Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительная характеристика вариантов систем экспрессии в клетках E. coli модифицированных форм цитохромов Р450 2В4 кролика и 1А2 человека

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Солодарь, Леонид Ильич

Список сокращений

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Надсемейство цитохромов Р

1.1.1 Бактериальные (водорастворимые) Р450-содержащие системы

1.1.2 Микросомальные Р450-зависимые монооксигеназные системы

1.1.3 Митохондриальные Р450-зависимые монооксигеназные системы

1.1.4 Каталитический цикл микросомальных Р

1.1.5 Основные типы реакций, катализируемые цитохромами Р

1.1.6 Цитохромы Р450 человека и их значение

1.1.7 Цитохромы Р450 1А2 и 2В

1.2 Экспрессия эукариотических цитохромов Р450 в Escherichia coli

1.2. ] Общие принципы создания экспрессионных систем Р

1.2.2 Водорастворимые формы Р

1.2.3 Оптимизация экспрессии

1.2.4 Очистка рекомбинантных цитохромов Р

1.3 Пространственная структура Р

1.3.1 Консервативные структурные последовательности Р

1.3.2 Роль N-концевого региона и пролин-богатого участка эукариотических Р

1.3.3 Гипервариабельные участки Р450 (модель Гото)

1.3.4 Роль заряженных аминокислотных остатков молекулы Р450 в межмолекулярных взаимодействиях с компонентами монооксигеназных систем эукариот

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительная характеристика вариантов систем экспрессии в клетках E. coli модифицированных форм цитохромов Р450 2В4 кролика и 1А2 человека"

Цитохромы Р450 (CYP450, Р450) - суперсемейство гемсодержащих белков b-типа, образующих в восстановленном состоянии комплекс с окисью углерода, дающий полосу максимального оптического поглощения при длине волны 450 нм. Эти белки обнаруживаются практически у всех представителей животного, растительного и бактериального царств и отсутствуют только у строго анаэробных бактерий (Арчаков А. И., 1983; Porter T. D. & Coon M. J., 1991).

Цитохромы Р450 относятся к классу монооксигеназ или оксидаз со смешанной функцией и катализируют, по меньшей мере, 15 типов реакций, в том числе реакции ароматического и алифатического гидроксилирования^ О-, С- и N-деалкилирования, дегалогенирования, образования эпоксидов и др. (Метелица Д. И. и соавт., 1984). Окисление ряда веществ цитохромами Р450 также может приводить к образованию конечных или промежуточных продуктов реакции, обладающих токсическими, канцерогенными или аллергенными свойствами (Guengerich D. С. & Liebler F. P., 1985; Guengerich D. С. et al., 1990; Archakov A. I. & Bachmanova G. I., 1990; Kawajiri K. et al., 1994). Функции цитохромов P450 не ограничены катаболизмом соединений экзо- и эндогенной природы; биосинтез стероидных гормонов, простагландинов и метаболитов арахидоновой кислоты также катализируется цитохромами Р450 (Bernhardt R. et al., 1998).

Цитохромы Р450 эукариот, а также другие основные компоненты Р450-зависимых монооксигеназных ферментных систем являются мембраносвязанными белками и локализованы в мембранах эндоплазматического ретикулума и внутренней мембране митохондрий (микросомальные и митохондриальные Р450, соответственно). Это обстоятельство, наряду с наличием в тканях млекопитающих большого количества близких по первичной структуре, но различных по субстратной специфичности Р450, крайне осложняет их выделение и исследование физико-химических свойств. Несмотря на интенсивные исследования Р450 в течение более чем 30-ти лет, многие аспекты структурно-функциональных взаимоотношений Р450 млекопитающих остаются мало изученными.

Методологией, с помощью которой удается получить индивидуальные формы Р450, является гетерологичная экспрессия кДНК Р450 в культуре клеток млекопитающих, насекомых, в клетках Escherichia coli и дрожжей Saccharomyces cerevisiae (Guengerich D. С. et al., 1991; Clark B. J. et al., 1991; Doehmer J. et al., 1993; Gonzalez F. J., 1995; Pompon D. et al., 1996). Наглядным примером эффективности и возможностей этого подхода явилось получение данных ренгеноструктурного анализа для микросомального эукариотического цитохрома Р450 2С5 (von Wachenfeldt С. et al., 1997; Cosme J. et al., 2000; Williams P. A. et al., 2000).

Клетки E. coli удобны для создания систем гетерологичной экспрессии Р450, поскольку в отличие от культур клеток млекопитающих и дрожжей, обеспечивают высокий уровень продукции целевого белка, являясь на сегодняшний день самыми изученными и простыми в обращении с точки зрения генетической инженерии микроорганизмами.

Несмотря на большое число публикаций, посвященных экспрессии цитохромов Р450 в различных системах, к настоящему времени все еще не существует универсального подхода для их эффективного гетерологичного продуцирования. В связи с этим представлялось важным изучить особенности наработки рекомбинантных цитохромов Р450 1А2, 2В6 и 2В4 млекопитающих в клетках Е. coli.

Основной стратегией получения мономерных форм Р450 высших эукариот является экспрессия укороченных вариантов этих энзимов, лишенных гидрофобного N-концевого сигнального участка, служащего «якорной» частью цитохрома в мембране (Pernecky S. J. et al., 2000); введение точечных мутаций, снижающих олигомерное состояние белка (Cosme J. et al., 2000); экспрессия цитохрома в виде химерной конструкции с белком, способствующим увеличению растворимости всей молекулы (Pernecky S. J. et al., 1995), а так же удаление гидрофобного N-концевого района при ограниченном протеолизе в генетически введенном сайте (Sheller U. et al., 1994; Lamb D. et al., 1999).

