ИСТИНА

Полусинтетические бета-лактамные антибиотики широко используются для борьбы с патогенными микроорганизмами и занимают более половины мирового рынка антибактериальных препаратов. В настоящее время для их получения используют фермент пенициллинацилазу (PA), которая катализирует реакцию переноса ацильной группы из соответствующего амида на бета-лактамное ядро (6-аминопенициллановая кислота, 7-аминоцефалоспорановая кислота и др.). Одним из недостатков данного процесса является способность РА гидролизовать целевой продукт. Гидролаза эфиров альфа-аминокислот (КФ 3.1.1.43, AEH) также может осуществлять синтез аминобета-лактамных антибиотиков, однако в качестве донора ацильной группы используются сложные эфиры. AEH по сравнению с РА представляет собой более перспективный катализатор, благодаря более высокой активности в реакции гидролиза эфиров (стадия получения ацил-фермента) и более низкой активности в реакции гидролиза целевого антибиотика. В отличие от пенициллинацилаз, которые были выделены и охарактеризованы из большого количества источников, данных о AEH получено мало. В настоящее время в литературе имеется информация только о двух AEH, которые были выделены из бактерий Xanthomonas citri IF0 3835 (XcAEH) и Acetobacter turbidans ATCC 9325 [1]. Эти ферменты являются тетрамерами и состоят из четырех идентичных субъединиц. В нашей лаборатории недавно был клонирован ген AEH из бактерий Xanthomonas rubrilineans (XrAEH). Для проведения экспериментов по рациональному дизайну свойств этого фермента необходимо иметь экспериментальную или компьютерную трехмерную модель структуры. Поэтому нами было проведено компьютерное моделирование структуры XrAEH. Процедура моделирования включала: 1. Множественное выравнивание аминокислотных последовательностей XrAEH и AEH из различных источников для выявления консервативных участков; 2. Построение трехмерной структуры XrAEH с использованием в качестве базовой структуру XcAEH (PDB1MPX.ENT) с разрешением 1,90 Å. XcAEH имеет высокую степень гомологии (84 %) с нашим ферментом; 3. Встраивание в трехмерную структуру XrAEH некоторых субстратов, выбранных на основании литературных данных [1]. Среднее квадратичное отклонение Cα атомов в модельной структуре по сравнению с опорным ферментом составило всего 0,043 Å, что свидетельствует о высокой точности и достоверности полученной модели. Исходя из анализа полученных структур, определены аминокислотные остатки, играющие важную роль в связывании фермента с субстратом.