Метионин - γ-лиаза Citrobacter freundii: очистка, кристаллизация, физико-химические и каталитические параметры природного и рекомбинантного типов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат химических наук Мамаева, Дарья Валерьевна

• Мамаева, Дарья Валерьевна
• кандидат химических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат химических наук Мамаева, Дарья Валерьевна

Введение.

Список обозначений и сокращений:.

Обзор литературы. Метионин - у-лиаза. Механизм катализируемых реакций, структура и применение в медицине.

1. Химические основы многообразия реакций, катализируемых пиридоксаль-5'-фосфат зависимыми ферментами.:.г.

2. Метионин — у-лиаза: реакционная специфичность и многообразие источников.

3: Механизм реакций а,у-элиминирования и у-замегцения, катализируемых метионин -у-лиазой и другими ПЛФ-зависимыми ферментами, принадлежащими к у-семейству. „

4. Кристаллическая структура метионин - у-лиазы.

5. Применение метионин - у-лиазы в медицине.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метионин - γ-лиаза Citrobacter freundii: очистка, кристаллизация, физико-химические и каталитические параметры природного и рекомбинантного типов»

Ферменты, содержащие в качестве кофактора пиридоксаль-5'-фосфат, играют первостепенную роль в азотистом обмене. Они катализируют разнообразные реакции превращений аминокислот -трансаминирование, рацемизацию, а- и Р-декарбоксилирование, ретро-альдольное расщепление, (3- и у-элиминирование и замещение. Центральная роль пиридоксаль-5'-фосфат-зависимых ферментов в метаболизме аминокислот и аминов определяет актуальность исследования механизмов их действия и регуляции их генов.

Метионин - у-лиаза (КФ 4.4.1.11) пиридоксаль-5'-фосфат-зависимый фермент, катализирующий реакцию а,у-элиминирования L-метионина (или его производных) с образованием а-кетобутирата, метантиола и аммиака: о о

Фермент также катализирует реакцию у-замещения L-метионина и его аналогов, а также реакции а,|3-элиминирования и р-замещения L-цистеина и его аналогов.

В последнее десятилетие, в основном благодаря развитию методов рентгеноструктурного анализа и быстрой кинетики, установлены детальные механизмы действия и пространственные структуры для многих пиридоксаль-5'-фосфат-зависимых ферментов, в первую очередь принадлежащих к классу трансфераз. Значительные успехи достигнуты и в структурных исследованиях

3-элиминирующих и Р-замещающих лиаз. Однако механизм пиридоксаль-5'-фосфат-зависимой реакции у-элиминирования аминокислот является одним из наименее изученных.

Изучение структуры и механизма действия метионин — у-лиазы позволит получить новые важные данные о механизме реакции у-элиминирования и. закономерностях взаимоотношения структура-функция, обеспечивающих специфичность и эффективность разнообразных превращений аминокислот при участии одного кофактора.

К настоящему времени ген, кодирующий метионин - у-лиазу, был найден в большом количестве секвенированных геномов микроорганизмов, в том числе и в некоторых патогенных. Фермент был также найден в патогенных эукариотах Trichomonas vaginalis и Entamoeba hystolytica. Однако этот ген не найден у млекопитающих. Поэтому ингибиторы метионин - у-лиазы могут быть новыми эффективными антипатогенными средствами.

В 70-х годах стала известна абсолютная потребность многих раковых клеток в метионине и в последнее время появляется все больше исследований, связанных с применением метионин — у-лиазы как противоопухолевого агента. Показано, что введение метионин — у-лиазы (как белкового препарата, так и в составе ретро- и аденовирусного векторов) в опухолевые клетки приводит к их гибели. В раковых клетках в присутствии метионин - у-лиазы наблюдалось значительное снижение уровня метилированной геномной ДНК, коррелировавшее с замедлением роста клеток.

Впервые метионин — у-лиаза была получена в гомогенном виде сравнительно недавно - в 1977 г. из клеток Pseudomonas putida. К настоящему времени очищена метионин — у-лиаза нескольких источников (Pseudomonas putida, Pseudomonas ovalis, Aeromonas, Brevibacterium lines, Trichomonas vaginalis, Pseudomonas taetrolens и Citrobacter freundii), однако данные о физико-химических и каталитических свойствах этих ферментов весьма ограничены.

В связи с перспективностью использования метионин - у-лиазы в медицине целесообразно всесторонне исследовать ферменты, выделенные из различных источников.

Целью данной работы являлось исследование физико-химических и каталитических параметров метионин — у-лиазы Citrobacter freundii.

В работе были поставлены следующие задачи:

1)разработка метода получения гомогенного препарата метионин - у-лиазы Citrobacter freundii,

2) клонирование и секвенирование гена фермента и создание штамма-суперпродуцента,

3) определение стационарных каталитических параметров фермента,

4) поиск условий выращивания кристаллов метионин - у-лиазы, пригодных для рентгеноструктурных исследований.

Список обозначений и сокращений

АГТ - Об-алкилгуанидин-ДНК алкилтрансфераза, ДНФГ - 2,4-динитрофенилгидразин, ДТТ - дитиотреитол,

ДЭАЭ-целлюлоза - диэтиламиноэтил целлюлоза, ЛДГ - лактатдегидрогиназа тип II из мышцы кролика, ПААГ - полиакриламидный гель, ПЛФ - пиридоксаль-5'-фосфат,

ПЭГ ММЕ— полиэтилен гликоль монометиловый эфир,

5-10 ТГФ - N5-N10-метилен-тетрагидрофолат

ФМСФ - фенилметил-сульфонилфторид,

ХЭНМ - хлорэтилнитрозомочевина,

ЭДТА — этилендиаминтетрауксусная кислота,

LB-среда - Lauria-Bertani среда,

NADH - никотинамид аденин динуклеотид фосфат, восстановленная форма, rMGL - метионин - у-лиаза, рекомбинантный фермент.

