Purkan¹, Ihsanawati², D. Natalia², Y. M. Syah², D. S. Retnoningrum³, H. S. Kusuma⁴

¹Biochemistry Research Division, Department of Chemistry, Faculty of Sciences and Technology,
Airlangga University; Surabaya, Indonesia;
e-mail: purkan@fst.unair.ac.id;
²Biochemistry Research Division, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
Bandung Institute of Technology, Bandung, Indonesia;
³School of Pharmacy, Bandung Institute of Technology, Bandung, Indonesia;
⁴Department of Chemical Engineering, Institute Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia;
e-mail: heriseptyakusuma@gmail.com

Мутації в гені katG часто пов’язані із резистентністю штаму Mycobacterium tuberculosis до ізоніазиду. Дослідження проведено з метою виявлення мутації katG в клінічному ізоляті (L8) з M. tuberculosis, стійкими до ізоніазиду за концентрації 1 мкг/мл. У роботі охарактеризовано каталазу-пероксидазу KatG L8 і проведено вивчення структури протеїну з метою глибше зрозуміти процес активації препарату і механізм резистентності до нього M. tuberculosis. Ген katG був клонований і експресований в Escherichia coli, вивчено властивості каталази-пероксидази KatG. Проведено моделювання структури протеїну для з’ясування причин зміни ензиматичної активності. Встановлено заміщення каталази-пероксидази A713G, що відповідає заміні Asn238Ser в L8 katG. Модифікація Asn238Ser у протеїні L8 KatG призводила до зниження активності каталази-пероксидази і окислення ізоніазиду. Каталітична ефективність (K_cat/K_M) мутантного KatG_Asn238Ser зменшувалась для каталази і пероксидази до 41 і 52% відповідно. Мутант KatG_Asn238Ser також знижував окислення ізоніазиду на 62% порівняно з диким типом KatG (KatGwt). Показано, що мутація Asn238Ser може призвести до нестабільності в сполучній ділянці KatG через вилучення електростатичного зв’язку, що з’єднує аміногрупу Asn238 із карбоксильною групою Glu233, яка представлена в KatGwt. Втрата електростатичного зв’язку в місці зв’язування субстрату в мутанта KatG_Asn238Ser знижує активність ензимів, що, в свою чергу, зумовлює резистентність M. tuberculosis до ізоніазиду в ізоляті L8.