Механизм субстратной и коферментативной специфичности бактериальной формиатдегидрогеназы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.15, кандидат химических наук Маторин, Андрей Дмитриевич

• Маторин, Андрей Дмитриевич
• кандидат химических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат химических наук Маторин, Андрей Дмитриевич

I. ВВЕДЕНИЕ

II ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕАКЦИЙ ДЕГИДРИРОВАНИЯ.

1.1 Основные закономерности реакций гидридного переноса.

1.2 Основные закономерности механизма действия и строения NAD(P)+ зависимых дегидрогеназ.

ГЛАВА 2. СТРОЕНИЕ АКТИВНОГО ЦЕНТРА И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ NAD+-3ABHCHMbIX ФОРМИАТДЕГИДРОГЕНАЗ.

2.1 Основные физико-химические свойства формиатдегидрогеназ.

2.2 Сравнение аминокислотных последовательностей ФДГ.

2.3 Строение белковой глобулы ФДГ метилотрофных бактерий Pseudomonas sp. 101.

2.4 Строение коферментсвязывающего домена.

2.5 Строение активного центра ФДГ.

2.6 Механизм катализа ФДГ.

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1 Материалы.

3.2 Методы исследования.

IV РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ОСТАТКОВ АКТИВНОГО ЦЕНТРА ФДГ Pseudomonas sp.101, УЧАСТВУЮЩИХ В КАТАЛИЗЕ И

СОРБЦИИ ФОРМИАТА.

4.1 Роль остатка His332.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ИМ)+ - никотинамидадениндинуклеотид окисленный

КАОН - никотинамидадениндинуклеотид восстановленный

МАОР+ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат окисленный

ЫАБРН - никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный

ФДГ - формиатдегидрогеназа

АДГ - алкогольдегидрогеназа

ЛДГ - лактатдегидрогеназа

МДГ - малатдегидрогеназа

ГАФД - глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа

ИПМДГ - 3-изопропилмалатдегидрогеназа

АТФ - аденозин-5 -трифосфат сШТР - дезоксирибонуклеозид -5 -трифосфат ИПТГ - изопропилтио-(3-0-галактозид ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота ДТТ - дитиотреитол

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизм субстратной и коферментативной специфичности бактериальной формиатдегидрогеназы»

NAD(P)+-3aBHCHMbie дегидрогеназы составляют обширный класс ферментов, катализирующих обратимый (в большинстве случаев) перенос гидрид-иона от субстрата к окисленной форме кофермента. Эти ферменты катализируют ряд ключевых метаболических процессов и относятся к одному из самых исследуемых в настоящее время классов.

Как было показано [1], КАО+-зависимые формиатдегидрогеназы (КФ 1.2.1.2., ФДГ) относятся к суперсемейству D-специфичных дегидрогеназ 2-гидрокси кислот, в которое, в частности, входят D-лактат дегидрогеназы. В аминокислотных последовательностях ферментов этого суперсемейства имеется целый ряд высоко консервативных аминокислотных остатков, которые по данным рентгеноструктурного анализа расположены в активном центре и являются каталитически важными или участвуют связывания субстрата. Такими остатками, в частности являются остатки His332, Arg284,11е202 и ряд других по нумерации ФДГ метилотрофных бактерий Pseudomonas sp.lQl. Механизм действия и строение этих ферментов тоже имеют некоторые общие закономерности.

Исследованию ферментов этого суперсемейства в настоящее время посвящено огромное число работ. Для многих из них была показана роль как отдельных остатков в катализе, так и общий механизм действия, имеются ренгеноструктурные данные с высоким разрешением, клонирован и секвенирован ген, осуществлена экспрессия в различные микроорганизмы.

Рассматриваемая нами формиатдегидрогеназа состоит из двух идентичных субъединиц, имеет на каждой субъединице по одному независимому активному центру и не содержит в своем составе ни ионов металлов, ни простетических групп. В ходе реакции, катализируемой этим ферментом, отсутствует стадия присоединия - отщепления протона, характерная для механизма действия остальных NAD(P)+ зависимых дегидрогеназ 2-гидроксикислот, что значительно упрощает исследование собственно каталитической стадии - переноса гидрид-иона от формиата к С4-атому никотинамидного кольца кофермента и реакция может рассматриваться в качестве модельной для ферментов этого суперсемейства. Ранее на основании исследований кинетики реакции в стационарном и предстационарном режимах, данных рентгеноструктурного анализа для апо-фермента и тройного комплекса ФДГ-МАЕ)+-азид, а также исследований методом направленного мутагенеза, была предложена модель действия бактериальной ФДГ. Однако, точных данных о роли вышеупомянутых остатков, сорбции субстрата в активном центре в настоящее время нет. Надо отметить, что именно благодаря простоте механизма действия ( отсутствие стадии присоединения-отщепления протона ) роль ряда консервативных остатков в случае ФДГ может существенно отличаться от их роли в случае других ферментов этого суперсемейства.

