Сравнение циклоспоринов A и D с помощью спектроскопии ЯМР

П.П. Кобчикова, Ю.О. Згадзай, С.В. Ефимов, В.В. Клочков

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

 

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2019.1.56-65

Для цитирования: Кобчикова П.П., Згадзай Ю.О., Ефимов С.В., Клочков В.В. Сравнение циклоспоринов A и D с помощью спектроскопии ЯМР // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2019. – Т. 161, кн. 1. – С. 56–65. – doi: 10.26907/2542-064X.2019.1.56-65.

For citation: Kobchikova P.P., Zgadzay Yu.O., Efimov S.V., Klochkov V.V. Comparison of the cyclosporine variants A and D by NMR spectroscopy. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2019, vol. 161, no. 1, pp. 56–65. doi: 10.26907/2542-064X.2019.1.56-65. (In Russian)

Аннотация

Изучен природный вариант циклоспорина A – циклоспорин D – методом спектроскопии ЯМР высокого разрешения в неполярном растворе (хлороформе). Проведено полное отнесение полученных сигналов ЯМР 1H и 13C, сравнительный анализ которых с данными по циклоспорину А позволил выявить определенные различия между этими двумя пептидами, наиболее заметные по химическим сдвигам атомов основной цепи остатков 5, 8 и по появлению водородной связи в остатке 1. Циклоспорин D по спектральным параметрам отличается от CsA незначительно, но при этом практически не имеет иммунологической активности. Представленные результаты заполняют пробел в данных ЯМР для вариантов циклоспорина, отличных от CsA, и дают информацию о различиях между вариантами пептидов, которые могут быть ответственны за их различную биологическую активность.

Ключевые слова: ЯМР, циклоспорин, CsA, CsD, химические сдвиги основной цепи, водородная связь

Благодарности. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 18‑73‑10088). Использовано оборудование Федерального центра коллективного пользования (ФЦКП ФХИ).

Литература

 

 

  1. Gams W. Tolypocladium, eine Hyphomycetengattung mit geschwollenen // Phialiden. Persoonia. – 1971. – V. 6. – P. 185–191.

  2. Bissett J. Notes on Tolypocladium and related genera // Can. J. Bot. – 1983. – V. 61. – P. 1311–1329.

  3. Hodge K.T., Krasnoff S.B., Humber R.A. Tolypocladium inflatum is the anamorph of Cordyceps subsessilis // Mycologia. – 1996. – V. 88. –P. 715–719.

  4. Sung G.-H., Hywel-Jones N.L., Sung J.-M., Luangsa-Ard J.J., Shrestha B., Spatafora J.W. Phylogenetic classification of Cordyceps and the clavicipitaceous fungi // Stud. Mycol. – 2007. – V. 57. – P. 5–59. – doi: 10.3114/sim.2007.57.01.

  5. Lawen A., Zocher R. Cyclosporin synthetase: The most complex peptide synthesizing multienzyme polypeptide so far described // J. Biol. Chem. – 1990. – V. 265, No 19. – P. 11355–11360.

  6. Hoppert M., Gentzsch C., Schörgendorfer K. Structure and localization of cyclosporin synthetase, the key enzyme of cyclosporin biosynthesis in Tolypocladium inflatum // Arch. Microbiol. – 2001. – V. 176, No 4. – P. 285–293. – doi: 10.1007/s002030100324.

  7. Survase S.A., Kagliwal L.D., Annapure U.S., Singhal R.S. Cyclosporin A – A review on fermentative production, downstream processing and pharmacological applications // Biotechnol. Adv. – 2011. – V. 29, No 4. – P. 418–435. – doi: 10.1016/j.biotechadv.2011.03.004.

  8. Blokhin D.S., Efimov S.V., Klochkov A.V., Yulmetov A.R., Filippov A.V., Antzutkin O.N., Spatial structure of the decapeptide Val-Ile-Lys-Lys-Ser-Thr-Ala-Leu-Leu-Gly in water and in a complex with sodium dodecyl sulfate micelles // Appl. Magn. Reson. – 2011. – V. 41, No 2–4. – P. 267–282. – doi: 10.1007/s00723-011-0257-x.

