ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ АРГИНИНДЕИМИНАЗЫ

  • Авторы: Егидарова Е.Ю.1, Грудинина Н.А.2, Забродская Я.А.3,4,5, Суворов А.Н.6, Соколов А.В.7
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
    2. ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины» РАН
    3. ФГБУ «Научно-исследовательский институт гриппа имени А.А. Смородинцева» Минздрава РФ
    4. ФГБУ «Петербургский институт ядерной физики имени Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
    5. ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
    6. Институт экспериментальной медицины
    7. ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
  • Раздел: Оригинальные исследования
  • Статья опубликована: 17.10.2025
  • URL: https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/677017
  • DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ677017
  • ID: 677017


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование: В настоящее время активно развивается разработка противоопухолевых препаратов таргетного действия, при этом поиск новых мишеней для таргетной терапии и создание новых препаратов является актуальной задачей. Показано, что аргининдеиминаза (ADI) обладает антипролиферативной активностью в отношении ряда ауксотрофных по аргинину опухолевых клеток, в связи с чем этот фермент может рассматриваться как перспективный противоопухолевый препарат. Таким образом, целесообразна разработка методики получения данного рекомбинантного фермента в растворимой форме, обладающего биологической активностью.

Цель: Получение очищенной, активной рекомбинантной аргининдеиминазы (rADI) и биохимическая оценка ее свойств.

Материалы и методы: Наработку рекомбинантной аргининдеиминазы осуществляли в клетках E.coli. Очистку фермента проводили при помощи оригинального сорбента для металл-хелатной хроматографии. Для определения активности аргининдеиминазы использовали разработанную на основе модифицированной реакции Сакагучи методику.

 Результаты: При клонировании гена arcA была получена очищенная, растворимая и ферментативно активная rADI. Было показано, что для сохранения активности фермента при очистке необходимо поддерживать рН среды  6,6. Благодаря использованию нового варианта металл-хелатной хроматографии был получен активный фермент – с удельной активностью 25 мкмоль Arg за минуту на мг белка. Обнаружено, что для сохранения активности замороженного фермента требуется добавлять NaCl до конечной концентрации 1 М и 2-меркаптоэтанол до конечной концентрации 0,5 мМ.

Заключение: Выявленная высокая ферментативная активность аргининдеиминазы in vitro делает дальнейшее исследование перспективным для создания нового класса противоопухолевых препаратов. Освобожденный от примесей ЛПС рекомбинантный фермент может быть использован для определения его цитотоксичности на различных линях раковых клеток, а также в экспериментах in vivo на моделях лабораторных животных.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Елена Юрьевна Егидарова

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: lena.egidarova.97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5716-0836
SPIN-код: 3449-0970

Научный сотрудник, Отдел молекулярной биологии, генетики и фундаментальной медицины 

Россия

Наталья Андреевна Грудинина

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины» РАН

Email: strangecatnap@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8483-8967
SPIN-код: 4304-3410

канд. биол. наук, старший научный сотрудник, отдел молекулярной биологии, генетики и фундаментальной медицины 

Россия, 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12

Яна Александровна Забродская

ФГБУ «Научно-исследовательский институт гриппа имени А.А. Смородинцева» Минздрава РФ; ФГБУ «Петербургский институт ядерной физики имени Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»; ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Email: zabryaka@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2012-9461
SPIN-код: 3907-8702

канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник отдела молекулярной биологии вирусов; 

Россия, Санкт-Петербург

Александр Николаевич Суворов

Институт экспериментальной медицины

Email: alexander_suvorov1@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2312-5589
SPIN-код: 8062-5281
Scopus Author ID: 7101829979
ResearcherId: J-6921-2013

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН, заведующий отделом молекулярной микробиологии 

 

Россия, Санкт-Петербург

Алексей Викторович Соколов

ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Автор, ответственный за переписку.
Email: biochemsokolov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9033-0537
SPIN-код: 7427-7395

д-р биол. наук, Научный сотрудник лаборатории системной вирусологии Отдела молекулярной биологии вирусов
ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России 

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Burova L, Thern A, Pigarevsky P, Gladilina M, Seliverstova V, Gavrilova E, Nagornev V, Schalén C, Totolian A. Role of group A streptococcal IgG-binding proteins in triggering experimental glomerulonephritis in the rabbit. APMIS. 2003;111(10):955-962. doi: 10.1034/j.1600-0463.2003.1111007.x
  2. Cusumano ZT, Caparon MG. Citrulline protects Streptococcus pyogenes from acid stress using the arginine deiminase pathway and the F1Fo-ATPase. J Bacteriol. 2015;197(7):1288-1296. doi: 10.1128/JB.02517-14
  3. Fayura, LR., Boretsky YR, Pynyaha YV, Wheatley DN, Sibirny AA. Improved method for expression and isolation of the Mycoplasma hominis arginine deiminase from the recombinant strain of Escherichia coli. J. Biotechnol. 2013;167(4):420-426. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2013.06.025
  4. Fiedler T, Strauss M, Hering S, Redanz U, William D, Rosche Y, Classen CF, Kreikemeyer B, Linnebacher M, Maletzki C. Arginine deprivation by arginine deiminase of Streptococcus pyogenes controls primary glioblastoma growth in vitro and in vivo. Cancer Biol Ther. 2015;16(7):1047-1055. doi: 10.1080/15384047.2015.1026478
  5. Freiberg JA, Le Breton Y, Harro JM, Allison DL, McIver KS, Shirtliff ME. The Arginine Deiminase Pathway Impacts Antibiotic Tolerance during Biofilm-Mediated Streptococcus pyogenes Infections. mBio. 2020;11(4):e00919-20. doi: 10.1128/mBio.00919-20
  6. Hirose Y, Yamaguchi M, Sumitomo T, Nakata M, Hanada T, Okuzaki D, Motooka D, Mori Y, Kawasaki H, Coady A, Uchiyama S, Hiraoka M, Zurich RH, Amagai M, Nizet V, Kawabata S. Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface. Cell Rep. 2021;34(13):108924. doi: 10.1016/j.celrep.2021.108924
  7. Liu J, Ma J, Wu Z, Li W, Zhang D, Han L, Wang F, Reindl KM, Wu E, Ma Q. Arginine deiminase augments the chemosensitivity of argininosuccinate synthetase-deficient pancreatic cancer cells to gemcitabine via inhibition of NF-κB signaling. BMC Cancer. 2014;14:686. doi: 10.1186/1471-2407-14-686
  8. Patil MD, Bhaumik J, Babykutty S, Banerjee UC, Fukumura D. Arginine dependence of tumor cells: targeting a chink in cancer's armor. Oncogene. 2016;35(38):4957-4972. doi: 10.1038/onc.2016.37
  9. Sakaguchi S. Uber eine neue Farben Reaktion yon Protein und Arginine. J. Biochem. 1925;(5):21-31.
  10. Sastry CSP, Tummuru MK. Spectrophotometric determination of arginine in proteins // Food Chemistry. 1984;15(4):257-260.
  11. Xiong L, Teng JL, Botelho MG, Lo RC, Lau SK, Woo PC. Arginine Metabolism in Bacterial Pathogenesis and Cancer Therapy. Int J Mol Sci. 2016;17(3):363. doi: 10.3390/ijms17030363
  12. Starikova EA, Sokolov AV, Vlasenko AY, Burova LA, Freidlin IS, Vasilyev VB. Biochemical and biological activity of arginine deiminase from Streptococcus pyogenes M22. Biochem Cell Biol. 2016;94(2):129-137. doi: 10.1139/bcb-2015-0069
  13. Fling SP, Gregerson DS. Peptide and protein molecular weight determination by electrophoresis using a high-molarity tris buffer system without urea. Anal Biochem. 1986;155(1):83-88. doi: 10.1016/0003-2697(86)90228-9
  14. Anderson NL, Giometti CS, Gemmell MA, Nance SL, Anderson NG. A two-dimensional electrophoretic analysis of the heat-shock-induced proteins of human cells. Clin Chem. 1982;28(4 Pt 2):1084-1092.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.