Ukr.Biochem.J. 2017; Том 89, № 5, вересень-жовтень, c. 15-20

doi: https://doi.org/10.15407/ubj89.05.015

Вплив катіонів на активність фурину

Т. В. Осадчук1, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1, О. М. Бондаренко1, В. К. Кібірєв1,2

1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua;
 2Інститут біохімії ім О. В. Палладіна НАН України, Київ

Фурин – найбільше вивчена пропротеїнконвертаза ссавців, здійснює процесинг неактивних попередників протеїнів, перетворюючи  їх у біологічно активні поліпептиди. Ми дослідили вплив на активність фурину катіонів таких металів: цезію, стронцію, кадмію, заліза, кобальту та нікелю і показали, що в присутності Са2+ (1 мМ) ці іони здатні активувати  фурин, причому положення піку активності залежить від природи іона. Зокрема, для Fe2+ воно спостерігалось за концентрації іона 15 мМ, тоді як для Cd2+, Co2+ та Ni2+ максимальна активність знаходилась при 20 мМ, для Cs+ при 30 мМ і для Sr2+ – 40 мМ. Побудовою графіків у координатах Лайнуївера–Берка за низьких концентрацій катіонів висхідної гілки залежності активності фурину  від концентрації іона, здійснена оцінка спорідненості катіонів до фурину. Знайдено, що їх афінність у порівнянні з Са2+ різко зменшена (~ у 18–150 разів). Отже за фізіологічних умов катіони, що вивчалися, не здатні конкурувати з іонами кальцію за фурин і тому в природному середовищі не можуть  впливати на його активність.

Ключові слова: , , , ,


Посилання:

  1. Molloy SS, Bresnahan PA, Leppla SH, Klimpel KR, Thomas G. Human furin is a calcium-dependent serine endoprotease that recognizes the sequence Arg-X-X-Arg and efficiently cleaves anthrax toxin protective antigen. J Biol Chem. 1992 Aug 15;267(23):16396-402. PubMed
  2. Hosaka M, Nagahama M, Kim WS, Watanabe T, Hatsuzawa K, Ikemizu J, Murakami K, Nakayama K. Arg-X-Lys/Arg-Arg motif as a signal for precursor cleavage catalyzed by furin within the constitutive secretory pathway. J Biol Chem. 1991 Jul 5;266(19):12127-30. PubMed
  3. Thomas G. Furin at the cutting edge: from protein traffic to embryogenesis and disease. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002 Oct;3(10):753-66. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Artenstein AW, Opal SM. Proprotein convertases in health and disease. N Engl J Med. 2011 Dec 29;365(26):2507-18. PubMed, CrossRef
  5. Basak A. Inhibitors of proprotein convertases. J Mol Med (Berl). 2005 Nov;83(11):844-55.  PubMed, CrossRef
  6. De UC, Mishra P, Pal PR, Dinda B, Basak A. Non-peptide inhibitors of proprotein convertase subtilisin kexins (PCSKs): An overall review of existing and new data. Colloquium Series Protein Activ Cancer. 2012; 1(3): 1-76.  CrossRef
  7. Kibirev VK, Osadchuk TV. Structure and properties of proprotein convertase inhibitors. Ukr Biokhim Zhurn. 2012 Mar-Apr;84(2):5-29. (In Russian). PubMed
  8. Ramos-Molina B, Lick AN, Blanco EH, Posada-Salgado JA, Martinez-Mayorga K, Johnson AT, Jiao GS, Lindberg I. Identification of potent and compartment-selective small molecule furin inhibitors using cell-based assays. Biochem Pharmacol. 2015 Jul 15;96(2):107-18.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Sielaff F, Than ME, Bevec D, Lindberg I, Steinmetzer T. New furin inhibitors based on weakly basic amidinohydrazones. Bioorg Med Chem Lett. 2011 Jan 15;21(2):836-40. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Kibirev VK, Osadchuk TV, Kozachenko OP, Kholodovych V, Fedoryak D, Brovarets VS. Synthesis, biological evaluation and docking of novel bisamidinohydrazones as non-peptide inhibitors of furin. Ukr Biochem J. 2015 Jan-Feb;87(1):55-63. PubMed, CrossRef
  11. Becker GL, Hardes K, Steinmetzer T. New substrate analogue furin inhibitors derived from 4-amidinobenzylamide. Bioorg Med Chem Lett. 2011 Aug 15;21(16):4695-7. PubMed, CrossRef
  12. Dahms SO, Hardes K, Becker GL, Steinmetzer T, Brandstetter H, Than ME. X-ray structures of human furin in complex with competitive inhibitors. ACS Chem Biol. 2014 May 16;9(5):1113-8.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Casey JR, Grinstein S, Orlowski J. Sensors and regulators of intracellular pH. Nat Rev Mol Cell Biol. 2010 Jan;11(1):50-61. PubMed, CrossRef
  14. Izidoro MA, Gouvea IE, Santos JA, Assis DM, Oliveira V, Judice WA, Juliano MA, Lindberg I, Juliano L. A study of human furin specificity using synthetic peptides derived from natural substrates, and effects of potassium ions. Arch Biochem Biophys. 2009 Jul 15;487(2):105-14.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Rockwell NC, Fuller RS. Specific modulation of Kex2/furin family proteases by potassium. J Biol Chem. 2002 May 17;277(20):17531-7. PubMed, CrossRef
  16. Izidoro MA, Assis DM, Oliveira V, Santos JA, Juliano MA, Lindberg I, Juliano L. Effects of magnesium ions on recombinant human furin: selective activation of hydrolytic activity upon substrates derived from virus envelope glycoprotein. Biol Chem. 2010 Sep;391(9):1105-12. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Podsiadlo P, Komiyama T, Fuller RS, Blum O. Furin inhibition by compounds of copper and zinc. J Biol Chem. 2004 Aug 27;279(35):36219-27. PubMed, CrossRef
  18. Abosede OA. Review on heavy metals contamination in the environment. Eur J Earth Environ. 2017; 4(1): 1-6.
    19. Oves M, Saghir Khan M, Huda Qari A, Nadeen Felemban M, Almeelbi T. Heavy metals: biological importance and detoxification strategies. J Bioremed Biodeg. 2016; 7(2): 334-350.   CrossRef

Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.