Самой изученной из формиатдегидрогеназ является фермент из метилотрофных бактерии Pseudomonas sp. 101 [2]. Для этой ФДГ в настоящее время имеются рентгеноструктурные данные с высоким разрешением [3], секвенирован [4] и клонирован [5] ген этого фермента, что позволило использовать методы белковой и генной инженерии при изучении этого фермента. Таким образом, одной из задач представленной работы было методом направленного мутагенеза изучить роль консервативных остатков в случае ФДГ метилотрофных бактерий Pseudomonas sp. 101 и уточнить на основании этих данных модель действия бактериальных ФДГ.

Не менее интересной задачей в настоящее время является исследование механизма коферментативной специфичности дегидрогеназ. методами генной и белковой инженерии. Формиатдегидрогеназы из метилотрофных дрожжей обладают абсолютной специфичностью к NAD+. Нативная ФДГ метилотрофных бактерий Pseudomonas 5/7.101 кроме высокого сродства к NAD+ проявляет небольшую активность и с NADP+. Ранее в нашей лаборатории в рамках исследования механизма коферментативной специфичности дегидрогеназ был получен мутант ФДГ, способный утилизировать NADP+ в качестве кофактора почти с такой же эффективностью, какую фермент дикого типа проявляет с NAD+. Кроме того, бактериальные ФДГ представляют отдельную группу дегидрогеназ, у которых в консервативной последовательности для коферментсвязывающего домена GlyXGlyXXGly вместо первого остатка глицина расположен остаток аланина (А1а198). Было показано, что замена этого остатка аланина в 198 положении на остаток глицина в ферменте дикого типа приводит к улучшению связывания NAD+ и повышению термостабильности более, чем в два раза. Поэтому второй задачей данной работы было получить мутантные формы фермента, обладающие еще большим сродством к NADP+ и изучить влияние замены остатка А1а198 на связывание NADP+.

II ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Заключение диссертации по теме «Катализ», Маторин, Андрей Дмитриевич

V выводы.

I. Методом направленного мутагенеза изучена роль остатка Gln313 в механизме действия 1ЧАО+-зависимой формиатдегидрогеназы (КФ 1.2.1.2, ФДГ) изметилотрофных бактерий Pseudomonas sp. 101. Показано, что замена остатка глутаминовой кислоты, абсолютно консервативного для ферментов суперсемейства D-специфичных дегидрогеназ 2-гидроксикислот, на остаток глутамина в молекуле ФДГ обеспечивает более широкий (на две единицы pH) pH-оптимум действия этого фермента.

II. Методом направленного мутагенеза изучена роль остатка His332 в молекуле ФДГ бактерий Pseudomonas sp. 101, соответствующего каталитически важному остатку His в активных центрах других ферментов суперсемейства D-специфичных дегидрогеназ 2-гидроксикислот. Показано, что в случае ФДГ метилотрофных бактерий Pseudomonas 101 этот остаток является важным для сорбции формиата в активном центре фермента.

III. Методом направленного мутагенеза изучена роль остатка Asnl46 в активном центре ФДГ Pseudomonas sp. 101. Показано, что этот остаток является важным для продуктивной ориентации формиата в активном центре. Синхронность изменения Кт по формиату и константы ингибирования азидом подтверждает предположение, что и формиат и азид связываются одинаково в активном центре фермента. Получен двойной мутант формиатдегидрогеназы, содержавший замены Asnl46Ser и Gln313Glu. Показана аддитивность воздействия одинарных замен на кинетические характеристики двойного мутанта, что свидетельствует об отсутствии конформационных изменений в области активного центра в результате каждой из одинарных замен. На основании совокупности ранее полученных данных и данных по направленному мутагенезу вышеперечисленных остатков предложена модель связывания формиата в активном центре ФДГ Pseudomonas sp.\0\.

IV. Методом направленного мутагенеза изучена роль остатка Не 122 в механизме действия бактериальных формиатдегидрогеназ. Показано, что наличие в этом положении объемного гидрофобного радикала является важным для поддержания продуктивной конформации активного центра.

V. С целью дальнейшего изучения механизма коферментативной специфичности ФДГ Pseudomonas 101 в дополнение к ранее полученному мутанту Asp221Ala получены еще две мутантных формы ФДГ - Asp221Ser и Asp221Gly, обладающих специфичностью не только к NAD+, но и к NADP+. Установлено, что наилучшая эффективность использования NADP+ в качестве кофермента наблюдается в случае Asp221Ala. Во все три NADP^-специфичных мутанта ФДГ была введена вторая мутация Alal98Gly, которая в случае фермента дикого типа обеспечивала двукратное увеличение сродства к NAD+ без заметного изменения сродства к формиату. Показано, что в случае NADP+-специфичных мутантов такая замена также увеличивает сродство к коферменту, но при этом сродство к формиату ухудшается примерно на порядок. Высказана гипотеза, что формиатдегидрогеназы метилотрофных бактерий являются промежуточным продуктом эволюции формиатдегидрогеназы от КА0Р+-зависимого фермента к ФДГ с абсолютной специфичностью к NAD+.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Маторин, Андрей Дмитриевич, 2000 год

1. Vinals С., Depiereux Е. and Feytmans Е. "Prediction of structurally conserved regions of D-specific hydroxy acid dehydrogenases by multiple alignment with formate dehydrogenase". Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993, v.192, N 1, p.182-188.