  9. Usachev K.S., Filippov A.V., Khairutdinov B.I., Antzutkin O.N., Klochkov V.V. NMR structure of the arctic mutation of the alzheimer’s Aβ(1-40) peptide docked to SDS micelles // J. Mol. Struct. – 2014. – V. 1076. – P. 518–523. – doi: 10.1016/j.molstruc.2014.08.030.

  10. Usachev K.S., Filippov A.V., Antzutkin O.N., Klochkov V.V. A combination of the RDC method and NOESY NMR spectroscopy for structural determination of the Alzheimer’s amyloid Aβ10-35 peptide in solution and in SDS micelles // Eur. Biophys. J. – 2013. – V. 42, No 11–12. – P. 803–810. – doi: 10.1007/s00249-013-0928-7.

  11. Klochkov A.V., Khairutdinov B.I., Tagirov M.S., Klochkov V.V. Determination of the spatial structure of glutathione by residual dipolar coupling analysis // Magn. Res. Chem. – 2005. – V. 43, No 11. – P. 948–951. – doi: 10.1002/mrc.1650.

  12. Kessler H., Loosli H.-R., Oschkinat H. Peptide conformations. Part 30. Assignment of the 1H-, 13C-, and 15N NMR spectra of cyclosporin A in CDCl3 and C6D6 by a combination of homo- and heteronuclear two-dimensional techniques // Helv. Chim. Acta. – 1985. – V. 68, No 3. – P. 661–681. – doi: 10.1002/hlca.19850680318.

  13. Loosli H.-R., Kessler H., Oschkinat H., Weber H.-P., Petcher T.J., Widmer A. Peptide conformations. Part 31. The conformation of cyclosporin a in the crystal and in solution // Helv. Chim. Acta. – 1985. – V. 68, No 3. – P. 682–704. – doi: 10.1002/hlca.19850680319.

  14. Efimov S.V., Karataeva F.Kh., Aganov A.V., Berger S., Klochkov V.V. Spatial structure of cyclosporin A and insight into its flexibility //J. Mol. Struct. – 2013. – V. 1036. – P. 298–304. – doi: 10.1016/j.molstruc.2012.11.005.

  15. Bodack L.A., Freedman T.B., Chowdhry B.Z., Nafie L.A. Solution conformations of cyclosporins and magnesium-cyclosporin complexes determined by vibrational circular dichroism // Biopolymers. – 2004. – V. 73, No 2. – P. 163–177. – doi: 10.1002/bip.10513.

  16. Sadeg N., Pham-Huy C., Claude J.-R., Rucay P., Bismuth H., Righenzi S., Halle-Pannenko O., Duc H.-T. In vitro and in vivo comparative studies on immunosuppressive properties of cyclosporines A, C, D and metabolites M1, M17 and M21 // Immunopharmacol. Immunotoxicol. – 1993. – V. 15, No 2–3. – P. 163–177.

  17. Khodov I.A., Efimov S.V., Klochkov V.V., Alper G.A., Batista de Carvalho L.A.E. Determination of preferred conformations of ibuprofen in chloroform by 2D NOE spectroscopy // Eur. J. Pharm. Sci. – 2014. – V. 65. – P. 65–73. – doi: 10.1016/j.ejps.2014.08.005.

    Поступила в редакцию

    28.01.19

Кобчикова Полина Павловна, студент Института физики

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: pollymoon@ya.ru

Згадзай Юрий Олегович, аспирант Института физики, младший научный сотрудник НИЛ «Реологические и термохимические исследования»

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: yurchubuk@yandex.ru

Ефимов Сергей Владимирович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник научной лаборатории ЯМР

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: Sergej.Efimov@kpfu.ru

Клочков Владимир Васильевич, доктор химических наук, профессор кафедры медицинской физики

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: Vladimir.Klochkov@kpfu.ru

 

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.