Обзор литературы

Метионин - у-лиаза. Механизм катализируемых реакций, структура и применение в медицине

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Мамаева, Дарья Валерьевна

Выводы

1. Разработан метод очистки метионин — у-лиазы из клеток Citrobacter freundii.

2. Определена нуклеотидная последовательность фрагмента хромосомы Citrobacter freundii, содержащая ген, кодирующий метионин — у-лиазу. Для суперпродукции метионин — у-лиазы Citrobacter freundii сконструирована гибридная плазмида pET-mgl. Рекомбинатный фермент получен в гомогенном виде.

3. Определены кинетические параметры реакций а,у- и ос, (3-элиминирования ряда субстратов для эндогенного и рекомбинантного ферментов. Установлены заметные различия полученных параметров kcat и Км от аналогичных параметров для метионин — у-лиазы из других источников.

4. Изучены спектры поглощения и кругового дихроизма холофермента. Показано, что внутренний альдимин метионин — у-лиазы в области значений рН 6,0-8,0 существует в одной ионной форме, в которой преобладающим является таутомер кетимина.

5. Исследована рН-зависимость реакции а,у-элиминирования L-метионина и предложена кинетическая схема реакции. Данные трех типов кинетических изотопных эффектов реакции а,у-элиминирования L-метионина показали, что стадии отрыва протонов от а- и |3-атомов углерода не являются скорость-лимитирующими.

6. Подобраны условия получения кристаллов метионин - у-лиазы Citrobacter freundii, пригодных для рентгеноструктурного анализа. Получены кристаллы, позволившие определить пространственную структуру холофермента с разрешением 1,9 А.

Настоящая работа финансово поддержана грантами Российского Фонда фундаментальных исследований (№ 99-0449251, 02-04-48010), грантом Президента РФ по поддержке ведущих научных школ НШ-1800.2003.4.

Автор приносит благодарность д.х.н. Т.В. Демидкиной за научное руководство; член-кор. РАН, проф. А.Г.Габибову за участие в обсуждении результатов; к.х.н. A.M. Крицыну за участие в обсуждении результатов; к.х.н. Н.Г. Фалееву за участие в работе, обсуждении результатов и синтез [а- HJ-L-метионина; [сс,Р,Р- Н3]-Ь-метионина; проф. Г.Б. Завильгельскому, к.б.н. И. Манухову, к.б.н. С. Расторгуеву за участие в работе по клонированию фермента; проф. М.Б.Гарбер, к.б.н. А.Д. Никулину, к.х.н. С.В.Ревтович,* к.б.н. С.В.Никонову за активное участие в расшифровке кристаллической структуры фермента; к.ф.м.н. Н.П.Бажулиной за обработку и обсуждение спектральных данных; проф. Н.С.Андреевой за помощь в подготовке текста диссертации; Н.И.Синицыной и к.х.н. Л.Н.Закомырдиной за участие в работе; к.х.н. М.В.Барболиной за участие в работе по клонированию и в обсуждении результатов; к.х.н. В.В.Куликовой за критическое чтение рукописи и помощь в подготовке текста диссертации; к.х.н. А.М.Никитину за критические замечания и помощь в получении фотографий кристаллов фермента; сотрудникам лаборатории химических основ биокатализа и всем сотрудникам ИМБ РАН за помощь в работе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Мамаева, Дарья Валерьевна, 2008 год

1. Gyorgy P. The history of vitamin B6. I/The American journal of clinical nutrition, 1956, v.4, 4, p.313-317.

2. Umbreit W.W. and Gunsalus I.C. The function of pyridoxine derivatives: arginine and glutamic acid decarboxylases. IIJ Biol Chem, 1945, v. 159, p.333-341.

3. Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке. М., Мир, 1980, т.2, с.75.

4. John R.A. Pyridoxal phosphate-dependent enzymes. Review. IIBiochimica et Biophysica Acta, 1995, v.1248, 2, p.81-96.

5. Брауиштейи A.E., Шемякин M.M. Теория процессов аминокислотного обмена, катализируемых пиридоксалевыми энзимами. //Биохимия, 1953, т. 18, с. 393-411.

6. Metzler, D.E., Ikawa, М., and Snell; Е.Е., Transamination of Pyridoxamine and Amino Acids with Glyoxylic Acid. //J.Amer.Chem.Soc., 1954, 76, 644-648.

7. Clausen Т., Laber B. and Messerschmidt A. Mode of action of cystathionine (3-lyase. //Biol. Chem., 1997, v. 378, p. 321-326.

8. Dunathan H.C. Conformation and reaction specificity in pyridoxal phosphate enzymes. UProc. Natl. Acad. Sci. USA, 1966, 55, 712-716.

9. Eliot A.C. & Kirsch J.F. Pyridoxal phosphate enzymes: mechanistic, structural, and evolutionary considerations. HAnnu. Rev. Biochem., 2004, v.73, p.383-415.

10. Ivanov V.I. & Karpeisky M.Ya. Dynamic three-dimensional model for enzymic transamination. //Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 1969, 32, 21-53.