2. Lamzin V.S., Dauter Z., Popov V.O., Harutyunyan E.H. and Wilson K.S. "High resolution structures of holo and apo formate dehydrogenase". J. Mol. Biol. 1994, v.236, N 3, p.759-785.

3. Galkin A., Kulakova L., Tishkov V., Esaki N. and Soda K. "Cloning of formate dehydrogenase gene from a methanol-utilizing bacterium Mycobacterium vaccae N10". Appl. Microbiol. Biotechnol. 1995, v.44, N 3-4, p.479-483.

4. Тишков В.И., Галкин А.Г., Гладышев B.H., Карзанов В.В. и Егоров A.M. "Анализ структуры гена, оптимизация экспрессии в E.coli и свойства рекомбинантной формиатдегидрогеназы бактерий Pseudomonas sp. 101." Биотехнология, -1992, N5, стр.52-59

5. You K.S. "Stereospecificity for nicotinamide nucleotides in enzymatic and chemical hydride transfer reactions". CRC CritRev. Biochem. 1985, v.17, N 4, p.313-451.

6. Glasfeld A., Leanz G.F. and Benner S.A. "The stereospecificities of seven dehydrogenases from Acholeplasma laidlawii. The simplest historical model that explains dehydrogenase stereospecificity". J. Biol. Chem. 1990, v.265, N 20, p.l 1692-11699.

7. Nambiar K.P., Stauffer D.M., Kolodziej P.A. and Benner S.A. "A mechanistic basis for the stereoselectivity of enzymatic transfer from nicotineamide cofactors". J. Am. Chem. Soc. 1982, v.105, p.5886-5890.

8. Orn Almarsson, Rafic Karaman and Thomas C.Bruice "Kinetic Importance of Conformation of Nicotineamide Adenine Dinucleotide in the Reaction of Dehydrogenase Enzymes". J. Am. Chem. Soc. 1992, v.l 14, N 22, p.8702-8704.

9. Cornforth J.W., Ryback G., Popjak G., Donninger C. and Schroepfer G.Jr. "Biochem. Biophys. Res. Commun. 1962, v.3, p.9371-375.

10. Eklund H., Samama J.P. and Jones T.A. "Crystallographic investigations of nicotinamide adenine dinucleotide binding to horse liver alcohol dehydrogenase". Biochemistry 1984, v.23, N 25, p.5982-5996.

11. Oppenheimer N .J., Marschner T.M. and Malver O. in Enzyme Mechanism: Stereochemistry. Proceeding of the Steenhook Symposium. 1985, p. 15-28.

12. Weinhold E.G., Glasfeld A., Ellington A.D. and Benner S.A. "Structural determinants of stereospecificity in yeast alcohol dehydrogenase". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A- 1991, v.88, N 19, p.8420-8424.

13. Wierenga R.W., DeMaeyer M.C.H. and Hoi W.G.J. "Interaction of pyrophosphate moieties with a-helices in dinucleotide-binding proteins". Biochemistry 1985, v.24, p.1346-1357.

14. Rossmann M.G., Moras D. and Olsen K.W. "Chemical and biological evolution of nucleotide-binding proteins.". Nature 1974, v.250, p.194-199.

15. Carugo O. and Argos P. "NADP-dependent enzymes. I: Conserved stereochemistry of cofactor binding". Proteins 1997, v.28, N 1, p.10-28.

16. Rao S.T. and Rossmann M.G. "Comparison of super-secondary structures in proteins.". J. Mol. Biol. 1973, v.76, p.241-256.

17. IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN). Abbreviations and symbols for the description of conformations of polynucleotide chains. Recommendations 1982". Eur. J. Biochem. 1983, v.131, N 1, p.9-15.

18. Vinals C., De B., X, Depiereux E. and Feytmans E. "Knowledge-based modeling of the D-lactate dehydrogenase three- dimensional structure". Proteins 1995, v.21, N 4, p.307-318.

19. Hummel W. and Kula M.R. "Dehydrogenases for the synthesis of chiral compounds". Eur. J. Biochem. 1989, v. 184, N 1, p.1-13.

20. Carugo O. and Argos P. "NADP-dependent enzymes. II: Evolution of the Mono-and Dinucleotide Binding Domains". Proteins 1997, v.28, N 1, p.29-40.

21. Karplus P.A. and Schulz G.E. "Substrate binding and catalysis by glutatione reductase as delivered from refined enzyme: substrate crystal structure as 2 angstroms resolutions.". J. Mol. Biol. 1989, v.210, p.163-180.

