Масс-спектрометрия с бомбардировкой быстрыми атомами в установлении путей биосинтеза пуринового рибонуклеозида [2н] инозина

Автор: Мосин Олег Викторович, Игнатов И., Швец В.И., Тыминский Г.

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Приборостроение физико-химической биологии

Статья в выпуске: 2 т.26, 2016 года.

Бесплатный доступ

Продемонстрирована возможность применения масс-спектрометрии с бомбардировкой быстрыми атомами (ББА) на импульсном масс-спектрометре VG-70 SEQ ("Fisons VG Analytical", США) для установления путей биосинтеза 2Н-меченого пуринового рибонуклеозида инозина, секретируемого в культуральную жидкость (КЖ) грамположительной хемогетеротрофной бактерией Bacillus subtilis ВКПМ B-3157 при выращивании на тяжеловодородной среде с 2 % гидролизатом дейтерированной биомассы метилотрофной бактерии Brevibacterium methylicum ВКПМ B-5662 как источника 2Н-меченых ростовых субстратов. Выделение [2Н]инозина из КЖ производили адсорбцией/десорбцией смеси рибонуклеозидов на поверхности активированного угля, экстракцией 0.3 М NH4-формиатным буфером (рН = 8.9) с последующей перекристаллизацией в 80 % этаноле и ионообменной хроматографией на колонке с катионообменной смолой AG50WX 4, уравновешенной 0.3 М NH4-формиатным буфером с 0.045 М NH4Cl. Исследование распределения дейтерия в молекуле биосинтетического [2H]инозина методом масс-спектрометрии ББА продемонстрировало включение 5 атомов дейтерия в молекулу (общий уровень дейтерированности - 62.5 атом. % 2H) с включением 3 атомов дейтерия в рибозный фрагмент и 2 атомов дейтерия - в гипоксантиновый фрагмент молекулы. Три не обмениваемые атома дейтерия были включены в рибозный фрагмент молекулы за счет гликолиза по пути Эмбдена-Мейергофа вследствие реакций ферментативной изомеризации глюкозы в 2H2O-среде с участием реакций изотопного (1Н-2Н) обмена, в то время как два других атома дейтерия при С2-, С8-положениях в гипоксантиновом остатке происходили из [2H]аминокислот дейтерированного метилотрофного гидролизата Brevibacterium methylicum ВКПМ B-5662.

Еще

2h-меченый инозин, биосинтез, тяжелая вода, bacillus subtilis вкпм b-3157, масс-спектрометрия бба

Короткий адрес: https://sciup.org/14265018

IDR: 14265018

Список литературы Масс-спектрометрия с бомбардировкой быстрыми атомами в установлении путей биосинтеза пуринового рибонуклеозида [2н] инозина

