Механизм гидролиза бета-лактамной связи под воздействием альбумина

Жильцов И.В., Веремей И.С., Семенов В.М., Генералов И.И., Егоров С.К.

Витебский государственный медицинский университет, Республика Беларусь

Настоящая работа является продолжением проводимых ранее исследований бета-лактамазной активности сыворотки крови и человеческого сывороточного альбумина (ЧСА). Нами было показано, что клавулановая кислота и тазобактам ингибируют бета-лактамазную активность сыворотки крови и ЧСА, что подразумевает наличие в молекуле альбумина активного центра. ВЭЖХ-анализ демонстрирует, что в процессе взаимодействия бензилпенициллина и альбумина происходит образование комплексов двух типов, а затем – полная диссоциация указанных комплексов, сопровождающаяся разрушением бензилпенициллина и образованием единственного продукта его распада. Компьютерное моделирование выявило в молекуле ЧСА активный центр, образованный боковыми радикалами аминокислот TYR 148, TYR 150, GLU 153, PHE 157, ARG 160, GLU 188, SER 192, LYS 195, GLN 196, LYS 199, HIS 242, CYS 245, ARG 257, HIS 288, ALA 291, GLU 292 и ASP 451. Данный активный центр отвечает за связывание с альбумином бета-лактамных антибиотиков и клавулановой кислоты. Сульбактам и тазобактам связываются с молекулой ЧСА в другом участке, образованном аминокислотными остатками PRO 384, LEU 387, ILE 388, ASN 391, GLY 434, ALA 449 и ARG 485. Получены косвенные экспериментальные данные, подтверждающие существование данного активного центра. Реконструированный механизм катализа напоминает таковой у сериновых бета-лактамаз класса А. Наиболее вероятно, что в процессе гидролиза бета-лактамной связи участвуют боковые радикалы ASP 451 (в роли донора) и ARG 222 (в роли акцептора). Возможно, механизм гидролиза неодинаков для разных антибиотиков.