11. Enzyme Nomenclature, Recommendations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology. Acad. Press, 2002.

12. Tanaka H., Esaki N., Soda K. A versatile bacterial enzyme: L-methionine y-lyase. //Enzyme Microb. Technol., 1985, v. 7, p.530-537.

13. Tanaka H., Esaki N., Soda K. Synthesis of optically active sulfur and selenium amino acids with microbial enzymes. HAppl. Biochem. Biotechnol. 1985, 11 71-82.

14. Alexander F.W., Sandmeier E., Mehta P.K., Christen P. Evolutionary relationships among pyridoxal-5'-phosphate-dependent enzymes: regio-specific a, P and y-families. //Eur. J. Biochem., 1994, v. 219, p. 953-960.

15. Kreis W., Hession C. Isolation and purification of L-methionine-alpha-deamino-mercaptomethane-lyase (L-methioninase) from Clostridium sporogenes. //Cancer Res 1973, 33, 1862-1865

16. Лукина В.И., Березов Т.Т., Занин В.А. Штамм Pseudomonas taetrolens ВКМВ-904 продуцент фермента метиониназы: Авторское свидетельство 967077, 1982.

17. Nakayama Т., Esaki N., Lee W.J., Tanaka I., Tanaka H., Soda К., Purification and properties of L-methionine y-lyase from Aeromonas sp. l/Agric. Biol. Chem., 1984, v. 48, p. 2367-2369.

18. Esaki N., Soda K. L-methionine gamma-lyase from Pseudomonas putida and Aeromonas. //Methods Enzymol., 1987, v. 143, p. 459-465.

19. Kobayashi Т., Hakamada Y., Adachi S., Hitomi J., Yoshimatsu Т., Koike K., Kawai S. and Ito S. Purification and properties of an alkaline protease from alkalophilic Bacillus sp. KSM-K16 HAppl. Microbiol. Biotechnol., 1995, v. 43 (3), p. 473-481.

20. Faleev N.G., Troitskaya M.V., Paskonova E.A., Saporovskaya M.B., Belikov V.M. L-Methionine y-lyase in Citrobacter intermedius cells: Stereochemical requirements with respect to the tiol structure. //Enzyme Microb. Technol., 1996, v. 19, p. 590-593.

21. Tanaka H., Esaki N., Soda K. Properties of L-methionine gamma-lyase from Pseudomonas ovalis. //Biochemistry, 1977, v. 16, p. 100106.

22. Dias В., Weimer B. Purification and characterization of L-methionine y-lyase from Brevibacterium lines B12. HAppl. Environ. Microbiol., 1998, v. 64 (9), p. 3327-3331.

23. Yoshimura M., Nakano Y., Yamashita Y., Oho Т., Saito Т., Koga T. Formation of methyl mercaptan from L-methionine by Porphyromonas gingivalis. //Infect. Immun. 2000, v. 68, p. 6912-6916.

24. Yoshimura M., Nakano Y., Fukamachi H., Koga T. 3-Chloro-DL-alanine resistance by L-methionine-alpha-deamino-gamma-mercaptomethane-lyase activity. IIFEBS Lett., 2002, v. 523(1-3), p. 119-122.

25. Takami H., Takaki Y., Uchiyama I. Genome sequence of Oceanobacillus iheyensis isolated from the Iheya Ridge and its unexpected adaptive capabilities to extreme environments. //Nucleic Acids Res., 2002, v. 30 (18), p. 3927-3935.

26. Tokoro M., Asai Т., Kobayashi S., Takeuchi Т., and Nozaki T. Identification and characterization of two isoenzymes of methionine y-lyase from Entamoeba histolytica. IIJ. Biol. Chem., 2003, v. 278, p. 42717-42727.

27. Daraselia N., Dernovoy D., Tian Y., Borodovsky M., Tatusov R., Tatusova T. Reannotation of Shewanella oneidensis genome. HOMICS, 2003, v. 7 (2), p. 171-175.

28. Brettin T.S., Bruce D., Challacombe J.F., Gilna P., Han C., Hill K., Hitchcock P., Jackson P., Keim P., Longmire J., Lucas S., Okinaka R., Richardson P., Rubin E. and Tice H. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP085976.

29. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP603484.

30. Giovannoni S.J., Cho J.-C., Ferriera S., Johnson J., Kravitz S., Halpern A., Remington K., Beeson K., Tran В., Rogers Y.-H., Friedman R. and Venter J.C. //Direct Submission, Proteins, ACCESSION YP458784.

31. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION ZP00606108.

32. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter J.C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP525366.

33. Copeland A., Lucas- S., Lapidus A., Barry K., Detter J.C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP484072.

34. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION ZP00587584.

35. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION ZP01435953.

36. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina i Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP563524.

37. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP750060.

38. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter J.C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP738587.

39. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter J.C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P: //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION ZP00815415.

40. Copeland A., Lucas S., Lapidus A., Barry K., Detter C., Glavina Т., Hammon N., Israni S., Pitluck S. and Richardson P. //Direct Submission, ENTREZ, Proteins, ACCESSION YP614731.

41. Fukamachi H., Nakano Y., Okano S., Shibata Y., Abiko Y., Yamashita Y. High production of methyl mercaptan by L-methionine-alpha-deamino-gamma-mercaptomethane lyase from Treponema denticola. /1Biochem. Biophys. Res. Commun., 2005, v. 331(1), p. 127131.i

42. Esaki N., Suzuki Т., Tanaka H., Soda K., Rando R.R. Deamination and gamma-addition reactions of vinylglycine by L-methionine gamma-lyase. //FEBS Lett., 1977, v. 84 (2), p. 309-312.