Chen B., Jamieson E.R., Tullius T.D. A general synthesis of specifically deuterated nucleotides for studies of DNA and RNA//Bioorg. & Med. Chem. Lett. 2002. Vol. 12. P. 3093-3096. Doi: DOI: 10.1016/S0960-894X(02)00650-9
Kundu M.T., Trifonova A., Dinya Z., Foldes A., Chattopadhyaya J. Synthetic studies to improve the deuterium labeling in nucleosides for facilitating structural studies of large RNAs by high-field NMR spectroscopy//Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids. 2001. Vol. 20, no. 4-7. P. 1333-1337. Doi: DOI: 10.1081/NCN-100002549
Chirakul P., Litzer J.R., Sigurdsson S.T. Preparation of base-deuterated 2'-deoxyadenosine nucleosides and their site-specific incorporation into DNA//Nucleosid., Nucleotid. Nucleic Acids. 2001. Vol. 20, no. 12. P. 1903-1913. Doi: DOI: 10.1081/NCN-100108321
Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Швец В.И. Масс-спектрометрическая оценка уровня включения 2Н и 13С в молекулы аминокислот бактериальных объектов//Биоорганическая химия. 1996. Т. 22, № 10-11. С. 856-869.
Мосин О.В., Швец В.И., Складнев Д.А., Игнатов И. Биосинтез фотопреобразующего трансмембранного белка бактериородопсина, меченного дейтерием по остаткам ароматических аминокислот Phe, Tyr и Trp//Научное приборостроение. 2013. Т. 23, № 2. С. 14-26. URL: http://213.170.69.26/mag/2013/full2/Art3.pdf.
Caprioli R.M. Continuous flow fast atom bombardment mass spectrometry/R.M. Caprioli (ed.). New York: Wiley, 1990. 125 p. Doi: DOI: 10.1016/0076-6879(90)93417-j
Tomer K.B. The development of fast atom bombardment combined with tandem mass spectrometry for the determination of biomolecules//Mass Spectrometry Reviews. 1989. Vol. 8, no. 6. P. 445-482. Doi: DOI: 10.1002/mas.1280080602
Morris H.R., Panico M., Barber M., Bordoli R.S., Sedgwick R.D., Tyler A. Fast atom bombardment: a new mass spectrometric method for peptide sequence analysis//Biochem. Biophys. Res. Commun. 1981. Vol. 101, no. 2. P. 623-631. Doi: DOI: 10.1002/mas.1280080602
Muñoz García D., Midaglia L., Martinez Vilela J. et al.//Acta Neurologica Scandinavica. 2015. Vol. 131. no. 6. P. 405-410. Doi: DOI: 10.1111/ane.12333
Мосин О.В., Складнев Д.А., Швец В.И. Биосинтез дейтерированного инозина бактерией Bacillus subtilis на тяжеловодородной среде//Изв. Акад. Наук. Серия биологическая. 1999. № 4. С. 396-402.
Mosin O.V., Skladnev D.A., Shvets V.I. Biosynthesis of 2H-labeled phenylalanine by a new methylotrophic mutant Brevibacterium methylicum//Biosci, Biotechnol., Biochem. 1999. Vol. 62, no. 2. P. 225-229. Doi: DOI: 10.1271/bbb.62.225
Mosin O.V., Shvets V.I., Skladnev D.A., Ignatov I. Microbial synthesis of 2H-labelled L-phenylalanine with different levels of isotopic enrichment by a facultive methylotrophic bacterium Brevibacterium methylicum with RuMP assimilation of carbon//Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2013. Vol. 7, no. 3. P. 249-260.
Мосин О.В., Швец В.И., Складнев Д.А., Игнатов И. Исследование микробного синтеза дейтерий-меченного L-фенилаланина факультативной метилотрофной бактерией Brevibacterium methylicum на средах с различным содержанием тяжелой воды//Биофармацевтический журнал. 2012. Т. 4, № 1. С. 11-22.
Мосин О.В., Игнатов И. Биологическое воздействие дейтерия на клетки прокариот и эукариот//Разработка и регистрация лекарственных средств. 2014. Т. 2, № 7. С. 122-131.
Мосин О.В., Казаринова Л.А., Преображенская К.А., Складнев Д.А., Юркевич А.М., Швец Д.А. Рост бактерии Bacillus subtilis и биосинтез инозина на высокодейтерированной среде//Биотехнология. 1996. № 4. С. 19-26.
Мосин О.В., Швец В.И., Складнев Д.А., Игнатов И. Микробиологический синтез инозина высокого уровня дейтерированности грамм-положительной хемогетеротрофной бактерией Bacillus subtilis//Прикладная биохимия и микробиология. 2013. Т. 49, № 3. P. 255-266. Doi: DOI: 10.1134/S0003683813030137
Mosin O.V., Ignatov I. Microbiological synthesis of 2H-labeled phenylalanine, alanine, valine, and leucine/isoleucine with different degrees of deuterium enrichment by the Gram-positive facultative methylotrophic bacterium Вrevibacterium methylicum//International Journal of BioMedicine. 2013. Vol. 3, no. 2. P. 132-138.
Складнев Д.А., Мосин О.В., Егорова Т.А., Еремин С.В., Швец В.И. Метилотрофные бактерии -источники изотопномеченых 2Н-и 13С-аминокислот//Биотехнология. 1996. № 5. С. 25-34.
Мосин О.В., Игнатов И., Швец В.И., Тыминский Г. Масс спектрометрия электронного удара в анализе включения стабильных изотопов дейтерия и углерода-13 в молекулы аминокислот биологических объектов//Научное приборостроение. 2015. Т. 25, № 4. P. 3-18. URL: http://213.170.69.26/mag/2015/full4/Art1.pdf.
Ignatov I., Mosin O.V. Possible processes for origin of life and living matter with modeling of physiological processes of bacterium Bacillus subtilis in heavy water as model system//Journal of Natural Sciences Research. 2013. Vol. 3, no. 9. P. 65-76.
Bohinski R.C. Modern concepts in biochemistry/R.C. Bohinski (ed.). Boston, London, Sydney, Toronto, Massachusetts: Allyn & Bacon Inc, 1983. 378 p.

Еще

Статья научная