatase // Electrochemistry Communications. - 2015. - V. 52. - P. 25-28.

240. Sultana N., Schenkman J.B., Rusling J.F. Protein Film Electrochemistry of microsomes genetically enriched in human cytochrome P450 monooxygenases // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V. 127. - P. 13460-13461.

241. Mie Y., Suzuki M., Komatsu Y. Electrochemically driven drug metabolism by membranes containing human cytochrome P450 // J. Am. Chem. Soc. -2009. - V. 131. - P. 6646-6647.

242. Mie Y., Tateyama E., Komatsu Y. ^-Aminothiophenol modification on gold surface improves stability for electrochemically driven cytochrome P450 microsome activity // Electrochimica Acta. - 2014. - V. 115. - P. 364-369.

243. Baj-Rossi C., Jost T.R., Cavallini A., Grassi F., DeMicheli G., Carrara S. Continuous monitoring of Naproxen by a cytochromeP450-based electrochemical sensor // Biosensors and Bioelectronics.- 2014. - V. 53. - P. 283-287.

244. Walgama C., Nerimetla R., Materer N.F., Schildkraut D., Elman J.F., Krishnan S. A simple construction of electrochemical liver microsomal bioreactor for rapid

drug metabolism and inhibition assays // Anal. Chem. - 2015. - V. 87. -№9. - P. 4712-4718.

245. Simonov A.N., Holien J.K., Yeung J.C.I., Nguyen A.D., Corbin C.J., Zheng J., Kuznetsov V.L., Auchus R.J., Conley A.J., Bond A.M., Parker M.W., Rodgers R.J., Martin L.L. Mechanistic scrutiny identifies a kinetic role for cytochrome b5 regulation of human cytochrome P450c17 (CYP17A1, P450 17A1) // PLoS One. -2015. - V. 10. - P. e0141252.

246. Girhard M., Bakkes P.J., Mahmoud O., Urlacher V.B. P450 biotechnology // Cytochrome P450. Structure, mechanism, and biochemistry / edited by Ortiz de Montellano P.R. - 4th edition. - University of California, San Francisco, San Francisco California USA, 2015. - Part I, V. 1, Ch. 8. - P. 451-520.

247. van Beilen J.B., Duetz W.A., Schmid A., Witholt B. Practical issues in the application of oxygenases // Trends. Biotechnol. - 2003. - V. 21. - P. 170-177.

248. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Archakov A.I. Electrochemical reduction of cytochrome P450 as an approach to the construction of biosensors and bioreactors // Journal of Inorganic Biochemistry. - 2005. - V. 99. - P. 1051-1063.

249. Yokoyama K., Kayanuma Y. Cyclic voltammetric simulation for electrochemically mediated enzyme reaction and determination of enzyme kinetic constants // Anal. Chem. - 1998. - V. 70. - № 16. - P. 3368-3376.

250. Limoges B., Saveant J.-M. Cyclic voltammetry of immobilized redox enzymes. Interference of steady-state and non-steady-state Michaelis-Menten kinetics of the enzyme-redox cosubstrate system // Journal of Electroanalytical Chemistry. -2003. - V. 549. - P. 61-70.

251. Leger C., Bertrand P. Direct electrochemistry of redox enzymes as a tool for mechanistic studies // Chem Rev. - 2008. - V. 108. - № 7. - P. 2379-2438.

252. Heering H.A. Analysis of protein film voltammograms as Michaelis-Menten saturation curves yield the electron cooperativity number for deconvolution // Bioelectrochemistry. - 2012. - V. 87. - P. 58-64.

253. Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электрохимии.

Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2008.

182

254. Шольц Ф. Электроаналитические методы. Теория и практика. Пер. с англ., М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

255. Laviron E. General expression of the linear potential sweep voltammogram in the case of diffusionless electrochemical systems // Journal of Electroanalytical Chemistry. - 1979. - V. 101. - P. 19-28.