43. Johnston M., Jankowski D., Marcotte P., Tanaka H., Esaki N., Soda K. and Walsh Ch. Suicide inactivation of bacterial cystathionine y-synthase and methionine y-lyase during processing of propargylglycine. //Biochemistry, 1979, v. 18, p. 4690-4701.

44. Johnston M., Raines R, Chang M., Esaki N., Soda K., Walsh C. Mechanistic studies on reactions of bacterial methionine gamma-lyase with olefinic amino acids. //Biochemistry, 1981, v. 20 (15), p. 43254333.

45. Esaki N., Nakayama Т., Sawada S., Tanaka H., Soda K. !H NMR studies of substrate hydrogen exchange reactions catalyzed by L-methionine gamma-lyase. //Biochemistry, 1985, v. 24 (15), p. 38573862.

46. Inoue H., Inagaki K., Adachi N., Tamura Т., Esaki N., Soda K. and Tanaka H. Role of Tyrosine 114 of L-methionine y-lyase from Pseudomonas putida. UBiosci. Biotechnol. Biochem., 2000, v. 64 (11), p. 2336-2343.

47. Christen P., Mehta P.K. From cofactor to enzymes. The molecular evolution of pyridoxal-5'-phosphate-dependent enzymes. Review. HChem Rec., 2001, v. 1 (6), p. 436-447.

48. Johnston M., Marcotte P., Donovan J., Walsh C. Mechanistic studies with vinylglycine and beta-haloaminobutyrates as substrates for cystathionine gamma-synthetase from Salmonella typhimurium. IIBiochemistry, 1979, v. 18, p. 1729-1738.

49. Guggenheim S. and Flavin M. Cystathionine gamma-synthase from Salmonella. //J. Biol. Chem., 1971, v. 246, p. 3562-3568.

50. Silverman R.B., Abeles R.H. Mechanism of inactivation of gamma-cystathionase by beta, beta, beta trifluoroalanine. 11 Biochemistry, 1977, v. 16 (25), p. 5515-5520.

51. Lockwood B.C. and Coombs G.H. Purification and characterization of methionine y-lyase from Trichomonas vaginalis. 11 Biochem. J., 1991, v. 279, p. 675-682.

52. Tanaka H., Esaki N., Yamamoto Т., Soda K. Purification and properties of methioninase from Pseudomonas ovalis. IIFEBS Letters, 1976, v. 66, p.307-311.

53. Flavin M. and Guggenheim S., in Yamada K., Katunuma N. and Wada H. (Editors), Symposium on pyridoxal enzymes, Maruzen Company, Ltd., Tokyo, 1968, p.89.

54. Davis L., and Metzler D.E. Pyridoxal-linked elimination and replacement reactions. In: The Enzymes (3rd Ed.) Ed. Boyer P.D., Wiley and Sons, N.Y., 1972, v. 3, p. 33-74.

55. Kallen R.G., Korpela Т., Martell A.E. Matsushima Y., Metzler C.M., Metzler D.E. Morozov Y.V., Ralston I.M., Savin F.A., Torchinsky Y.M. & Ueno H. The Transaminases, New York, Wiley, 1985, p. 37-105.

56. Karube Y. and Matsushima Y. A model for an intermediate in pyridoxal catalyzed gamma-elimination and gamma-replacement reactions of amino acids. IIJ. Am. Chem. Soc., 1977, v. 99, p. 13561358. •

57. Metzler D.E., Harris C.M., Johnston R.J., Siano D.B. & Thomson J.A. Spectra of 3-hydroxypyridines. Band-shape analysis and evaluation of tautomeric equilibria. ПBiochemistry, 1973, v. 12, p. 5377-5392.

58. Walsh C. Enzymatic Reaction Mechanism; Freeman, San Francisco, 1979, p. 777-827.

59. Posner B.I. & Flavin M. Cystathionine-synthase. The nature of intramolecular proton shifts in the elimination reaction. IIJ. Biol. Chem., 1972, v. 247, p. 6412-6419.

60. Jansonius J.N. Structure, evolution and action of vitamin B6-dependent enzymes. //Curr. Opin. Struct. Biol., 1998, v. 8(6), p. 75969. Review.

61. Grishin N.V., Phillips M.A., Goldsmith E.J. Modeling of the spatial structure of eukaryotic ornithine decarboxylases. //Protein Sci., 1995, v. 4(7), p. 1291-1304.

62. Qu K., Martin D.L., Lawrence C.E. Motifs and structural fold of the cofactor binding site of human glutamate decarboxylase. //Protein ScL, 1998, v. 7(5), p. 1092-1105.

63. Revtovich S.V., Mamaeva D.V., Morozova E.A., Nikulin A.D., Nikonov S.V., Garber M.B., Demidkina T.V. Crystal Sructure of Citrobacter freundii L-methionine-lyase, 2004, PDB: 1Y4I.

64. Sato D., Yamagata W., Kamei K., Nozaki Т., Harada S. Expression, purification and crystallization of L-methionine gamma-lyase 2 from Entamoeba histolytica. IIActa Crystallograph. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun., 2006, v. 62, p. 1034-1036.

65. Clausen Т., Huber R., Laber В., Pohlenz H., and Messerchmidt A Crystal structure of pyridoxal 5'-phosphate dependent cystathionine (3-lyase from E.Coli at 1.83 A. IIJ. Mol. Biol., 1996, v. 262, p. 202 -224.