Для белков эукариот с низким уровнем экспрессии в гетерологичных системах широко используются химерные конструкции с глутатион-S-трансферазой (GST) и полигистидиновыми последовательностями (Smith D. В. et al., 1988). Это не только позволяет повысить уровень экспрессии и растворимость целевого белка, но также проводить его очистку в одну стадию с использованием соответствующего аффинного хроматографического сорбента.

Цель работы

Целью настоящей работы была разработка экспрессионных систем для Р450 1А2 и 2В4 с наиболее высоким уровнем выхода целевого белка; оптимизация, упрощение и универсализация подходов к экспрессии и очистке цитохромов Р450.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

1). Получить штаммы-продуценты для эффективной экспрессии вариантов рекомбинантных белков семейства цитохромов Р450 в клетках Е. coli в виде гибридных белков с N- и С-концевыми модификациями для одностадийной очистки с помощью аффинной хроматографии;

2). Оптимизировать условия экспрессии для максимального повышения выхода рекомбинантных цитохромов;

3). Провести сравнительный анализ уровня экспрессии различных вариантов конструкций цитохромов Р450 с N- и С-концевыми модификациями;

4). Подобрать оптимальные условия для выделения и очистки рекомбинантных Р450;

5). Сравнить каталитические характеристики рекомбинантных цитохромов с нативными.

Научная новизна

• Разработаны и охарактеризованы новые системы экспрессии для рекомбинантных цитохромов Р450 1А2 человека и 2В4 кролика.

• Проведена оптимизация экспрессии рекомбинантных цитохромов. Максимальный уровень экспрессии составил до 1700 нмоль/л (около 94 мг белка/л) культуры. С использованием процедуры «эмпирической селекции» удалось получить штаммы Е. coli с высоким уровнем продукции Р450 2В4 на основе рЕТ-векторов, под контролем Т7-промоторов.

• Изучено влияние различных структурных концевых модификаций на спектральные и каталитические свойства исследованных цитохромов.

• Осуществлена модификация методов одностадийной очистки рекомбинантных Р450 на аффинных сорбентах. Показана принципиальная невозможность применения стандартной схемы очистки для продукта экспрессии с интеиновой аффинной группой.

Некоторые аспекты практической значимости работы

Разработанные системы экспрессии цитохромов в клетках бактерий могут найти применение для проверки компьютерных предсказаний новых потенциальных лигандов этих ферментов.

Рекомбинантные ДНК для экспрессии цитохромов с олигогистидиновыми последовательностями могут быть использованы для эффективной наработки и очистки мутантов с интересующими точечными заменами.

Открываются новые возможности для разработки биосенсоров на основе Р450, иммобилизации Р450 на поверхности электродов и микрочипов, исследования процессов образования комплексов цитохромов с редокс-партнерами методами поверхностного плазменного резонанса.

Оптимизированный метод одностадийной очистки рекомбинантного Р450 1А2 с олигогистидиновой аффинной группой может служить для эффективной наработки этого белка. Основными преимуществами метода являются его простота, а также то обстоятельство, что в качестве источника для получения цитохрома не нужно использовать ткани человека и животных.

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав обзора литературы, 2-х глав раздела «Материалы и методы», 3-х глав раздела «Результаты и обсуждение», заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 219 публикаций. Работа изложена на 117-ти печатных страницах, содержит 35 рисунков (из них 5 диаграмм) и 16 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Солодарь, Леонид Ильич

ВЫВОДЫ

1. Оптимизированы условия экспрессии рекомбинантных цитохромов CYP 1А2, CYP 2В4, CYP 2В6 и CY?5\mtu в клетках Escherichia coli. Подобраны параметры ферментации, состава питательных сред, условия индукции, обеспечивающие повышение уровня продукции спектрально-активных вариантов исследованных цитохромов примерно в 3-10 раз.

2. Экспериментально доказана возможность эффективного синтеза рекомбинантных Р450 под контролем Т7 промотора. Использование разработанных подходов позволило достигнуть высокого уровня экспрессии рекомбинантных CYP 2В4 и 1А2.

3. Разработан высокоэффективный одностадийный способ получения электрофоретически гомогенного препарата рекомбинантного CYP 1А2 с введенной С-концевой тетрагиститидиновой последовательностью для очистки методом металло-хелатной аффинной хроматографии, позволяющий получать рекомбинантный фермент с высокой удельной активностью и степенью очистки.

4. В ходе экспериментов показано, что рекомбинантные CYP 1А2 и 2В4 с С-концевыми олигогистидиновыми последовательностями не отличаются по своим энзиматическим характеристикам от препаратов нативных цитохромов 1А2 и 2В4, тогда как удельная ферментативная активность "усеченного" аналога рекомбинантного цитохрома 2В4(Д2-27) ниже примерно в два раза, по сравнению с «полноразмерным» белком 2B4/His6.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я хочу выразить огромную признательность моим дорогим научным руководителям, Н. Н. Соколову и М. А. Эльдарову за проявленные высокопрофессиональные качества, а также за поддержку и чуткость. Я искренне благодарен коллективу лаборатории медицинской биотехнологии за оказанную помощь.

От всего сердца благодарю моего лучшего друга, А. А. Жгуна за помощь, оказанную в экспериментах по клонированию и исследованию энзиматических свойств цитохромов.

Большое спасибо И. И. Карузиной за препараты Р450 микросом млекопитающих, редуктазу и предоставление возможности проводить кинетические эксперименты в ее лаборатории.

Я благодарен М. Д. Куну, В. Л. Ларионову, Д. А. Петерсону, В.-Х. Шунку за предоставленные векторы, белки и реактивы.

Моя искренняя благодарность всем друзьям и коллегам за оказанную помощь.

Необходимо отдельно выразить самую глубокую благодарность В. В. Калиничеву и Т. А. Солодарь (Мурзиной) за доброе отношение, понимание и материальную поддержку.