22. Bailey S., Smith K., Fairlamb A.H. and Hunter W.N. "Substrate interactions between trypanothione reductase and N1- glutathionylspermidine disulphide at 0.28-nm resolution". Eur. J. Biochem. 1993, v.213, N 1, p.67-75.

23. Correll C.C., Batie C.J., Ballou D.P. and Ludwig M.L. "Phthalate dioxygenase reductase: a modular structure for electron transfer from pyridine nucleotides to 2Fe-2S.". Science 1992, v.258, N 5088, p.1604-1610.

24. Bellamacina C.R. "The nicotinamide dinucleotide binding motif: a comparison of nucleotide binding proteins". FASEBJ. 1996, v.10, N 11, p.1257-1269.

25. Cui K., Ma Q., Lu Ant.Y.H. and Yang Ch. "Roles of Histidine-194, Aspartate-163, and Glycine-Rich Sequence of NAD(P)H:Quinone Oxireductase in the Interaction with Nicotineamide Coenzymes". Arch. Biochem. Biophys. 1995, v.323, N 2, p.265-273.

26. Bernard N., Ferain T., Garmyn D., Hols P. and Delcour J. "Cloning of the D-lactate dehydrogenase gene from Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus by complementation in Escherichia coli". FEBSLett. 1991, v.290, N 1-2, p.61-64.

27. Kochhar S., Hottinger H., Chuard N., Taylor P.G., Atkinson T., Scawen M.D. and Nicholls DJ. "Cloning and overexpression of Lactobacillus helveticus D-lactate dehydrogenase gene in Escherichia coli". Eur. J. Biochem. 1992, v.208, N 3, p.799-805.

28. Lerch H.P., Frank R. and Collins J. "Cloning, sequencing and expression of the L-2-hydroxyisocaproate dehydrogenase-encoding gene of Lactobacillus confusus in Escherichia coli". Gene 1989, v.83, N 2, p.263-270.

29. Arthur M., Molinas C., Dutka-Malen S. and Courvalin P. "Structural relationship between the vancomycin resistance protein VanH and 2-hydroxycarboxylic acid dehydrogenases". Gene 1991, v.103, N 1, p.133-134.

30. Goldberg J.D., Yoshida T. and Brick P. "Crystal structure of a NAD-dependent D-glycerate dehydrogenase at 2.4 A resolution". J. Mol. Biol. 1994, v.236, N 4, p. 11231140.

31. Greenler J.M., Sloan J.S., Schwartz B.W. and Becker W.M. "Isolation, characterization and sequence analysis of a full-length cDNA clone encoding NADH-dependent hydroxypyruvate reductase from cucumber". Plant Mol. Biol. 1989, v.13, N 2, p.139-150.

32. Tobey K.L. and Grant G.A. "The nucleotide sequence of the serA gene of Escherichia coli and the amino acid sequence of the encoded protein, D-3-phosphoglycerate dehydrogenase". J. Biol. Chem. 1986, v.261, N 26, p.12179-12183.

33. Schoenlein P.V., Roa B.B. and Winkler M.E. "Divergent transcription ofpdxB and homology between the pdxB and serA gene products in Escherichia coli K-12". J. Bacteriol. 1989, v.171, N 11, p.6084-6092.

34. Yomano L.P., Scopes R.K. and Ingram L.O. "Cloning, sequencing, and expression of the Zymomonas mobilis phosphoglycerate mutase gene (pgm) in Escherichia coli". J. Bacteriol. 1993, v.175, N 13, p.3926-3933.

35. Allber T., Banner D.W., Bloomer A.C., Petsko G., Phillips D.C., Rivers P.S. and Wilson I.A. "On the three dimensional structure and catalytic mechanism of triose phosphate isomerase.". Philos. Trans. R. Soc. London. 1981, v.293, p.159-171.

36. Drenth J., Hoi W.G., Jansonius J.N. and Koekoek R. "A comparison of three-dimensional structures of subitilisn BPN' and subitilisn novo.". Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1971, v.36, p.107-116.

37. Drenth J., Kalk K.H. and Swen H.M. "Binding of chloromethyl ketone substrate analog to crystalline papain.". Biochemistry 1976, v. 15, p.3731- 3738.

38. Krisch J.F., Eichele G., Ford G.C., Vincent M.G. and Jansonius J.N. "Mechanism of action of aspartate aminotransferase proposed on the basis of its spatial structure.". J. Mol. Biol. 1984, v.174, p.497-525.

39. Johnson L.N., Jenkins J.A., Wilson K.S., Stura E.A. and Zanotti G. "Proposals for the catalytic mechanism of glycogen phosphoiylase beta prompted by crystallographic studies on glucose 1-phosphate binding". J. Mol. Biol. 1980, v. 140, N 4, p.565-580.

40. Blagdon D.E. and Goodman M. "Letter: Mechanisms of protein and polypeptide helix initiation". Biopolymers 1975, v.14, N 1, p.241-245.