256. Bard A.J., Faulkner L.R. Electrochemical methods: fundamentals and applications, New York: John Wiley & Sons, 1980.

257. Sucheta A., Cammack R., Weiner J., Armstrong F.A. Reversible electrochemistry of fumarate reductase immobilized on an electrode surface. Direct voltammetric observations of redox centers and their participation in rapid catalytic electron transport // Biochemistry. - 1993. - V. 32. - № 20. - P. 5455-5465.

258. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Suprun E.V., Chalenko Y.M., Vagin Yu.M., Rudakov Y.O., Shatskaya M.A., Archakov A.I. Electrochemical investigations of cytochrome P450 // Biochimica et Biophysica Acta. - 2011. - V. 1814. - № 1. -P. 94-101.

259. Moore G.R, Williams R.P. Structural basis for the variation in redox potential of cytochromes // FEBS Lett. - 1977. - V. 79. - P. 229-232.

260. Moore G.R, Pettigrew G.W., Rogers N.K. Factors influencing redox potentials of electron transfer proteins // Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A R.P. - 1986. - V. 83. - P. 4998-4999.

261. Bethell D., Brust M., Schiffrin D.J., Kiely C. From monolayers to nanostructured materials: an organic chemist's view of self-assembly // J. Electroanal. Chem. -1996. - V. 409. - P. 137-143.

262. Han X., Cheng W., Zhang Z., Dong S., Wang E. Direct electron transfer between hemoglobin and a glassy carbon electrode facilitated by lipid-protected gold nanoparticles // Biochem. Biophys. Acta. - 2002. - V. 1556. - P. 273-277.

263. Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues // J. Biol. Chem. - 1957. - V. 226. -P. 497-509.

264. Nash T. The colorimetric estimation of formaldehyde by means of the Hantzsch reaction // Biochem. J. - 1953. - V. 55. - №3. - P. 416-421.

265. Trinder P. Determination of glucose in blood using glucose oxidase with alternative oxygen acceptor // Annals of Clinical Biochemistry. - 1966. - №6. - P. 24.

266. Компания Sigma-Aldrich Co. Инструкция к набору для определения антиоксидантной активности. [Электронный ресурс]. - URL: http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigmaaldrich/docs/Sigma/Bulletin71/ma k187bul.pdf (дата обращения: 25.01.2016).

267. Carrara S., Shumyantseva V.V., Archakov A.I., Samori B. Screen-printed electrodes based on carbon nanotubes and cytochrome P450scc for highly sensitive cholesterol biosensors // Biosensors and Bioelectronics. - 2008. - V. 24. - P. 148150.

268. Carrara S., Baj-Rossi C., Boero C., De Micheli G. Do carbon nanotubes contribute to electrochemical biosensing? // Electrochimica Acta. - 2014. - V. 128. - P. 102112.

269. Shi R., Ma B., Wu J., Wang T., Ma Y. Rapid and accurate liquid chromatography and tandem mass spectrometry method for the simultaneous quantification of ten metabolic reactions catalyzed by hepatic cytochrome P450 enzymes // J. Sep. Sci. - 2015. - V. 38. - № 19. - P. 3363-3373.

270. Yasar U., Eliasson E., Forslund-Bergengren C., Tybring G., Gadd M., Sjoqvist F., Dahl M.L. The role of CYP2C9 genotype in the metabolism of diclofenac in vivo and in vitro // Eur. J. Clin. Pharmacol. - 2001. - V. 57. - № 10. - P. 729-735.

271. Petushkova N.A., Kanaeva I.P., Lisitsa A.V., Sheremetyeva G.F., Zgoda V.G., Samenkova N.F., Karuzina I.I., Archakov A.I. Characterization of human liver cytochromes P450 by combining the biochemical and proteomic approaches // Toxicology in Vitro. - 2006. - V. 20. - P. 966-974.

272. Riley R.J., Howbrook D. In vitro analysis of the activity of the major human hepatic CYP enzyme (CYP3A4) using [#-methyl-14C]-erythromycin // Journal of

Pharmacological and Toxicological Methods. - 1997. - V. 38. - P. 189-193.

184

273. Lee-Robichaud P., Wright J.N., Akhtar M.E., Akhtar M. Modulation of the activity of human 17a-hydroxylase-17,20-lyase (CYP17) by cytochrome b5: endocrinological and mechanistic implications // Biochem. J. - 1995. - V. 308. -P. 901-908.