Настоящая работа посвящается моим дорогим родителям, без которых она не выполнена, Н. И. Солодарь (Щербаковой) и И. М. Со л о дарю. была бы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате экспериментов нами были эмпирически подобраны параметры ферментации, оптимальные сочетания концентраций биодобавок к культуральным средам, условия индукции, обеспечивающие повышение уровня продукции спектрально активных вариантов исследованных цитохромов примерно в 3-10 раз. Использование разработанных подходов позволило достигнуть высоких уровней экспрессии рекомбинантного CYP 2В4 (до 1200-1700 нмоль/л при культивировании в колбах и 250 нмоль/л - в ферментере) и CYP 2В6 (до 160 нмоль/л). Установлено, что внесение в культуральную среду в качестве добавки L-глицина в конечной концентрации до 2 г/л оказывает влияние на продукцию исследованных цитохромов Р450, стимулируя их экспрессию.

Оптимизация способа очистки CYP 1А2 с тетрагистидиновой С-концевой модификацией (табл. 16) позволила получить гомогенный фермент с выходом более 30%. Удельная активность 1А2 составляла около 16 нмоль/мг белка, при степени очистки более чем в 600 раз.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Солодарь, Леонид Ильич, Москва

1. Альберте, Б., Брей, Д., Льюис, Дж., Рэфф, М., Роберте, К., Уотсон, Д.(1994) Молекулярнаябиология клетки. М.: Мир.

2. Арчаков, А.И. (1983) Оксигеназы биологических мембран. М.: Наука.

3. Белкина, Н. В., Скворцов, B.C., Иванов, A.C., Арчаков, А.И. (1998) Моделирование трехмернойструктуры цитохрома Р-450 1А2 и поиск его новых лигандов. Вопр. Мед. Хим. 44, 464-473.

4. Готтшалк Г. (1982) Метаболизм бактерий. М.: Мир.

5. Иванов, Ю. Д. (2000) Автореферат диссертации. Москва, 03.00.04.

6. Лепешева, Г.И., Усанов, С.А. (1998) Сравнительная структурная и иммунохимическаяхарактеристика рекомбинантного и природного цитохромов P450scc (CYPXIAI). Биохимия, 63, 2, 265-276.

7. Маниатис, Т., Фрич, Э. Ф., Сэмбрук, Дж. (1984) Методы генетической инженерии.

8. Молекулярное клонирование. М.: Мир.

9. Метелица, Д. И. (1982) Активация кислорода ферментными системами. М.: Наука.

10. Остерман, Л. А. (1985) Хроматография белков и нуклеиновых кислот. М.: Наука.

11. Прозоровский, Т.В. (2001) Автореферат диссертации. Москва, 03.00.04.

12. Прозоровский, Т.В., Шунк, В.-Х., Арчаков, А.И. (2001) Ассоциация цитохрома Р450 2В4 смолекулярными шаперонами при гетерологичной экспрессии в E.coli. Вопр. Мед. Хим. 47, 265276.

13. Сидорович, В. Е. (2000) Автореферат диссертации. Москва, 03.00.03.

14. Akiyoshi-Shibata, M., Sakaki, T., Yabusaki, Y., Murakami, H., and Ohkawa, H. (1991) Expression ofbovine adrenodoxin and NADPH-adrenodoxin reductase cDNAs in Saccharomyces cerevisiae. DNA Cell Biol. 10,613-621.

15. Archakov, A.I. and Bachmanova, G.I. (1990) Cytochrome P-450 and Active Oxygen. Taylor & Francis,1.ndon ISBN 0-85066-805-0.

16. Archakov, A.I. and Bachmanova, G.I., Eds. (1992) Cytochrome P-450: Biochemistry and Biophysics.1.CO-TNC, Moscow.

17. Archakov, A.I., Lisitsa A.V., Gusev, S.A., Koymans, L., Jansen P. (2001) Inventory of cytochrome

18. P450 superfamily. J.Mol.Model. 5, 140-142.

19. Bachmanova, G.I., Skotselyas, E.D., Kanaeva, I.P., Kuznetsova, G.P., Gordeev, S.A., Korneva, E.N.,

20. Karyakin, A.V. and Archakov, A.I. (1986) Reconstitution of liver monooxygenase system in solution from cytochrome P-450 and NADPH-specific flavoprotein monomers. Biochem. Biophys. Res. Commun. 139, 883-888.

21. Backes, W.L., Tamburini, P.P., Jansson, I., Gibson, G.G., Sligar, S.G. and Schenkman, J.B. (1985)

22. Kinetics of cytochrome P-450 reduction: evidence for faster reduction of the high-spin ferric state. Biochemistry 24, 5130-5136.

23. Backes, W.L., Batie, C.J., Cawley, G.F. (1998) Interactions among P450 enzymes when combined inreconstituted systems: formation of a 2B4-1A2 complex with a high affinity for NADPH-cytochrome P450 reductase. Biochemistry 37, 12852-12859.

24. Barnes, H.J. (1996) Maximizing expression of eukaryotic P450s in Escherichia coli. Meth. Enz. 272, 314.

25. Bernhard, R., Makower, A., Janig, G.R. and Ruckpaul, K. (1984) Selective chemical modification of afunctionally linked lysine in cytochrome P-450 LM2. Biochem. Biophys. Acta. 785,186-190.

26. Bernhardt, R., Kraft, R. and Ruckpaul, K. (1988) A simple determination of the sideness of the NH2terminus in the membrane bound cytochrome P-450 LM2. Biochem. Int. 17, 1143-1150.

27. Blake, R.C., Coon, M.J. (1989) On the mechanism of action of cytochromes P-450: spectralintermediates in the reaction with iodosobenzene and its derivatives. J. Biol. Chem. 264, 3694-3701.