41. Hoi W.G., van Duijnen P.T. and Berendsen H.J. "The alpha-helix dipole and the properties of proteins". Nature 1978, v.273, N 5662, p.443-446.

42. Sheridan R.P. and Allen L.C. "The electrostatic potential of the alpha helix (electrostatic potential/alpha-helix/secondary structure/helix dipole)". Biophys. Chem. 1980, v.ll,N2, p.133-136.

43. Vinals C., Depiereux E. and Feytmans E. "Prediction of structurally conserved regions of D-specific hydroxy acid dehydrogenases by multiple alignment with formate dehydrogenase". Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993, v. 192, N 1, p. 182188.

44. Lamzin V.S., Dauter Z. and Wilson K.S. "Dehydrogenation through the looking-glass letter.". Nat. Struct. Biol. 1994, v.l, N 5, p.281-282.

45. Clarke A.R., Wigley D.B., Chia W.N., Barstow D., Atkinson T. and Holbrook J.J. "Site-directed mutagenesis reveals role of mobile arginine residue in lactate dehydrogenase catalysis". Nature 1986, v.324, N 6098, p.699-702.

46. Тишков В.И. Диссертация доктора химических наук, Москва, МГУ. 1993 г.

47. Birktoft J.J. and Banaszak L.J. "The presence of a histidine-aspartic acid pair in the active site of 2- hydroxyacid dehydrogenases. X-ray refinement of cytoplasmic malate dehydrogenase". J. Biol. Chem. 1983, v.258, N 1, p.472-482.

48. Taguchi H. and Ohta T. "Histidine 296 is essential for the catalysis in Lactobacillusplantarum D-lactate dehydrogenase". J. Biol. Chem. 1993, v.268, N 24, p.18030-18034.

49. Taguchi H., Ohta T. and Matsuzawa H. "Involvement of Glu-264 and Arg-235 in the essential interaction between the catalytic imidazole and substrate for the D-lactate dehydrogenase catalysis". J. Biochem. (Tokyo) 1997, v. 122, N 4, p.802-809.

50. Kochhar S., Chuard N. and Hottinger H. "Glutamate 264 modulates the pH dependence of the NAD(+)-dependent D- lactate dehydrogenase". J. Biol. Chem. -1992, v.267, N 28, p.20298-20301.

51. Karzanov V.V., Bogatsky Y., Tishkov V.I. and Egorov A.M. "Evidence for the presence of a new NAD+-dependent formate dehydrogenase in Pseudomonas sp. 101 cells grown on a molybdenum-containing medium". FEMS Microbiol. Lett. 1989, v.51,Nl, p. 197-200.

52. Kato N., Капо M., Tany Y. and Ogata K. "Purification and choric characterization of formate dehydrogenase in methanol utilizing yeast Kloekera sp. 2201". Agr. Biol. Chem. 1974, v.38, N l,p.l 11-116.

53. Shutte H., Flossdorf J., Sahm H. and Kula M.R. "Purification and properties of formate dehydrogenase from Candida Boidini.". Eur. J. Biochem. 1976, v.62, N 1, p.151-160.

54. Егорова O.A., Авилова T.B., Платоненкова JI.C. and Егоров A.M. "Выделение и свойства NAD-зависимой формиатдегидрогеназы из метилотрофных дрожжей Candida methylica". Биохимия 1981, Т.46, N 6, стр.1119-1126.

55. Wou С.Т., Patel R.N., Laskin A.L. and Barnabe N. "NAD-dependent formate dehydrogenase from methanol-grow Pichiapastoris NRRL Y-7556". Arch. Biochem. Biophys. 1982, v.216, N 1, p.296-305.

56. Allais J J., Louktibi A. and Barati J. "Oxidation of methanol by the yeast Pichia Pastoris". Agr. Biol. Chem. 1983, v.47, N 11, p.2547-2554.

57. Izumi Y., Kanzaki H., Morita S., Futazuka H. and Yamada H. "Characterization of crystalline formate dehydrogenase from Candida methanolica". Eur. J. Biochem. -1989, v.182, N 2, p.333-341.

58. Egorov A.M., Avilova T.V., Dikov M.M., Popov V.O., Rodionov Y.V. and Berezin I.V. "NAD-dependent formate dehydrogenase from methylotrophic bacterium, strain 1. Purification and characterization". Eur. J. Biochem. 1979, v.99, N 3, p.569-576.

59. Babel W. and Mothes G. "Rolle de formiat dehydrogenase in "Serin-weg" bacterial". Z. Allg. Microbiol. 1980, v.20, N 3, p.167-175.

60. Asano Y., Sekigawa Т., Inukai H. and Nakazawa A. "Purification and properties of formate dehydrogenase from Moraxella sp. strain C-l". J. Bacteriol. 1988, v. 170, N 7, p.3189-3193.