274. DeVore N.M., Scott E.E. Structures of cytochrome P450 17A1 with prostate cancer drugs abiraterone and T0K-001 // Nature. - 2012. - V. 482. - P. 116-120.

275. Wang R.W., Newton D.J., Scheri T.D., Lu A.Y. Human cytochrome P450 3A4-catalyzed testosterone 6^-hydroxylation and erythromycin N-demethylation. Competition during catalysis // Drug Metab. Dispos. - 1997. - V. 25. - № 4. - P. 502-507.

276. Dodhia V.R., Sassone C., Fantuzzi A., Di Nardo G., Sadeghi S.J., Gilardi G. Modulating the coupling efficiency of human cytochrome P450 CYP3A4 at electrode surfaces through protein engineering // Electrochem. Commun. - 2008. -V. 10. - № 11. - P. 1744-1747.

277. Fantuzzi A., Capria E., Mak L.H., Dodhia V.R., Sadeghi S.J., Collins S., Somers G., Huq E., Gilardi G. An electrochemical microfluidic platform for human P450 drug metabolism profiling // Anal. Chem. - 2010. - V. 82. - P. 10222-10227.

278. Clement O.O., Freeman C.M., Hartmann R.W., Handratta V.D., Vasaitis T.S., Brodie A.M., Njar V.C. Three dimensional pharmacophore modeling of human CYP17 inhibitors. Potential agents for prostate cancer therapy // J. Med. Chem. -2003. - V. 46. - № 12. - P. 2345-2351.

279. Jagusch C., Negri M., Hille U.E., Hu Q., Bartels M., Jahn-Hoffmann K., Pinto-Bazurco Mendieta M.A., Rodenwaldt B., Müller-Vieira U., Schmidt D., Lauterbach T., Recanatini M., Cavalli A., Hartmann R.W. Synthesis, biological evaluation and molecular modelling studies of methyleneimidazole substituted biaryls as inhibitors of human 17a-hydroxylase-17,20-lyase (CYP17). Part I: Heterocyclic modifications of the core structure // Bioorg. Med. Chem. - 2008. -V. 16. - № 4. - P. 1992-2010.

280. Haider S.M., Patel J.S., Poojari C.S., Neidle S. Molecular modeling on inhibitor complexes and active-site dynamics of cytochrome P450 C17, a target for prostate cancer therapy // J. Mol. Biol. - 2010. - V. 400. - № 5. - P. 1078-1098.

281. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. М: Издательство «Мир», 1979.

282. Shumyantseva V.V., Makhova A.A., Bulko T.V., Shich E.V., Kukes V.G., Usanov S.A., Archakov A.I. The effect of antioxidants on electrocatalytic activity of cytochrome P450 3A4 // Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. - 2013. - V. 7. - № 2. - P. 160-164.

283. Отделёнов В.А., Смирнов В.В., Дмитриев А.В., Поройков В.В., Шумянцева В.В., Красных Л.М., Сычев Д.А., Кукес В.Г. Влияние этилметилгидроксипиридина малата на активность CYP3A4: комплексный подход к оценке влияния на систему биотрансформации лекарственных средств // Лекарственные препараты и рациональная фармакотерапия. - 2013.

- №3. - С. 30-36.

284. Sergeev G.V., Gilep A.A., Usanov S.A. The role of cytochrome bs structural domains in interaction with cytochromes P450 // Biochemistry (Moscow). - 2014.

- V. 79. - № 5. - P. 406-416.

285. Yamazaki H., Johnson W.W., Ueng Y.-F., Shimada T., Guengerich F.P. Lack of electron transfer from cytochrome b5 in stimulation of catalytic activities of cytochrome P450 3A4. Characterization of a reconstituted cytochrome P450 3A4/NADPH-cytochrome P450 reductase system and studies with apo-cytochrome b5 // J. Biol. Chem. - 1996. - V. 271. - P. 27438-27444.

286. Yamazaki H., Shimada T., Martin M.V., Guengerich F.P. Stimulation of cytochrome P450 reactions by apo-cytochrome b5: evidence against transfer of heme from cytochrome P450 3A4 to apo-cytochrome b5 or heme oxygenase // J. Biol. Chem. - 2001. - V. 276. - P. 30885-30891.

287. Kaiser D. Coupling cell movement to multicellular development in myxobacteria // Nat. Rev. Micro. - 2003. - V. 1. - P. 45-54.

288. Shimkets L.J., Dworkin M., Reichenbach H. The myxobacteria, in: Dworkin M., Falkow S., Rosenberg E., Schleifer K.-H., Stackebrandt E. (Eds.), The prokaryotes, Vol. 7, Ch. 3.4.3, Springer-Verlag, New York, NY, 2006, P. 31.

289. Weissman K.J., Müller R. Myxobacterial secondary metabolites: bioactivities and modes-of-action // Nat. Prod. Rep. - 2010. - V. 27. - P. 1276-1295.

290. Irschik H., Reichenbach H., Höfle G., Jansen R. The thuggacins, novel antibacterial macrolides from Sorangium cellulosum acting against selected Grampositive bacteria // J. Antibiot. - 2007. - V. 60. - P. 733-738.

291. Li X., Yu T.K., Kwak J.H., Son B.Y., Seo Y., Zee O.P., Ahn J.W. Soraphinol C, a new free-radical scavenger from Sorangium cellulosum // J. Microbiol. Biotechnol. - 2008. - V. 18. - 520-522.

292. Altmann K.-H., Höfle G., Müller R., Mulzer J., Prantz K. The epothilones: an outstanding family of anti-tumor agents: from soil to the clinic, Springer Vienna, 2009.

293. Khatri Y., Ringle M., Lisurek M., von Kries J.P., Zapp J., Bernhardt R. Substrate hunting for the myxobacterial CYP260A1 revealed new 1a-hydroxylated products from C-19 steroids // Chembiochem. - 2016. - V. 17. - № 1. - 90-101.

294. Petrow V.A history of steroid chemistry: some contributions from European industry // Steroids. - 1996. - V. 61. - № 8. - P. 473-475.

295. Jensen P.S., Chi Q., Grumsen F.B., Abad J.M., Horsewell A., Schiffrin D.J., Ulstrup J. Gold nanoparticle assisted assembly of a heme protein for enhancement of long-range interfacial electron transfer // J. Phys. Chem. C. - 2007. - V. 111. -№ 16. - P. 6124-6132.

296. Guo S., Wang E. Synthesis and electrochemical applications of gold nanoparticles // Anal. Chim. Acta. - 2007. - V. 598. - P. 181-192.

297. Castrignano S., Sadeghi S.J., Gilardi G. Entrapment of human flavincontaining monooxygenase 3 in the presence of gold nanoparticles: TEM FTIR and electrocatalysis // Biochim. Biophys. Acta. - 2012. - V. 1820. - P. 2072-2078.

298. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Rudakov Yu.O., Kuznetsova G.P., Samenkova

N.F., Lisitsa A.V., Karuzina I.I., Archakov A.I. Nanoelectrochemistry of

187

cytochrome P450s: Direct electron transfer and electrocatalysis // Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. - 2007. - V. 1. - № 4. -P. 327-333.

299. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Rudakov Y.O., Kuznetsova G.P., Samenkova N.F., Lisitsa A.V., Karuzina I.I., Archakov A.I. Electrochemical properties of cytochroms P450 using nanostructured electrodes: direct electron transfer and electro catalysis // Journal of Inorganic Biochemistry. - 2007. - V. 101. - № 5. -P. 859-865.

300. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Kuznetsova G.P., Lisitsa A.V., Ponomarenko E.A., Karuzina I.I., Archakov A.I. Electrochemical reduction of sterol-14a-demethylase from Mycobacterium tuberculosis (CYP51b1) // Biochemistry (Moscow). - 2007. - V. 72. - № 6. - 658-663.