28. Bridges, A., Gruenke, L., Chang, Y.-T., Vakser, I. A., Loew, G., Waskell, L. (1998). Identification ofthe Binding Site on Cytochrome P450 2B4 for Cytochrome b5 and Cytochrome P450 Reductase. J. Biol. Chem. 273, 17036-17049.

29. Cawley, G.F., Batie, C.J. and Backes, W.L. (1995) Substrate-dependent competition of different P450isozymes for limiting NADPH-cytochrome P450 reductase. Biochemistry 34, 1244-1247.

30. Chang, Y.-T., Stiffelman, O.B., Vakser, I.A., Loew, G.H., Bridges, A. and Waskell, L. (1997)

31. Construction of a 3D model of cytochrome P450 2B4. Protein Engineering 10, 119-129.

32. Chen, C.D. and Kemper, B. (1996) Different structural requirements at specific proline residuepositions in the conserved proline-rich region of cytochrome P450 2C2. J. Biol. Chem. 271, 2860728611.

33. Chen, C.D., Doray, B., and Kemper, B. (1998) A conserved proline-rich sequence between the Nterminal signal-anchor and catalytic domains is required for assembly of functional cytochrome P450 2C2. Arch. Biochem. Biophys. 350, 233-238.

34. Chevalier, D., Cauffiez, C., Allorge, D., Lo-Guidice, J.M., Lhermitte, M., Lafitte, J.J., Broly, F. (2001)

35. Five novel natural allelic variants-951A>C, 1042G>A (D348N), 1156A>T (I386F), 1217G>A (C406Y) and 1291C>T (C43 lY)-of the human CYP1A2 gene in a French Caucasian population. Hum. Mutat. 17,355-356.

36. Cho, U.S., Ahn, H.J., Park, E.Y., Dong, M.S., Kim, K.H. (2001) Influence of ligand binding to humancytochrome P-450 1A2: conformational activation and stabilization by alpha-naphthoflavone. Biochim Biophys. Acta. 1546, 412-421.

37. Biochem. Biophys. 330, 48-58.

38. Cicchetti, P., Mayer, B.J., Thiel, G., and Baltimore, D. (1992) Identification of a protein that binds tothe SH3 region of Abl and is similar to Bcr and GAP-rho. Science 257, 803-806.

39. Coon, M.J., Ding, X.X., Pernecky, S.J., Vaz, A.D. (1992) Cytochrome P450: progress and predictions.1. TheFASEBJ. 6,669-673.

40. Cosme, J., Johnson, E.F. (2000) Engineering microsomal cytochrome P450 2C5 to be a soluble,monomeric enzyme. Mutations that alter aggregation, phospholipid dependence of catalysis, and membrane binding. J. Biol. Chem. 275, 2545-2553.

41. Cupp-Vickery, J.R. and Poulos, T.L. (1997) Structure of cytochrome P450eryF: Substrate, inhibitors,and model compounds bound in the active site. Steroids 62, 112-116.

42. Cupp-Vickery J., Anderson R., Hatziris Z., (2000) Crystal structures of ligand complexes of P450eryFexhibiting homotropic cooperativity. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 97, 3050-3055.

43. Dai, R., Pincus, M.R. and Friedman, F.K. (2000) Molecular modeling of mammalian cytochrome

44. P450s. Cell. Mol. Life Sci. 57, 487-499. ^ 39. Davydov, D.R., Darovsky, B.V., Dedinsky, I.R., Kanaeva, I.P., Bachmanova, G.I., Blinov, V.M. and

45. Archakov, A.I. (1992) Cytochrome C (Fe2+) as a competitive inhibitor of NADPH-dependent reduction of cytochrome P450 LM2: locating protein-protein interaction sites in microsomal electron carriers. Arch. Biochem. Biophys. 297, 304-313.

46. Davydov, D.R., Deprez, E., Hoa, G.H.B., Knyushko, T.V., Kuznetsova, G.P., Koen, Y.M., Archakov,

47. A.I. (1995) High-pressure-induced transitions in microsomal cytochrome P450 2B4 in solution: evidence for conformational inhomogenity in the oligomers. Arch. Biochem. Biophys. 320, 330-344.

48. Davydov, D.R., Knyushko, T.V., Kanaeva, I.P., Koen, Y.M., Samenkova, N.F., Archakov, A.I. and Hui

49. Bon Hoa, G. (1996) Interactions of cytochrome P450 2B4 with NADPH-cytochrome P450 reductase studied by fluorescent probe. Biochimie 78, 734-743.

50. Davydov, D.R., Petushkova, N.A., Archakov, A.I., Hoa, G.H. (2000) Stabilization of P450 2B4 by itsassociation with P450 1A2 revealed by high-pressure spectroscopy. Biochem. Biophys. Res. Commun. 276, 1005-1012.

51. Davydov, D.R. (2001) Microsomal monooxygenase in apoptosis: another target for cytochrome csignaling? Trends Biochem. Sci. 26,155-160.

52. Degtyarenko, K.N., Archakov, A. I. (1993) Molecular evolution of P450 superfamily and P450containing monooxygenase systems. FEBS L. 332, 1-8.

53. Degtyarenko, K.N., Kulikova, T.A. (2001) Evolution of bioinorganic motifs in P450-containingsystems. Biochem. Soc. Trans. 29, 139-47.

54. De Voss, J.J., Sibbesen, O., Zhang, Z. and Ortiz de Montellano, P.R. (1997) Substrate dockingalgorithms and prediction of the substrate specificity of cytochrome P450cam and its L244A mutant. J. Am. Chem. Soc. 119, 5489-5498.