61. Iida M., Kitamurakimura K., Maeda H. and Mineki S. "Purification and Characterization of NAD+-dependent formate dehydrogenase produced by Paracocus Sp. 12-A". Biosci. Biotech. andBiochem. 1992, v.56, N 12, p.1966-1970.

62. Colas d.F.-S., Ambard-Bretteville F., Small I.D. and Remy R. "Identification of a major soluble protein in mitochondria from nonphotosynthetic tissues as NAD-dependent formate dehydrogenase". Plant Physiol 1993, v. 102, N 4, p. 1171-1177.

63. Suzuki K., Itai R., Suzuki K., Nakanishi H., Nishizawa N.K., Yoshimura E. and Mori S. "Formate dehydrogenase, an enzyme of anaerobic metabolism, is induced by iron deficiency in barley roots". Plant Physiol 1998, v. 116, N 2, p.725-732.

64. Тишков В.И., Галкин А.Г. and Егоров A.M. "NAD-зависимая формиатдегидрогеназа метилотрофных бактерий Pseudomonas sp.101: клонирование, экспрессия и изучение структуры гена.". Доклады АН СССР -1991, T.317,N3, стр. 345-348.

65. Тишков В .И. Диссетация кандидата химических наук, Москва, 1984

66. Dijken J.P., Oostra-Demkes G J., Otto R. and Harder W. "S-formyl glutathion: The substrate for formate dehydrogenase in methanol-utilizing yeasts.". Arch. Microbiol. -1976, v.llljN 1, p. 187-192.

67. Hollenberg C.P. and Janowicz Z. "DNA-molecules cloning for FMDH control regions and structured gene for a protein having FMDH-activity and their uses.", in European Patent Application 1989.

68. Тишков В.И., Галкин А.Г. and Егоров A.M. "NAD-зависимая формиатдегидрогеназа метилотрофных дрожжей. Выделение и физико-химические свойства". Биохимия 1989, Т.54, N 2, стр.299-305.

69. Peacock D. and Boulter D. "Kinetic studies of formate dehydrogenase". Biochem. J. 1970, v.120, N 4, p.763-769.

70. Ohyama T. and Yamazaki I. "Purification and some properties of formate dehydrogenase". J. Biochem. (Tokyo) 1974, v.75, N 6, p.77-85.

71. Popov V.O. and Lamzin V.S. "NAD(+)-dependent formate dehydrogenase published erratum appears in Biochem J 1994 Sep 15;302(Pt 3):967.". Biochem. J. -1994, v.301 ( Pt 3) p.625-643.

72. Mesentsev A.V., Lamzin V.S., Tishkov V.I., Ustinnikova T.B. and Popov V.O. "Effect of pH on kinetic parameters of NAD+-dependent formate dehydrogenase". Biochem. J. 1997, v.321 (Pt2)p.475-480.

73. Попов B.O., Родионов Ю.В., Егоров A.M. and Березин И.В. "NAD-зависимая формиатдегидрогеназа из метилотрофных бактерий. Изучение кинетической схемы действия.". Биоорганическая химия 1978, Т.4, N 1, стр.117-129.

74. Egorov A.M., Popov V.O., Berezin I.V. and Rodionov Y.V. "Kinetic and structural properties of NAD-dependent formate dehydrogenase.". J. Solid-Phase Biochem. -1980, v.5, N 1, p.19-33 .

75. Kato N., Sahm H. and Wagfer F. "Steady-State kinetics of formaldehyde dehydrogenase and formate dehydrogenase from methanol-utilizing yeast Candida boidini". Biochim. Biophys. Acta 1979, v.566, N 1, p.12-20.

76. Blanchard J.S. and Cleland W.W. "Kinetic and chemical mechanisms of yeast formate dehydrogenase". Biochemistry 1980, v. 19, N 15, p.3543-3550.

77. Закс A.M., Авилова T.B., Егорова O.A., Попов B.O. and Березин И.В. "Кинетический механизм действия NAD-зависимой формиатдегидрогеназы метилотрофных дрожжей Candida methylica.". Биохимия 1982, Т.47, N 4, стр.546-551.

78. Hermes J.D., Morrical S.W., O'Leary М.Н. and Cleland W.W. "Variation of transition-state structure as a function of the nucleotide in reactions catalyzed by dehydrogenases. 2. Formate dehydrogenase". Biochemistry 1984, v.23, N 23, p.5479 5488.

79. Ruppert R., Herrmann S. and Stechman E. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1988, v.l 150-1151.

80. Saleeba J.A., Cobbett C.S. and Hynes M .J. "Characterization of the amdA-regulated aciA gene of Aspergillus nidulans". Mol. Gen. Genet. 1992, v.23 5, N 2-3, p.349-358.

81. Wong C.-H. and Whitesides G. "J. Am. Chem. Soc. 1981, v. 1034890-4899.

82. Родионов В. "Метаболизм формиата у микроорганизмов.". Успехи микробиологии 1981, Т.11, стр. 104-138.

