Dehydrogenaza C25 steroidowa
Sterolibacterium denitrificans Chol-1ST (DSMZ 13999T) jest fakultatywnie anaerobową ß-proteobacterią, blisko spokrewioną z Thauera i Azoarcu sp., wykorzystującą azotany jako akceptor elektronowy (lub tlen molekularny w warunkach aerobowych). S. denitrificans może wykorzystywać cholesterol jako jedyne źródło węgla. W warunkach beztlenowych metabilizm cholesterolu rozpoczyna się od jego utlenienia do cholest-5-en-3-onu, katalizowanego przez dehydrogenazę/izomerazę cholesterolu AcmA (Anaerobic cholesterol metabolism enzyme A). Trzecim krokiem tej ścieżki jest hydroksylacja trzeciorzędowego atomu węgla C-25 przez dehydrogenazę C25 steroidową (S25DH), prowadząca do powstania 25-hydroksycholet-4-en-3-onu. W alternatywnej wersji tej ścieżki, produkt pośredni, cholest-5-en-3-on, może najpierw ulegać utlenieiu do cholesta-1,4-dien-3-onu przez D1-dehydrogenazę cholest-4-en-3-onu (AcmB) i dopero wtedy hydroksylacji przez S25DH do 25-hydroksy pochodnej (25-hydroksycholest-1,4-dien-3-onu).
Schemat reakcji katalizowanej przez S25DH: hydroksylacja cholest-4-en-3-onu do 25-hydroksycholest-4-en-3-onu.
W MLBKE badamy S25DH zarówno w aspekcie podstawowym jak i aplikacyjnym. W rezultacie udało nam się zaproponować hipotezę mechanistyczną opisującą reaktywność enzymu (bazując na mechaniźmie opracowanym dla EBDH) jak również opracować efektywną metodę przemysłowej regioselektywnej hydroksylacji pochodnych sterolowych przy węglu C25. Obecnie trwają prace wdrożeniowe opracowanej w MLBKE technologii.
Lista publikacji:
-
P. Kalimuthu, A. M. Wojtkiewicz, M. Szaleniec, P. V. Bernhardt, "Electrocatalytic Hydroxylation of Sterols by Steroid C25 Dehydrogenase from Sterolibacterium denitrificans", Chem. Eur. J., 24 (30) (2018) 7710-7717
-
M. Szaleniec, A. M. Wojtkiewicz, R. Bernhardt, T. Borowski, M. Donova, "Bacterial steroid hydroxylases: enzyme classes, their functions and comparison of their catalytic mechanisms", Appl. Microbiol. Biotechnol., 102(19) (2018) 8153-8171
-
A. Rugor, M. Tataruch, J. Staroń, A. Dudzik, E. Niedzialkowska, P. Nowak, A. Hogendorf, A. Michalik-Zym, D. B. Napruszewska, A. Jarzębski, K. Szymańska, W. Białas, M. Szaleniec, "Regioselective hydroxylation of cholecalciferol, cholesterol and other sterol derivatives by steroid C25 dehydrogenase", Appl. Microbiol. Biotechnol., 101 (2017) 1163-1174
-
E. Niedzialkowska, B. Mrugala, A. Rugor, P.C. M, A. Skotnicka, J.J. Cotelesage, G.N. George, M. Szaleniec, W. Minor, K. Lewinski, "Optimization of overexpression of a chaperone protein of steroid C25 dehydrogenase for biochemical and biophysical characterization", Protein Expr. Purif., 134 (2017) 47-62
-
A. Rugor, A. Wójcik-Augustyn, E. Niedzialkowska, S. Mordalski, J. Staroń A. Bojarski, M. Szaleniec, "Reaction mechanism of sterol hydroxylation by steroid C25 dehydrogenase – homology model, reactivity and isoenzymatic diversity", J. Inorg. Biochem., 173 (2017) 28–43
-
J. Heider, M. Szaleniec, K. Sünwoldt , M. Boll, "Ethylbenzene Dehydrogenase and Related Molybdenum Enzymes Involved in Oxygen-Independent Alkyl Chain Hydroxylation", J. Mol. Microbiol. Biotechnol., 26 (2016) 45-62
Lista patentów:
-
M. Szaleniec, A. Rugor, A. Dudzik, M. Tataruch, K. Szymańska, A. Jarzębski, "Sposób otrzymywania 25-hydroksylowanych pochodnych sterolowych, w tym 25-hydroksy-7-dehydrocholesterolu", Polish Patent, P.411750-A1
-
A. Rugor, M. Szaleniec, J. Staroń, "Sposób otrzymywania 25-hydroksylowanej witaminy D3 (kalcyfediolu)", Polish Patent PL 235932