55. De Voss, J.J. and Ortiz de Montellano, P.R. (1996) Substrate docking algorithms and the prediction ofsubstrate specificity. Methods Enzymol. 272, 336-347.

56. Di-Primo, C., Sligar, S.G., Hoa, G.H. and Douzou, P. (1992) A critical role of protein-bound water inthe catalytic cycle of cytochrome P-450 camphor. FEBS Lett. 312, 252-254.

57. Dong, M.-S., Yamazaki, H., Guo, Z. and Guengerich, F.P. (1996) Recombinant human cytochrome

58. P450 1A2 and an N-terminal-truncated form: Construction, purification, aggregation properties, and interaction with flavodoxin, ferredoxin, and NADPH-cytochrome P450 reductase. Arch. Biochem. Biophys. 327,11-19.

59. Edwards, R.J., Murray, B.P., Singleton, A.M. and Boobis, A.R. (1991) Orientation of cytochromes

60. P450 in the endoplasmic reticulum. Biochemistry 30, 71-76.

61. Erijman, L., and Weber, G. (1991) Oligomeric protein associations: transition from stochastic todeterministic equilibrium. Biochemistry 30, 1595-1599.

62. Estabrook, R.W., Cooper D.Y., Rosenthal, O. (1963) The light reversible carbon monoxide inhibition ofthe steroid C21-hydroxylase system of the adrenal cortex. Biochem. Z. 338, 741-755.

63. Estabrook, R.W., Shet, M.S., Fisher, C.W., Jenkins, C.M. and Waterman, M.R. (1996) The interactionof NADPH-P450 reductase with P450: An electrochemical study of the role of the flavin mononucleotide-binding domain. Arch. Biochem. Biophys. 333, 308-315.

64. Faucon, J.F., Dufourcq, J., Lussan, C. and Bernon, R. (1976) Lipid-protein interactions in membranemodels. Fluorescence polarization study of cytochrome b5-phospholipids complexes. Biochim. Biophys. Acta. 436, 283-294.

65. Fisher, C., Caudle, D., Martin-Wixtrom, C., Quattrochi, L., Tukey, R., Waterman, M.R., Estabrook, R.

66. W. (1992) High-level expression of functional human cytochrome P450 1A2 in Escherichia coli. Faseb J. 6, 759-764.

67. Fujimaki, Y., Arai, N., Nakazawa, T., Fujimaki, M. (2001) Nefiracetam metabolism by human livermicrosomes: role of cytochrome P450 3A4 and cytochrome P450 1A2 in 5-hydroxynefiracetam formation. J. Pharm. Pharmacol. 53, 795-804.

68. French, J.S. and Coon, M.J. (1979) Properties of NADPH-cytochrome P-450 reductase purified fromrabbit liver microsomes. Arch. Biochem. Biophys. 195, 565-577.

69. Jansson, I., Curti, M., Epstein, P.M., Peterson, J.A. and Schenkman, J.B. (1990) Relationship betweenphosphorylation and cytochrome P450 destruction. Arch. Biochem. Biophys. 283, 285-292.

70. Garfinkel, D. (1958) Studies on pig liver microsomes. I. Enzymatic and pigment composition ofdifferent microsomal fractions. Arch. Biochem. Biophys. 77, 493-509.

71. Gasser, R., Negishi, M., Philpot, R.M. (1988) Primaiy structures of multiple forms of cytochrome P450 isozyme 2 derived from rabbit pulmonary and hepatic cDNAs. Mol. Pharmacol. 33, 22-30.

72. George, J. W., Brosh, R. M., Matson, S.W. (1994) A dominant negative allele of the E.coli uvrD geneencoding DNA helicase II. J. Mol. Biol. 235, 424-435.

73. Gershon P.D., Khilko S. (1995) Stable chelating linkage for reversible immoibilization of iligihistidinetagged proteins in the BIAcore surface plasmon resonance detector. J. of Immunological Meth. 183, 65-76.

74. Gilep, A.A., Guryev, O.L., Usanov, S.A., Estabrook, R.W. (2001) An Enzymatically Active Chimeric

75. Protein Containing the Hydrophilic Form of NADPH-Cytochrome P450 Reductase Fused to the Membrane-Binding Domain of Cytochrome b(5). Biochem. Biophys. Res. Commun. 284, 937-941.

76. Gornall, A.G., Bardavill, C.J., David, M.M. (1949) Determination of serum proteins by means of thebiuret reaction. J. Biol. Chem. 177, 751-766.

77. Gotoh, O. (1992) Substrate recognition sites in cytochrome P450 family 2 (CYP2) proteins inferred ® from comparative analyses of amino acid and coding nucleotide sequences. J. Biol. Chem. 267, 83-90.

78. Gotoh, O. (1999) Multiple sequence alignment: algorithms and applications. Adv Biophys. 36, 159-206.

79. Gruenke, L.D., Konopka, K., Cadieu, M. and Waskell, L. (1995) The stoichiometry of the cytochrome

80. P-450-catalyzed metabolism of methoxyflurane and benzphetamine in the presence and absence of cytochrome b5. J. Biol. Chem. 270, 24707-24718.

81. Guengerich, F.P., Bell, L.C. and Okazaki, O. (1995) Interpretations of cytochrome P450 mechanismsfrom kinetic studies. Biochimie 77, 573-580.

82. Guengerich, F.P., Martin, M., Guo, Z., Chun, Y. (1996) Purification of functional recombinant P450sfrom bacteria. Methods Enzymol 272, 35-44.

83. Guengerich, F.P. and Johnson, W.W. (1997) Kinetics of ferric cytochrome P450 reduction by NADPHcytochrome P450 reductase: Rapid reduction in the absence of substrate and variations among cytochrome P450 systems. Biochemistry 36, 14741-14750.