83. Allen S.J. and Holbrook J.J. "Isolation, sequence and overexpression of the gene encoding NAD- dependent formate dehydrogenase from the methylotrophic yeast Candida methylica". Gene 1995, v. 162, N 1, p.99-104.

84. Chow C.M. and RajBhandary U.L. "Developmental regulation of the gene for formate dehydrogenase inNeurospora crassa". J. Bacteriol. 1993, v. 175, N 12, p.3703-3709.

85. Hourton-Cabassa C., Ambard-Bretteville F., Moreau F., Davy d., V, Remy R. and Francs-Small C.C. "Stress Induction of Mitochondrial Formate Dehydrogenase in Potato Leaves". Plant Physiol 1998, v. 116, N 2, p.627-635.

86. Le Bras G. and Garel J.R. "Properties of D-lactate dehydrogenase from Lactobacillus bulgaricus: a possible different evolutionary origin for t". FEMS Microbiol. Lett. 1991, v.63, N 1, p.89-93.

87. Kutzenko A.S., Lamzin V.S. and Popov V.O. "Conserved supersecondary structural motif in NAD-dependent dehydrogenases". FEBS Lett. 1998, v.423, N 1, p.105-109.

88. Куценко A.C., Королев C.B., Ламзин B.C. and Попов B.O. "Исследование внутренней симметрии пространственной структуры NAD-зависимой формиатдегидрогеназы из Pseudomonas sp.101.". Молекулярная Биология 1994, Т.28, N 3, стр.626-632.

89. Taguchi H. and Ohta T. "Essential role of arginine 235 in the substrate-binding of Lactobacillus plantarum D-lactate dehydrogenase". J. Biochem. (Tokyo) 1994, v.l 15, N 5, p.930-936.

90. Torres R.A., Schiott В. and Bruice T.C. "Molecular Dinamics Simulations of Ground and Transsition States for the Hydride Transfer from formate to NAD+ in the active Site of Formate Dehydrogenase". J. Am. Chem. Soc. 1999, v.1218164-8173.

91. Birgit Schiott "Theoretical investigation of the Hydride Transfer from Formate to NAD+ and the Implications for the catalytic Mechanism of Formate Dehydrogenase". 1998, v.120, p.7192-7200.

92. Cook P.F., Oppenheimer N.J. and Cleland W.W. "Secondary deuterium and nitrogen-15 isotope effects in enzyme-catalyzed reactions. Chemical mechanism of liver alcohol dehydrogenase". Biochemistry 1981, v.20, N 7, p.1817-1825.

93. Rotberg N.S. and Cleland W.W. "Secondary 15N isotope effects on the reactions catalyzed by alcohol and formate dehydrogenases". Biochemistry 1991, v.30, N 16, p.4068-4071.

94. Шабарова 3.A., Богданов A.A. and Золотухин A.C. "Химические основы генетической инженерии ". Учебное пособие. Москва. Изд-во МГУ. 1994.

95. Kunkel Т.A. "Rapid and efficient site-specific mutagenesis without phenotypic selection". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S. A 1985, v.82, N 2, p.488-492.

96. Manniatis Т., Fritch E.F. and Sambrook J. "Molecular cloning: a laboratory manual". N. Y. : Cold Spring Harbor 1982.

97. Sanger F., Nicklen S. and Coulson A.R. "DNA sequencing with chain-terminating inhibitors". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S. A 1977, v.74, N 12, p.5463-5467.

98. Тишков В.И., Березин И.В., Егоров A.M., Вайткявичус P.K., Кадушвичус В., Глемжа А.А., Галкин А.Г. и Петкявичене Р.И. "Выделение КАО+-зависимой формиатдегидрогеназы". Академия наук СССР 1988.

99. Kochhar S., Lamzin V.S., Razeto A., Delley M., Hottinger H. and Germond J.E. "Roles of His205, His296, His303 and Asp259 in catalysis by NAD+- specific D-lactate dehydrogenase". Eur. J. Biochem. 2000, v.267, N 6, p.1633-1639.

100. Yaughn W.M. and Weber G. "Oxygen quenching of pyrenebutyric acid fluorescence in water. Dynamic probe of the microenviroment.". Biochemistry 1970, v.9, N 3, p.464-473.

101. Tishkov V., Galkin A. and Egorov A.M. "Kinetic isotope effect and pre-steady state kinetics of the reaction catalyzed by bacterial formate dehydrogenase". Biochimie 1989,v.71,N4,p.551-557.

102. Gurr P.A., Bronskill P.M., Hanes C.S. and Wong J.T. "Purification of isoenzyme and coenzymes for kinetic study of horse liver alcohol dehydrogenase". Can. J. Biochem. 1972, v.50, N 12, p.1376-1384.

103. Hubatsch I., Maurer P., Engel D. and Adolph H.W. "Preparation and characterization of isozymes and isoforms of horse liver alcohol dehydrogenase". J. Chromatogr. A 1995, v.711, N 1, p.105-112.

