Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1052010.32607/20758251-2015-7-1-117-120Short communicationsКраткие сообщенияResearch ArticleRecombinant α-NAcetylgalactosaminidase from Marine Bacterium-Modifying A Erythrocyte AntigensРекомбинантная α-N-ацетилгалактозаминидаза морской бактерии, модифицирующая детерминанты А-эритроцитовBalabanovaL. A.БалабановаЛ. A.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruGolotinV. А.ГолотинВ. А.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruBakuninaI. Yu.БакунинаИ. Ю.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruSlepchenkoL. V.СлепченкоЛ. В.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruIsakovV. VИсаковВ. В.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruPodvolotskayaA. B.ПодволоцкаяA. Б.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruRasskazovV. А.РассказовВ. А.
Russian Federation
balaban@piboc.dvo.ruG.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch, Russian Academy of SciencesТихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАНFar Eastern Federal UniversityДальневосточный федеральный университет1503201571VOL 7, NO1 (2015)ТОМ 7, №1 (2015)11712017012020Copyright ©; 2015, Balabanova L.A., Golotin V.А., Bakunina I.Y., Slepchenko L.V., Isakov V.V., Podvolotskaya A.B., Rasskazov V.А.Copyright ©; 2015, Балабанова Л.A., Голотин В.А., Бакунина И.Ю., Слепченко Л.В., Исаков В.В., Подволоцкая A.Б., Рассказов В.А.2015Balabanova L.A., Golotin V.А., Bakunina I.Y., Slepchenko L.V., Isakov V.V., Podvolotskaya A.B., Rasskazov V.А.Балабанова Л.A., Голотин В.А., Бакунина И.Ю., Слепченко Л.В., Исаков В.В., Подволоцкая A.Б., Рассказов В.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10520

A plasmid based on pET-40b was constructed to synthesize recombinant α-N-acetylgalactosaminidase of the marine bacterium Arenibacter latericius KMM 426 T (α-AlNaGal) in Escherichia coli cells. The yield of α-Al-NaGal attains 10 mg/ml with activity of 49.7 ± 1.3 U at 16°C, concentration of inductor 2 mM, and cultivation for 12 h. Techniques such as anion exchange, metal affinity and gel filtration chromatography to purify α-AlNaGal were applied. α-AlNaGal is a homodimer with a molecular weight of 164 kDa. This enzyme is stable at up to 50°C with a temperature range optimum activity of 20-37°C. Furthermore, its activity is independent of the presence of metal ions in the incubation medium. 1H NMR spectroscopy revealed that α-AlNaGal catalyzes the hydrolysis of the O-glycosidic bond with retention of anomeric stereochemistry and possesses a mechanism of action identical to that of other glycoside hydrolases of the 109 family. α-AlNaGal reduces the serological activity of A erythrocytes at pH 7.3. This property of α-AlNaGal can potentially be used for enzymatic conversion of A and AB erythrocytes to blood group O erythrocytes.

На основе pET-40b сконструирована плазмида, определяющая синтез рекомбинантной α-N-ацетилгалактозаминидазы морской бактерии Arenibacter latericius KMM 426Т (α-AlNaGal) в клетках Escherichia coli. В условиях экспрессии при температуре 16оС, концентрации индуктора 0.2 мМ и культивирования в течение 12 ч выход α-AlNaGal достигает 10 мг/л с общей активностью 49.7 ± 1.3 U. Разработаны процедуры очистки α-AlNaGal с использованием анионообменной, металлоаффинной хроматографии и гель-фильтрации. α-AlNaGal представляет собой гомодимер с молекулярной массой 164 кДа, стабильна до 50°С с температурным оптимумом реакции при 20-37°С, и ее активность не зависит от присутствия ионов металлов в инкубационной среде. Методом Н-ЯМР-спектроскопии показано, что α-AlNaGal катализирует гидролиз О-гликозидной связи с сохранением стереохимической конфигурации аномерного атома и реализует механизм, характерный для семейства 109 гликозидгидролаз. α-AlNaGal снижает серологическую активность А-эритроцитов при рН 7.3, что делает ее в перспективе пригодной для конверсии А- и АВ- эритроцитов в эритроциты группы крови О.

glycoside hydrolase GH109Arenibacter latericius1H NMR spectroscopyconversion of A erythrocytesгликозидгидролаза GH109Arenibacter latericius1Н-ЯМР-спектроскопияконверсия А-эритроцитовThis work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant № 13-04-00806) and the Scientific Foundation of the Far Eastern Federal University (14-08-06-10_i).Работа поддержана РФФИ (грант № 13-04-00806) и Научным фондом ДВФУ (14-08-06-10_и).[1] Vallée F., Karaveg K., Herscovics A., Moremen K.W., Howell P.L. // J. Biol. Chem. 2000, V.275, №52, P.41287-41298[2] Keulemans J.L.M., Reuser A.J.J., Kroos M.A., Willemsen R., Hermans M.M.P., van den Ouweland A.M.W., de Jong J.G.N., Wevers R.A., Renier W.O., Schindler D. // J. Med. Genet. 1996, V.33, №6, P.458-464[3] Olsson M.L., Hill C.A., de la ega H., Liu Q.P., Stroud M.R., Valdinocci J., Moon S., Clausen H., Kruskall M.S. // Transfus. Clin. Biol. 2004, V.11, №1, P.33-39[4] Hata J., Dhar M., Mitra M., Harmata M., Haibach P., Sun P., Smith D. // Biochem. Int. 1992, V.28, №1, P.77-86[5] Hsieh H.Y., Smith D. // Biotechnol. Appl. Biochem. 2003, V.37, №2, P.157-163[6] Ivanova E.P., Bakunina I.Y., Nedashkovskaya O.I., Gorshkova N.M., Mikhailov V.V., Elyakova L.A. // Marine Biology (Russian). 1998, V.24, №6, P.351-358[7] Bakunina I.Y., Kulman R.A., Likhosherstov L.M., Martynova M.D., Nedashkovskaya O.I., Mikhailov V.V., Elyakova L.A. // Biochemistry (Russian). 2002, V.67, №6, P.830-837[8] Liu Q.P., Sulzenbacher G., Yuan H., Bennett E.P., Pietz G., Saunders K., Spence J., Nudelman E., Levery S.B., White T. // Nat. Biotechnol. 2007, V.25, №4, P.454-464[9] Bakunina I., Nedashkovskaya O., Balabanova L., Zvyagintseva T., Rasskazov V., Mikhailov V. // Mar. Drugs. 2013, V.11, P.1977-1998[10] Comfort D.A., Bobrov K.S., Ivanen D.R., Shabalin K.A., Harris J.M., Kulminskaya A.A., Brumer H., Kelly R.M. // Biochemistry. 2007, V.46, №11, P.3319-3330[11] Chakladar S., Abadib S.S.K., Bennet A.J. // Med. Chem. Commun. 2014, V.5, P.1188