84. Guengerich, F.P., Parikh, A., Yun, C.H., Kim, D., Nakamura, K., Notley, L.M., Gillam, E.M. (2000)

85. What makes P450s work? Searches for answers with known and new P450s. Drug. Metab. Rev. 32, 267-281.

86. Guengerich, F.P. (2001) Common and uncommon cytochrome p450 reactions related to metabolismand chemical toxicity. Chem. Res. Toxicol. 14, 611-650.

87. Guiles, R.D., Sarma, S., DiGate, R.J., Banville, D., Basus, V.J., Kuntz, I.D. and Waskell, L. (1996)

88. Pseudocontact shifts used in the restraint of the solution structures of electron transfer complexes. Nature Struct. Biol. 3, 333-339.

89. Guryev, O.L., Gilep, A.A., Usanov, S.A., Estabrook, R.W. (2001) Interaction of Apo-cytochrome b(5)with Cytochromes P4503A4 and P45017A: Relevance of Heme Transfer Reactions. Biochemistry 40, 5018-5031.

90. Hakes, D., Dixon, J. (1992) New vectors for high level expression of recombinant proteins in bacteria. Anal. Biochem. 202, 293-298.

91. Hanahan, D. (1983) Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids. J. Mol. Biol.166, 557580.

92. Harlow, G.R. and Halpert, J.R. (1998) Analysis of human cytochrome P450 3A4 cooperativity:

93. Construction and characterization of a site-directed mutant that displays hyperbolic steroid hydroxylation kinetics. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 6636-6641.

94. Hasemann, C.A., Ravichandran, K.G., Peterson, J.A. and Deisenhofer, J. (1994) Crystal structure andrefinement of cytochrome P450terp at 2.3 A resolution. J. Mol. Biol. 236, 1169-1185.

95. Hasemann, C.A., Kurumbail, R.G., Boddupalli, S.S., Peterson, J.A. and Deisenhofer, J. (1995) Crystureand function of cytochromes P450: A comparative analysis of 3 crystal structures. Structure, 3, 41-62.

96. Hasler J. A., Estabrook R., Murray M., Pikuleva I., Waterman M., Capdevila J., Holla V., Helvig C.,

97. Falck J., Farrell G., Kaminsky L., Spivack S., Boitier E., Beaune P. (1999) Human cytochromes P450. Mol. Acpects in Med. 20, 1-137.

98. Heinemann, F.S., Ozols J. (1983) The complete amino acid sequence of rabbit phenobarbital-induced

99. RT liver microsomal cytochrome P-450. J. Biol. Chem. 258, 4195-4201.

100. Hiroya, K, Ishigooka, M., Shimizu, T. and Hatano, M. (1992) Role of Glu318 and Thr319 in thecatalytic function of cytochrome P450d (P4501A2): Effects of mutations on the methanol hydroxylation. FASEBJ. 6, 749-751.

101. Hlavica, P., Lehnerer, M. and Eulitz, M. (1996) Histidine residues in rabbit liver microsomalcytochrome P-450 2B4 control electron transfer from NADPH-cytochrome P-450 reductase and cytochrome b5. Biochem. J. 318, 857-862.

102. Hochuli, E., Dobeli, H., Schacher, A. (1987) New metal chelate adsorbent selective for proteins andpeptides containing neighbouring histidine residues. J. Chromatogr. 411, 177-184.

103. Hoffman, S.M.G., Fernandez-Salguero, P., Gonzalez, F.J. and Mohrenweiser, H.W. (1995)

104. Organization and evolution of the cytochrome P450 CYP2A-2B-2F subfamily gene cluster on human chromosome 19. J. Mol. Evol. 41, 894-900.

105. Houston, J., Kenworthy, K. (2000) In vitro-in vivo scaling of CYP kinetic data not consistent with theclassical Michaelis-Menten model, Drug Metab. Dispos. 28, 246-254.

106. Ikeya, K, Jaiswal, A.K., Owens, R.A., Jones, J.E., Nebert, D.W., Kimura, S. (1989) Human CYP1A2:sequence, gene structure, comparison with the mouse and rat orthologous gene, and differences in liver 1A2 mRNA expression. Mol. Endocrinol. 3, 1399-1408.

107. Inoue, H., Nojima, H., Okayama, H. (1990) High efficiency transformation of Escherichia coli withplasmids. Gene 96, 23-28.

108. Ishihara, N., Yamashina, S., Sakaguchi, M., Mihara, K., and Omura, T. (1995) Malfolded cytochrome

109. P-450(M1) localized in unusual membrane structures of the endoplasmic reticulum in cultured animal cells. J. Biochem. 118, 397-404.

110. Ivanov, Y.D., Kanaeva, I.P., Archakov, A.I. (2000) Optical biosensor study of ternary complexformation in a cytochrome P4502B4 system. Biochem. Biophys. Res. Commun. 273, 750-752.

111. Ivanov, Y.D., Kanaeva, I.P., Gnedenko, O.V., Pozdnev, V.F., Shumyantseva, V.V., Samenkova, N.F.,

112. Jaiswal, A.K., Nebert, D.W., McBride, O.W., Gonzalez, F.J. (1987) Human P(3)450: cDNA andcomplete protein sequence, repetitive Alu sequences in the 3' nontranslated region, and localization of gene to chromosome 15. J. Exp. Pathol. 3,1-17.

