Peculiarities of the Mechanism of Interactions of Catalytic Antibodies with Organophosphorus Substrates


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Catalytic antibodies are a promising model for creating highly specific biocatalysts with predetermined activity. However, in order to realize the directed change or improve their properties, it is necessary to understand the basics of catalysis and the specificity of interactions with substrates. In the present work, a structural and functional study of the Fab fragment of antibody A5 and a comparative analysis of its properties with antibody A17 have been carried out. These antibodies were previously selected for their ability to interact with organophosphorus compounds via covalent catalysis. It has been established that antibody A5 has exceptional specificity for phosphonate X with bimolecular reaction rate constants of 510 ± 20 and 390 ± 20 min–1M–1 for kappa and lambda variants, respectively. 3D-Modeling of antibody A5 structure made it possible to establish that the reaction residue L-Y33 is located on the surface of the active site, in contrast to the A17 antibody, in which the reaction residue L-Y37 is located at the bottom of a deep hydrophobic pocket. To investigate a detailed mechanism of the reaction, A5 antibody mutants with replacements L-R51W and H-F100W were created, which made it possible to perform stopped-flow kinetics. Tryptophan mutants were obtained as Fab fragments in the expression system of the methylotrophic yeast species Pichia pastoris. It has been established that the effectiveness of their interaction with phosphonate X is comparable to the wild-type antibody. Using the data of the stopped-flow kinetics method, significant conformational changes were established in the phosphonate modification process. The reaction was found to proceed using the induced-fit mechanism; the kinetic parameters of the elementary stages of the process have been calculated. The results present the prospects for the further improvement of antibody-based biocatalysts.

Об авторах

I. Vorobiev

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry; Institute of Bioengineering, Research Center of Biotechnology

Автор, ответственный за переписку.
Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997; Moscow, 119071

Yu. Mokrushina

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997

S. Pipiya

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997

A. Stepanova

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997

O. Shamborant

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997

V. Knorre

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997

I. Smirnov

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry; Institute of Fundamental Medicine and Biology

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997; Republic of Tatarstan, 420055

A. Gabibov

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry; Institute of Fundamental Medicine and Biology

Email: ptichman@gmail.com
Россия, Moscow, 117997; Republic of Tatarstan, 420055

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».