66. Kack H., Sandmark J., Gibson K., Schneider G., Lindqvist Y. Crystal structure of diaminopelargonic acid synthase: evolutionaryrelationships between pyridoxal-5'-phosphate-dependent enzymes. //J. Mol. Biol., 1999, v. 291(4), p. 857-876.

67. Mamaeva D.V., Morozova E.A., Nikulin A.D., Revtovich S.V., Nikonov S.V., Garber M.B., and Demidkina T.V. Structure of Citrobacter freundii L-methionine gammarlyase. HActa Crystallograph. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun., 2005, v. 61, p.546.549.

68. Tanaka H., Yamada H., Esaki N., Soda K. Selective determination of L-methionine and L-cysteine with bacterial L-methionine y-lyase and antitumor activity of the enzyme. IIJ. Appl. Biochem., 1980, v. 2, p. 439-444.

69. Fung K.W., Kuan S.S., Sung H.Y., Guilbault G.G. Methionine selective enzyme electrode. 11 Anal. Chem., 1979, v. 51, p. 2319-2324.

70. Yoshimura M., Nakano Y., Koga T. L-Methionine-gamma-lyase, as a target to inhibit malodorous bacterial growth by trifluoromethionine. 11 Biochem. Biophys. Res. Commun., 2002, v.292(4), p. 964-968.

71. Nakano Y., Yoshimura M., Koga T. Methyl mercaptan production by periodontal bacteria. Hint. Dent. J., 2002, v. 3, p. 217-220.

72. Arfi K., Amarita F., Spinnler H.E., Bonnarme P. Catabolism of volatile sulfur compounds precursors by Brevibacterium linens and Geotrichum candidum, two microorganisms of the cheese ecosystem. IIJ Biotechnol., 2003, v. 105(3), p. 245-253.

73. Bonnarme P., Lapadatescu C., Yvon M., Spinnler H.E. L-methionine degradation potentialities of cheese-ripeningmicroorganisms. IIJ Dairy Res., 2001, v. 68(4), p. 663-674.

74. Amarita F., Requena Т., Taborda G., Amigo L., Pelaez C. Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum initiate catabolism of methionine by transamination. IIAppl Microbiol., 2001, v. 90(6), p. 971-978.

75. Bonnarme P., Psoni L., Spinnler H.E. Diversity of L-methionine catabolism pathways in cheese-ripening bacteria. IIAppl Environ Microbiol., 2000, v. 66(12), p. 5514-5517.

76. Dias В., Weimer B. Conversion of methionine to thiols by lactococci, lactotiacilli, and- brevibacteria. IIAppl Environ Microbiol., 1998, v. 64(9), p. 3320-3326.

77. Weimer В., Seefeldt K., Dias B. Sulfur metabolism in bacteria associated3 with cheese. Review. IIAntonie Van Leeuwenhoek., 1999, v. 76(1-4), p. 247-261.

78. Hoffman R.M. Methioninase: A therapeutic for diseases, related-to altered-methionine metabolism and transmethylation: cancer, heart disease, obesity, aging, and Parkinson's disease. Ulluman Cell, 1 997, v. 10, p. 69-80.

79. Cellarier E., Durando X., Vasson M.P., Farges M.C., Demiden A., Maurizis J.C., Madelmont J:C. and Chollet P. 11 Cancer Treat Rev., 2003, v. 29, p. 489-499.

80. Jones P.A. Death and methylation. //Nature, 2001, v. 409, p. 141144.

81. Breillout F., Antoine E., Poupon M.F. Methionine dependency of malignant tumors: a possible approach for therapy. IIJ Natl Cancer Inst., 1990, v. 82, p. 1628-1632.

82. Hoffman R.M. Altered methionine metabolism and transmethylation in cancer. IIAnticancer Res., 1985, v. 5, p. 1-30.

83. Kokkinakis D.M., Hoffman R.M. Frenkel E.P., et al. Synergy between methionine stress and chemotherapy in the treatment of brain tumor xenografts in athymic mice. 11 Cancer Res., 2001, v. 61, p. 40174023.

84. Poirson-Bichat F., Goncalves RA, Miccoli L., Dutrillaux В., Poupon MF. Methionine depletion enhances the antitumoral efficacy of cytotoxic agents in drug-resistant human tumor xenografts. HClin. Cancer Res., 2000, v. 6, p. 643-653.

85. Guo HY, Herrera H., Groce A., Hoffman RM, Expression of the biochemical defect of methionine dependence in fresh patient tumors in primary histoculture. 11 Cancer Res., 1993, v. 53, p. 2479-2483.

86. Halpern B.C., Clark B.R., Hardy D.N., Halpern R.M., Smith R.A. The effect of remplacement of methionine by homocysteine on survival of malignant and normal adult mammalian cells in culture. I/Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1974, v. 71, p. 1 133-1 136.

87. Stern P.H., Hoffman R.M. Enhanced in vitro selective toxicity of chemotherapeutic agents for human cancer cells based on a metabolic defect. HJ. Natl. Cancer Inst., 1986, v. 76, p. 629-639.

88. Hoffman R.M. Methionine dependence in cancer cells A review. Illn Vitro, 1982, v. 18, p. 421-428.

89. Kreis W., Baker A., Ryan V., Bertasso A. Effect of nutritional and enzymatic methionine deprivation upon human normal and malignant cells in tissue culture. I/Cancer Res., 1980, v. 40, p. 634641.

90. Mecham J.O., Rowitch D., Wallace C.D. Stern P.H., Hoffman R.M. The methabolic defect of methionine dependence occurs frequently in human tumor cell lines. //Biochem Biophys Res Commun, 1983, v. 117, p.429-434.

91. Ashe H., Clark BR, Chu F., et al. N5-methyltetrahydrofolate: homocisteine methyltransferase activity in extracts from normal, malignant and embryonic tissue culture cells. IIBiochem Biophys Res Commun., 1974, v. 57, p. 417-425.

92. Poirier L.A., Wilson M.J. The elevated requirement for methionine by transformed rat liver epithelial cells in vitro. IIAnn N Y Acad Sci., 1980, v. 349, p. 283-293.

93. Kenyon S.H., Waterfield C.J., Timbrell J.A., Nicolaou A. Methionine synthase activity and sulphur amino acid levels in the rat liver tumor cells HTC and Phi-1. IIBiochem Pharmacol., 2000, v. 63, p. 381-391.

94. Judde J.G., Ellis M., Frost P. Biochemical analysis of the role of transmethylation in the methionine dependence of tumor- cells. //Cancer Res., 1989, v. 49, p. 4859-4865.

95. Liteplo R.G., Hipwell S.E., Rosenblatt D.S., Sillaots S., Lue-Shing H. Changes in cobalamin metabolism are associated with the altered methionine auxotrophy of highly growth autonomous human melanoma cells. HJ Cell Physiol, 1991, v. 149, p. 332-338.

96. Fiskerstrand Т., Christensen В., Tysnes O.B., Ueland P.M., Refsum H. Development and reversion of methionine dependence in a human glioma cell line: relation to homocysteine remethylation and cobalamin status. HCancer Res., 1994, v. 54, p. 4899-4906.

97. Jacobsen S.J., North J.A., Rao N.A., Mangum J.H. 5-Methyltetrahydrofolate: synthesis and utilization in normal and SV40transformed BHK-21 cells. UBiochem Biophys Res Commun, 1977, v. 76, p. 46-53.

98. Frosst P., Blom H.J., Milos R., et al. A candidate genetic risk factor for vascular disease: a common mutation in methylentetrahydrofolate reductase. //Nat Genet, 1995, v. 10, p. 111113.

99. Van der Put N.M., Gabreels F., Stevens E.M., et al. A second common mutation in the methylentetrahydrofolate reductase gene: an additional risk factor for neural-tube defects? //Am J Hum Genet, 1998, v. 62, p. 1044-1051.

100. Bergstrom M., Ericson K., Hagenfeldt L., et al. PET study of methionine accumulation in glioma and normal brain tissue: competition with branched chain amino acids. HJ Comput Assist Tomogr, 1987, v. 11, p. 208-213.

101. Zingg J.M., Jones P.A., Genetic and epigenetic aspects of DNA methylation on genome expression, evolution, mutation and carcinogenesis. //Carcinogenesis, 1997, v. 18, p. 869-882.

102. Baylin S.B., Herman J.G., Graff J.R., Vertino P.M., Issa J.P. Alterations in DNA methylation: a fundemental aspect of neoplasia. HAdv Cancer Res., 1998, v. 72, p. 141-196.

103. Dumontet C., Roch A.M., Quash G. Methionine dependence of tumor cells: programmed cell survival? //Oncol Res., 1996, v. 8, p. 469-471.

104. Fitchen J.H., Riscoe M.K., Dana B.W., Lawrence H.J., Ferro A.J. Methylthioadenosine phosphorylase deficiency in human leukemias and solid tumors. //Cancer Res., 1986, v. 46, p. 5409-5412.

105. Nobori Т., Szinai I., Amox D., et al. Methylthioadenosine phosphorylase deficiency in human non-small cell lung cancers. //Cancer Res., 1993, v. 53, p. 1098-1101.

106. Traweek S.T., Riscoe M.K., Ferro A.J., Braziel R.M., Magenis R.E., Fitchen J.H. Methylthioadenosine phosphorilase deficiency in acute leukemia: pathologic, cytogenetic, and clinical features. IIBlood, 1988, v. 71, p. 1568-1573.

107. Nobori Т., Karras J.G., Delia Ragione F., Waltz T.A., Chen P.P., Carson D.A. Absence of methylthyoadenosine phosphorylase in human gliomas. UCancer Res., 1991, v. 51, p. 3193-3197.

108. Ogier G., Chantepie J., Deshayes C., et al. Contribution of 4-methylthio-2-oxobutanoate and its transaminase to the growth of methionine-dependent cells in culture. Effect of transaminase inhibitors. 11 Biochem Pharmacol,. 1993, v. 45, p. 1631-1644.

109. Tang В., Li Y.N., Kruger W.D. Defects in methylthioadenosine phosphorylase are associated with but not responsible for methionine-dependent tumor cell growth. UCancer Res., 2000, v. 60, p. 55435547.

110. Kreis W., Hession C. Biological effects of enzymatic deprivationof L-methionine in cell culture and an experimental tumor. UCancer

111. Res., 1973, v. 33, p. 1866-1869.

112. Tan Y., Xu M., Guo H., Sun X., Kubota Т., Hoffman RM. Anticancer efficacy of methioninase in vivo. //Anticancer Res., 1996, v. 16, p. 3931-3936.

113. Hori H., Takabayashi K., Orvis L., Carson DA, Nobori Т., Gene cloning and characterization of Pseudomonas putida L-methionine alpha-deamino-gamma-mercaptomethane-lyase. UCancer Res., 1996, v. 56, p. 2116-2122.

114. Tan Y., Zavala Sr.J., Xu M., Zavala Jr.J, Hoffman RM. Serum methionine depletion without side effects by methioninase in metastatic breast cancer patients. 11 Anticancer Res., 1996, v. 16, p. 3937-3942.

115. Tan Y., Zavala Sr.J., Han Q., et al. Recombinant methioninase infusion reduces the biochemical endpoint of serum methionine with minimal toxity in high-stage cancer patients. 11 Anticancer Res., 1997, v. 17, p. 3857-3860.

116. Tan Y., Sun X., Xu M., An Z., Tan X., Han Q., Miljkovic D.A., Yang M., Hoffman R.M. Polyethilene glycol conjugation of recombinant methioninase for cancer therapy. UProtein Expr. Purif., 1998, v. 12 (1), p. 45-52.

117. Miki K., Xu M., Gupta A., Ba Y., Tan Y., Al-Rafaie W., Bouvet M., Makuuchi M., Moossa A.R., Hoffman R.M. Methioninase cancer gene therapy with selenomethionine as suicide prodrug substrate. UCancer Res., 2001, v. 61, p.6805-6810.

118. Peters G.J., Backus H.H., Freemantle S., et al. Induction of thymidylate synthase as a 5-fluorouracil resistance mechanism. IIBiochim. Biophys. Acta, 2002, v. 1587, p. 194-205.

119. Thomas D.M., Zalcberg J.R. 5-Fluorouracil: a pharmacological paradigm in the use of cytotoxics. HClin Exp Pharmacol Physiol., 1998, v. 25, p. 887-895.

120. Yoshioka Т., Wada Т., Uchida N., et al. Anticancer efficacy in vivo and in vitro, synergy with 5-fluorouracil, and safety of recombinant methioninase. //Cancer Res., 1998, v. 58, p. 2583-2587.

121. Machover D., Zittoun J., Broet P., et al. Cytotoxic synergism of methioninase in combination with 5-fluorouracil and folinic acid. //Biochem Pharmacol., 2001, v. ,61, p. 867-876.

122. Gou H., Lishko V.K., Herrera H., Groce A., Kubota Т., Hoffman R.M. Therapeutic tumor-specific cell cycle block induced by methionine starvation in vivo. //Cancer Res., 1993, v. 53, p. 56765679.

123. Goseki N., Yamazaki S., Endo M., et al. Antitumor effect of methionine-depleting total parental nutrition with doxorubicin administration on Yoshida sarcoma-bearing rats. //Cancer, 1992, v. 69, p. 1865-1872.

124. Kokkinakis D.M., von Wronski M.A., Vuong Т.Н., Brent T.P., Schold Jr.S.C. Regulation of Об-methylguanine-DNAmethyltransferase by methionine in human tumour cells J/Br.

125. J.Cancer, 1997, v. 75, p. 779-788.

126. Tan Y., Sun X., Xu M., et al. Efficacy of recombinant methioninase in combination with cisplatin on human colon tumors in nude mice. HClin. Cancer Res., 1999, v. 5, p. 2157-2163.

127. Hoshiya Y., Kubota Т., Matsuzaki S.W., Kitajima M., Hoffman R.M. Methionine starvation modulates the efficacy of cisplatin on human breast cancer in nude mice. //Anticancer Res., 1996, v. 16, p. 3515-3517.

128. Technique de Chromatographie adaptees a la Purification des Proteines et des Macromolecules Biologiques. Formation GE Healthcare & CNRS, Montpellier, 2006.

129. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. Под ред. ак. А.С.Спирина, Москва, «Высшая школа», 1996, 334 с.

130. Лукина В.И. Физико-химические и энзимологические свойства L-метионин у-лиазы из Pseudomonas taetrolens: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд.биол.наук. М.: Российский университет дружбы народов, 1992.

131. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. Изд. иностранной литературы, Москва, 1961, с. 40.

132. Nakayama Т., Esaki N., Sugie К., Beresov Т.Т., Tanaka Н., and Soda К. Purification of bacterial L-methionine y-lyase. 11 Anal. Biochem. , 1984, v. 138, p. 421-424.

133. Tanaka H., Esaki N., Yamamoto T. and Soda K. Purification and properties of methioninase from Pseudomonas ovalis. IIFEBS Lett., 1976, v. 66 (2), p. 307-31 1.

134. Ito S., Nakamura Т., Eguchi Y. Purification and characterization of methioninase from Pseudomonas putida. //J. Biochemistry (Tokyo), 1976, v. 79, p. 1263 1272.

135. Скоупс P. Методы очистки белка. M., Мир, 1985.

136. Tanaka Н., Esaki N., Soda К. Bacterial L-methionine y-lyase: characterization and application. //Sulfur Amino Acids: Biochemical and Clinical Aspects, Alan R. Liss, Inc., 150 Fifth Avenue, New York, NY10011, 1983, p.365-377.

137. Inoe H., Inagaki K., Sugimoto M., Esaki N., Soda K. & Tanaka H. Structural analysis of the L-methionine gamma-lyase gene from Pseudomonas putida. //J.Biochem., 1995, v. 117, p. 1120-1125.

138. Goodal G., Mottram J.C., Coombs G.H., and Laptom A.J. PDB-Entry 1E5E, 2000.

139. Bazhulina N.P., Morozov Yu.V., Papisova A.I., Demidkina T.V. Pyridoxal 5'-phosphate Schiff base in Citrobacter freundii tyrosine phenol-lyase : ionic and tautomeric equilibria. // EJB, 2000, v. 267, p. 1830-1836.

140. Bazhulina N.P., Bokovoi V.A., Morozov Yu.V., Fiodorova L.I. & Chekhov V.O. Spectroscopic behavior of pyridoxal 5'-phosphate amino acid aldimines. Tautomer and isomer equilibria. //Molekulyarnaya Biologiya (in Russian), 1991, v. 25, p. 546-555.

141. Metzler C.M., Viswanath R. & Metzler D.E. Equilibria and absorption spectra of tryptophanase. //J. Biol. Chem., 1991, v. 266, p. 9374-9381.

142. Ph. & Metzler D.E., eds), Wiley-Interscience, NY, USA, 1985, p. 37108.

143. Aitken S.M., and Kirsch J.F. Kinetics of the yeast cystathionine beta-synthase forward and reverse reactions: continuous assays and the equilibrium constant for the reaction. 11 Biochemistry, 2003, v. 42, p. 571-578.

144. A itken S.M., Kim D.H., and Kirsch J.F. Escherichia coli cystathionine gamma-synthase does not obey ping-pong kinetics. Novel continuous assays for the elimination and substitution reactions. //Biochemistry, 2003, v. 42, p. 11297-11306.

145. Cook P.F., and Cleland W.W. pH variation of isotope effects in enzyme-catalyzed reactions. 1. Isotope- and pH-dependent steps the same. //Biochemitry, 1981, v. 20, p. 1797-1805.

146. Sambrook J., Fritsch E.F.& Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989.

147. Sanger F., Nicklen S. & Coulsen A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. UProc. Natl. Acad. Sci. USA., 1977, v. 74, p. 5463-5467.

148. Расторгуев C.M., Завильгельский Г.Б. //Генетика, 2003, т. 39, с. 218-224.

149. Fridemann Т.Е., Haugen G.E. The determination of keto acids in blood and urine. IIJ. Biol. Chem., 1943, v. 177(2), p. 415-442.

150. Фёршт Э. Структура и механизм действия ферментов. М., Мир, 1980.

151. Cleland W. Statistical analysis of enzyme kinetic data. //Methods Enzymol., 1979, v. 63, p. 103-138.

152. Lowry O.H., Rosenbrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. IIJ. Biol. Chem., 1951, v. 193, p. 265-275.

153. Peterson E.A., Sober H.A. Preparation of crystalline phosphorylated derivatives of Vitamin B6. HJ. Amer. Chem. Soc., 1954, v. 76,p 169-175.

154. Metzler D.E., Harris C.M., Johnson R.J. & Siano D.B. Spectra of 3-hydroxypyridines. Band-shape analysis and evaluation of tautomeric equilibria. //Biochemistry, 1973, v. 12, p. 5377-5392.

155. Glasoe P.V., Long F.A. //J. Phys. Chem. 1960, v. 64, p. 188-194.

156. Список публикаций по теме диссертации

157. Manukhov I.V., Demidkina T.V., Mamaeva D.V., Rastorguev S.M. and Zavilgelsky G.B. Citrobacter freundii methionine y-lyase (megL) and putative amino acid permease (aap) genes, complete cds, 2003, Gene bank accession number: AY204910.

158. Mamaeva D.V., Morozova E.A., Nikulin A.D., Revtovich S.V., Nikonov S.V., Garber M.B., Demidkina T.V. Structure of Citrobacter freundii L-methionine y-lyase. Acta Cryst., 2005, F61, p. 546-549.

159. Манухов И.В., Мамаева Д.В., Морозова Е.А., Расторгуев С.М., Фалеев Н.Г., Демидкина Т.В. Завильгельский Г.Б. L-Метионин у-лиаза Citrobacter freundii'. клонирование гена и кинетические параметры фермента. Биохимия (Москва), 2006, т. 71(4), с. 454463.

160. Revtovich S.V., Mamaeva D.V., Morozova Е.А., Nikulin A.D., Nikonov S.V., Garber M.B., Demidkina T.V. Crystal Sructure of Citrobacter freundii L-methionine y-lyase, 2004, PDB: 1Y4I.

161. Материалы работы, опубликованные в виде тезисов сообщенийна конференциях

162. Мамаева Д.В., Барболина М.В., Демидкина Т.В. L-метионин у-лиаза Citrobacter freundii-. метод очистки и некоторые свойства. Тезисы школы-конференции «Горизонты физико-химической биологии», Пущино, Россия, 2000, т.2, с. 250.

163. Mamaeva D.V., Faleev N.G., Demidkina T.V. Purification and some properties of L-methionine y-lyase from Citrobacter freundii. The 5-th International Engelhardt Conference on molecular biology. June 2126, 2001, Moscow (Russia), posters session.

164. Мамаева Д.В., Фалеев Н.Г., Демидкина Т.В. Выделение и свойства L-метионин — у-лиазы из Citrobacter freundii. Ill съезд биохимического общества РАН. Тезисы научных докладов, с. 592, 26 июня — 1 июля 2002, Санкт-Петербург, Россия.

165. Manukhov I.V., Rastorguev S.M., Zavilgelsky G.B., Mamaeva D.V., Demidkina T.V. Gene cloning and characterization of Citrobacter freundii L-methionine y-lyase. 1st Congress of European of

166. Microbiologists. Poster session. Slovenia, Ljubljana, Cankarjevdom, June 29 July 3, 2003.к