104. Chen F., Okabe Y., Osano K. and Tajima S. "Purification and characterization of an NAD-malic enzyme from Bradyrhizobium japonicum A1017". Appl. Environ. Microbiol. 1998, v.64, N 10, p.4073-4075.

105. Wise D.J., Anderson C.D. and Anderson B.M. "Purification and kinetic characterization of Haemophilus parasuis malate dehydrogenase". Arch. Biochem. Biophys. 1997, v.344, N 1, p. 176-183.

106. Honka E., Fabry S., Niermann T., Palm P. and Hensel R. "Properties and primary structure of the L-malate dehydrogenase from the extremely thermophilic archaebacterium Methanothermus fervidus". Eur. J. Biochem. 1990, v.188, N 3, p.623-632.

107. Denicola-Seoane A. and Anderson B.M. "Purification and characterization of Haemophilus influenzae D-lactate dehydrogenase". J. Biol. Chem. 1990, v.265, N 7, p.3691-3696.

108. Ogata M., Arihara K. and Yagi T. "D-lactate dehydrogenase of Desulfovibrio vulgaris". J. Biochem. (Tokyo) 1981, v.89, N 5, p.1423-1431.

109. Szumilo T. and Szymona M. "Purification and properties of D-lactate dehydrogenase from Mycobacterium sp. 279". Physiol Chem. Phys. 1972, v.4, N 5, p.407-426.

110. Long G.L. "D-lactate dehydrogenase from the horseshoe crab". Methods Enzymol. 1975, v.41, p.313-318.

111. Scrutton N.S., Berry A. and Perham R.N. "Redesign of the coenzyme specificity of a dehydrogenase by protein engineering". Nature 1990, v.343, N 6253, p.38-43.

112. Clarke A.R., Atkinson T. and Holbrook J.J. "From analysis to synthesis: new ligand binding sites on the lactate dehydrogenase framework. Part II". Trends Biochem. Sei. 1989, v. 14, N 4, p. 145-148.

113. Chen R., Greer A. and Dean A.M. "A highly active decarboxylating dehydrogenase with rationally inverted coenzyme specificity". Proc. Natl. Acad. Sei. U.S. A- 1995, v.92, N 25, p.l 1666-11670.

114. Bocanegra J.A., Scrutton N.S. and Perham R.N. "Creation of an NADP-dependent pyruvate dehydrogenase multienzyme complex by protein engineering". Biochemistry 1993, v.32, N 11, p.2737-2740.

115. Nishiyama M., Birktoft J.J. and Beppu T. "Alteration of coenzyme specificity of malate dehydrogenase from Thermus flavus by site-directed mutagenesis". J. Biol. Chem. 1993, v.268, N 7, p.4656-4660.

116. Corbier C., Clermont S., Billard P., Skarzynski T., Branlant C., Wonacott A. and Branlant G. "Probing the coenzyme specificity of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenases by site-directed mutagenesis". Biochemistry 1990, v.29, N 30, p.7101-7106.

117. Gui K., Ma Q., Lu Ant.Y.H. and Yang C.S. "Roles of Histidinel94, Aspartatel63 and a Glycine-Rich Sequence of NAD(P)H: Quione Oxireductase in the interaction withNicotineamide Coenzymes.". Arch. Biochem. Biophys. 1995, v.323, N 2, p.265-273.

118. Wiegert T., Sahm H. and Sprenger G.A. "The substitution of a single amino acid residue (Ser-116 --> Asp) alters NADP-containing glucose-fructose oxidoreductase of

119. Zymomonas mobilis into a glucose dehydrogenase with dual coenzyme specificity". J. Biol. Chem. 1997, v.272,N20, p.13126-13133.

120. Chen Z., Tsigelny I., Lee W.R., Baker M.E. and Chang S.H. "Adding a positive charge at residue 46 of Drosophila alcohol dehydrogenase increases cofactor specificity forNADP+". FEBSLett. 1994, v.356, N 1, p.81-85.

121. Fan F., Lorenzen J.A. and Plapp B.V. "An aspartate residue in yeast alcohol dehydrogenase I determines the specificity for coenzyme". Biochemistry 1991, v.30, N 26, p.6397-6401.

122. Fan F. and Plapp B.V. "Probing the affinity and specificity of yeast alcohol dehydrogenase I for coenzymes". Arch. Biochem. Biophys. 1999, v.367, N 2, p.240-249.

123. Feeney R., Clarke A.R. and Holbrook J.J. "A single amino acid substitution in lactate dehydrogenase improves the catalytic efficiency with an alternative coenzyme". Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990, v. 166, N 2, p.667-672.

124. Kikov M.M., Osipov A.P. and Egorov A.M. "Role of sulfhydryl groups in the inactivation mechanism of bacterial formate dehydrogenase". Biokhimiia. 1980, v.45, N9, p.1554-1559.

125. Чанг Р. "Физическая химия с приложениями к биологическим Москва, Из-во 'Мир" 1980.