301. Rua F., Sadeghi S.J., Castrignanoa S., Valetti F., Gilardi G. Electrochemistry of Canis familiaris cytochrome P450 2D15 with gold nanoparticles: An alternative to animal testing in drug discovery // Bioelectrochemistry. - 2015. - V. 105. - P. 110-116.

302. Denisov I.G., Sligar S.G. Activation of molecular oxygen in cytochromes P450// Cytochrome P450. Structure, mechanism, and biochemistry / edited by Ortiz de Montellano P.R. - 4th edition. - University of California, San Francisco, San Francisco California USA, 2015. - Part I, V. 1, Ch. 3. - P. 69-110.

303. Sligar S.G. Coupling of spin, substrate, and redox equilibria in cytochrome P450 // Biochemistry. - 1976. - V. 15. - № 24. - P. 5399-5406.

304. Sies H., Kandel M. Positive increase of redox potential of the extramitochondrial NADP(H) system by mixed function oxidations in hemoglobin-free perfused rat liver // FEBS Lett. - 1970. - V. 9. - № 4. - P. 205-208.

305. Guengerich F.P., Ballou D.P., Coon M.J. Purified liver microsomal cytochrome P-450. Electron-accepting properties and oxidation-reduction potential // J. Biol. Chem. - 1975. - V. 250. - № 18. - P. 7405-7414.

306. Guengerich F.P. Oxidation-reduction properties of rat liver cytochromes P-450 and NADPH-cytochrome P-450 reductase related to catalysis in reconstituted systems // Biochemistry. - 1983. - V. 22. - № 12. - P. 2811-2820.

307. Colas H., Ewen K.M., Hannemann F., Bistolas N., Wollenberger U., Bernhardt R., de Oliveira P. Direct and mediated electrochemical response of the cytochrome P450 106A2 from Bacillus megaterium ATCC 13368 // Bioelectrochemistry. -2012. - V. 87. - P. 71-77.

308. Khatri Y., Girhard M., Romankiewicz A., Ringle M., Hannemann F., Urlacher V.B., Hutter M., Bernhardt R. Regioselective hydroxylation of norisoprenoids by CYP109D1 from Sorangium cellulosum So ce56 // Appl. Microbiol. Biotechnol. -2010. - V. 88. - P. 485-495.

309. Khatri Y., Hannemann F., Perlova O., Müller R., Bernhardt R. Investigation of cytochromes P450 in myxobacteria: Excavation of cytochromes P450 from the genome of Sorangium cellulosum So ce56 // FEBS Lett. - 2011. - V. 585. - P. 1506-1513.

310. Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 2. М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает глубокую благодарность за неоценимую помощь на всех этапах выполнения диссертационной работы научному руководителю, заведующей лаборатории биоэлектрохимии отдела персонализированной медицины ИБМХ, д.б.н. Виктории Васильевне Шумянцевой, а также сотрудникам лаборатории биоэлектрохимии и кафедры биохимии МБФ ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России.

Автор выражает искреннюю благодарность заведующему лабораторией синтеза физиологически активных соединений ИБМХ, профессору, д.б.н. Александру Юрьевичу Мишарину за предоставленные для работы соединения и помощь в выполнении исследований.

Автор выражает глубокую благодарность заведующему лабораторией структурной биоинформатики отдела биоинформатики ИБМХ, д.б.н. Александру Владимировичу Веселовскому за проведение биоинформационных исследований, а также за ценные замечания.

Автор выражает искреннюю благодарность за проведение масс-спектрометрического анализа научному сотруднику лаборатории системной биологии отдела протеомных исследований и масс-спектрометрии ИБМХ Наталье Евгеньевне Москалевой и младшему научному сотруднику группы масс-спектрометрии отдела протеомных исследований и масс-спектрометрии ИБМХ Марии Геннадьевне Завьяловой.

Автор выражает глубокую благодарность за предоставленные для работы изоферменты цитохрома Р450 ^отап^гит св11и1о8ит Бо се56, ценные практические замечания, помощь в подготовке рукописей и плодотворное сотрудничество профессору Рите Бернхардт и доктору Йогану Хатри, Институт Биохимии Саарского университета, Саарбрюккен, Германия.