113. Jansson, I., Stoilov, I., Sarfarazi, M., Schenkman, J. B. (2000) Enhanced expression of CYP1B1 in

114. Escherichia coli. Toxicology 144, 211-219.

115. Jenkins, C.M. and Waterman, M.R. (1994) Flavodoxin and NADPH-flavodoxin reductase from

116. Escherichia coli support bovin cytochrome P450cl7 hydroxylase activities. J.Biol.Chem. 269, 2740127408.

117. Johnson, E.F., Waterman, M.R., Eds. (1996) Cytochrome P450 (Part B). Methods in Enzymology 272.

118. Academic Press, San Diego ISBN 0-12-182173-0.

119. Kiselyova, O., Yaminsky, I., Ivanov, Y.D., Kanaeva I., Kuznetsov V., Archakov A.I. (1999) AFMstudy of membrane proteins, cytochrome P450 2B4, and NADPH-cytochrome P450 reductase and their complex formation. Arch. Biochem. Biophys. 371, 1-7.

120. Kolesanova, E.F., Kiselar, J.G., Jung, C., Kozin, S.A., Hui Bon Hoa, G. and Archakov, A.I. (1996)

121. Antigenic mapping of bacterial and animal cytochromes P-450. Biochimie 78, 752-762.

122. Kolesanova, E.F., Kozin, S.A., Lemeshko A.O. and Archakov, A.I. (1994) Epitope mapping ofcytochrome P450 2B4 by peptide scanning. Biochem. Mol. Biol. Int. 222, 465-473.

123. Komar, A.A., Kommer, A., Krasheninnikov, I.A., and Spirin, A. S. (1993) Cotranslational hemebinding to nascent globin chains. FEBS Lett. 326, 261-263.

124. Komar, A.A., Kommer, A., Krasheninnikov, I.A., and Spirin, A.S. (1997) Cotranslational folding ofglobin. J. Biol. Chem. 272, 10646-10651.

125. Korzekwa, K.R., Krishnamachary, N., Shou, M., Ogai, A., Parise, R.A., Rettie, A.E., Gonzalez, F.J. and

126. Tracy, T.S. (1998) Evaluation of atypical cytochrome P450 kinetics with two-substrate models: Evidence that multiple substrates can simultaneously bind to cytochrome P450 active sites. Biochemistry 37, 4137-4147.

127. Krainev, A.G., Shimizu, T., Hiroya, K. and Hatano, M. (1992) Effects of mutations at Lys250, Arg251and Lys253 of cytochrome P450 1A2 on the catalytic activities and the bindings of bifunctional axial ligands. Arch. Biochem. Biophys. 298, 198-203.

128. Kusano K., Sakaguchi M., Kagawa N., Waterman M.R., Omura T. (2001a) Microsomal P450s use specific proline-rich sequences for efficient folding, but not for maintenance of the folded structure. J Biochem (Tokyo) 129, 259-269.

129. Kusano, K., Kagawa, N., Sakaguchi, M., Omura, T., Waterman, M.R. (20016) Importance of a proline-rich sequence in the amino-terminal region for correct folding of mitochondrial and soluble microbial p450s. J. Biochem. (Tokyo) 129, 271-277.

130. Kyte, J., Doolittle, R.F. (1982) A simple method for displaying the hydrophobic character of a protein.1. J.Mol.Biol. 227, 105-132.

131. Laemmli, U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage1. T4. Nature 227, 680-685.

132. Langouet, S., Welti, D.H., Kerriguy, N., Fay, L.B., Huynh-Ba, T., Markovic, J., Guengerich, F.P.,

133. Larionov, V., Kouprina, N., Graves, J., Chen, X.-N., Korenberg, J.R, Resnick, M.A. (1996) Specific cloning of human DNA as yeast artificial chromosomes by transformation-associated recombination. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 491-496.

134. Lebrun, J.J., Ali, S., Ullrich, A., and Kelly, P.A. (1995) Proline-rich sequence-mediated Jak2 association to the prolactin receptor is required but not sufficient for signal transduction. J. Biol. Chem. 270, 10664-10670.

135. Lechner, M.C., Ed. (1993) Cytochrome P-450: Biochemistry, Biophysics, and Molecular Biology. John1.bbey Eurotext, Paris.

136. LeLean, J.E., Moon, N., Dunham, W.R., Coon, M.J. (2000) EPR spectrometry of cytochrome P450 2B4: effects of mutations and substrate binding. Biochem. Biophys. Res. Commun. 276, 762-766.

137. Lewis, D.F. (1995) Three-dimensional models of human and other mammalian microsomal P450s constructed from an alignment with P450 102 (P450bm3). Xenobiotica 25, 333-366.

138. Lewis, D.F. (1996) Cytochromes P450: Structure, Function and Mechanism. Taylor & Francis, London1.BN 0-7484-0443-0.

139. Lewis, D.F. (1998) The CYP2 family: models, mutants and interactions. Xenobiotica 28, 617-661.

140. Lewis, D.F., Lake, B.G., George, S.G., Dickins, M., Eddershaw, P.J., Tarbit, M.H., Beresford, A.P.,

141. Goldfarb, P.S. and Guengerich, F.P. (1999) Molecular modelling of CYP1 family enzymes CYP1A1, CYP1A2, CYP1A6 and CYP1B1 based on sequence homology with CYP102. Toxicology 139, 53-79.

142. Li, H., Poulos, T.L. (1997) The structure of the cytochrome P450BM-3 haem domain complexed withthe fatty acid substrate, palmitoleic acid. Nature Struct. Biol. 4, 140-146.

143. Lisitsa, A.V., Gusev, S.A., Karuzina I.I., Archakov, A.I., Koymans, L. (2001) Cytochrome P450 Database. SAR QSAR Environ Res. 12, 359-366.

144. Liu, N. Zhang, Q.Y., Vakharia, D., Dunbar, D., Kaminsky, L.S. (2001) Induction of CYP1A bybenzok.fluoranthene in human hepatocytes: CYP1A1 or CYP1A2? Arch. Biochem. Biophys. 389, 130-134.

145. Lin, Y., Lu, P., Tang, C., Mei, Q., Sandig, G., Rodrigues, A.D., Rushmore, T.H., Shou, M. (2001)

146. Substrate inhibition kinetics for cytochrome p450-catalyzed reactions. Drug Metab. Dispos. 29, 368374.

147. Louerat-Oriou, B., Flinois, J.-P., Beaune P.H., and Pompon, D. (1999) High yield purification and characterization of engineered human P450 1A2 and generation og immuno-inhibitor antibodies. Pharmacogenetics, 9, 61-70.

148. Lozano, J.J., Lopez de Brinas, E., Centeno, N.B., Guigo, R. and Sanz, F. (1997) Three-dimensional modelling of human cytochrome P450 1A2 and its interaction with caffeine and MelQ. J. Comput. AidedMol. Design 11, 395-408.

149. Lu, A. Y. H., Junk, K.W. and Coon, M.J. (1969) Resolution of the cytochrome P-450-containing ahydroxylationsystem of liver microsomes into three components, J.Biol.Chem. 244, 3714-3721.

150. Mayuzumi, H., Shimizu, T., Sambongi, C., Hiroya, K. and Hatano, M. (1994) Essential role of Hisl63of cytochrome P450 1A2 in catalytic functions associated with cytochrome b5- Arch. Biochem. Biophys. 310, 367-372.

151. Miller, J.P., Herbette, L.G. and White, R.E. (1996) X-ray diffraction analysis of cytochrome P450 2B4reconstituted into liposomes. Biochemistry 35, 1466-1474.

152. Miller, G.P., Guengerich, F.P. (2001) Binding and oxidation of alkyl 4-nitrophenyl ethers by rabbitcytochrome p450 la2: evidence for two binding sites. Biochemistry 40, 7262-7272.

153. Miroux, B., Walker, J.E. (1996) Over-production of proteins in Escherichia coli: mutant hosts that allow synthesis of some membrane proteins and globular proteins at high levels. J. Mol. Biol. 260, 289-298.

154. Mitoma, C., Posner, H. S., Reitz, H.C., Udenfriend, S. (1956) Enzymatic hydroxylation of aromaticcompounds. Arch. Biochem. Biophys. 61, 431-441.

155. Nakahara, K., Shoun, H., Adachi, S.-i., Iizuka, T. and Shiro, Y. (1994) Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of nitric oxide reductase cytochrome P450nor from Fusarium oxysporum. J. Mol. Biol. 239, 158-159.

156. Nakajima, M., Yokoi, T., Mizutani, M., Kinoshita, M., Funayama, M., Kamataki, T. (1999) Genetic polymorphism in the 5'-flanking region of human CYP1A2 gene: effect on the CYP1A2 inducibility in humans. J. Biochem. (Tokyo) 125, 803-808.

157. Nakano, R., Sato, H., Watanabe, A., Ito, O. and Shimizu, T. (1996) Conserved Glu318 at the cytochrome P450 1A2 distal site is crucial in the nitric oxide complex stability. J. Biol. Chem. 271, 8570-8574.

158. NarasimhuIu, S., Willcox, J.K. (2001) Temperature-jump relaxation kinetics of substrate-induced spinstate transition in cytochrome P450 (comparison of the wild-type and C334A mutant P450(CAM) and P450(2B4)). Arch. Biochem. Biophys. 388, 198-206.

159. Narasimhulu, S. (1996) Interactions of substrate and product with cytochrome P450 2B4. Biochemistry 35, 1840-1847.

160. Narhi, L.O. and Fulco, A.J. (1986) Characterization of a catalytically self-sufficient 119.00-dalton cytochrome P-450 monooxygenase induced by barbiturates in Bacillus megaterium. J. Biol. Chem. 261, 7160-7169.

161. Nebert, D.W. (2000) Suggestions for the nomenclature of human alleles: relevance to ecogenetics, pharmacogenetics and molecular epidemiology. Pharmacogenetics 10, 279-290.

162. Nebert, D.W., Feyereisen, R. (1994) Evolutionary argument for a connection between drug metabolism and signal transduction in Cytochrome P450. Biochemistry, Biophysics and Molecular Biology (Ed.), Paris: Libbey, 3-13.

163. Nebert, D.W. and Nelson, D.R. (1991) P450 gene nomenclature based on evolution. Methods Enzymol. 206, 3-11.

164. Nebert, D.W., Gonzales, F.J., (1987) P450 genes: Structure, evolution and regulation. An. Rev. of Biochemistry 56, 945-993.

165. Nelson, D.R. (1999) Cytochrome P450 and individuality of species. Arch. Biochem. Biophys. 369, 1-10.

166. Nelson, D.R., Kamataki, T., Waxman, D.J., Guengerich, F.P., Estabrook, R.W., Feyereisen, R.,

167. Gonzalez, F.J., Coon, M.J., Gunsalus, I.C., Gotoh, O., Okuda, K. and Nebert, D.W. (1993) The P450 superfamily: update on new sequences, gene mapping, accession numbers, early trivial names of enzymes, and nomenclature. DNA Cell Biol. 12, 1-51.

168. Nelson, D.R. and Strobel, H.W. (1987) Evolution of cytochrome P-450 proteins. Mol. Biol. Evol. 4, 572-593.

169. Neve, E.P.A., Eliasson, E., Pronzato, M.A., Albano, E., Marinari, U. and Ingelman-Sundberg, M.1996) Enzyme-specific transport of rat liver cytochrome P450 to the Golgi apparatus. Arch. Biochem. Biophys. 333, 459-465.

170. NC-IUB (Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry) (1979) Nomenclature of iron-sulfur proteins. Recommendations 1978. Eur. J. Biochem. 93, 427-430.

171. NC-IUB (1991) Nomenclature of electron-transfer proteins. Recommendations 1989. Eur. J. Biochem. 200, 599-611.

172. Nisimoto, Y., Kinosita, K. