Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

N-концевое ацетилирование рекомбинантных белков эукариот в 
E.coli
Лаптева Ю.С., Соколов А.С., Вологжанникова А.А., Казаков А.С., Пермяков С.Е.
ФИЦ ПНЦБИ РАН, Институт биологического приборостроения c опытным
производством РАН, Пущино, Россия
Большинство белков эукариот подвергается N-концевому ацетилированию, что 
может существенным образом изменять их структурные и функциональные свойства [1].
Рекомбинантные белки эукариот, нарабатываемые в бактериях, часто не содержат 
данную модификацию. В этой связи актуальна разработка метода N
α
-ацетилирования 
(N
α
-АЦ) рекомбинантных белков, получаемых в бактериальных системах экспрессии. 
N
α
-АЦ катализируют специфичные ферменты - N-концевые ацетилтрансферазы (АТ), 
различающиеся по субстратной специфичности, которая зависит от N-концевой 
аминокислотной последовательности ацетилируемого белка. АТ эукариот являются, 
как правило, мультисубъединичными ферментами, в то время как их бактериальные 
аналоги содержат по одной субъединице [2]. В связи с этим актуально использование 
АТ 
E. coli
для N
α
-АЦ рекомбинантных белков эукариот при их наработке в 
E. coli
.
Ранее нами было установлено влияние N-концевой ацетильной группы на струк-
турные и функциональные свойства некоторых парвальбуминов (ПА) [3, 4]. Парваль-
бумины - это небольшие кальцийсвязывающие белки позвоночных, выполняющие
в организме роль буфера катионов кальция/магния. Нами изучена активность АТ 
E. coli
в отношении рекомбинантного α-ПА щуки в условиях 
in vivo
и 
in vitro
. Нами клони-
рованы гены АТ RimI, RimJ и RimL и получены очищенные препараты ферментов для 
проведения реакции N
α
-АЦ в условиях 
in vitro
. Для N
α
-АЦ в условиях in vivo нами 
получены плазмидные вектора, предназначенные для ко-экспрессии АТ и α-ПА щуки
в клетках 
E. coli
. Содержание N
α
-АЦ формы ПА оценивали методом масс-спектрометрии.
Нами впервые показано, что ни одна из АТ 
E.coli
не проявляет активность в отно- 
шении α-ПА щуки в условиях 
in vitro
. В условиях 
in vivo
специфическую фермента-
тивную активность проявляет АТ RimI. При этом уровень N
α
-АЦ формы ПА зависит 
от условий роста 
E.coli
при ко-экспрессии и может достигать 30%. Наши результаты 
согласуются с имеющимися в мировой литературе данными о том, что для ацетилиро-
вания важное значение имеет как аминокислотная последовательность N-конца белка, 
так и его третичная структура. 
1. Drazic, A., et al. The world of protein acetylation // Biochim. Biophys. Acta. - 2016. – V. 1864: 
p 1372-1401.
2. Favrot, L., J.S. Blanchard, and O. Vergnolle, Bacterial GCN5-Related N-Acetyltransferases: 
From Resistance to Regulation // Biochem. - 2016. – V. 23. -p 989–1002.
3. Vologzhannikova, A.A., et al. In search for globally disordered apo-parvalbumins: Case of 
parvalbumin β-1 from coho salmon // Cell Calcium. - 2017. – V. 67. - p 53-64.
4. permyakov, S.E., et al. The impact of alpha-N-acetylation on structural and functional 
status of parvalbumin // Cell Calcium. - 2012. – V. 52 (5). – p 366-76.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-34-00701.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
186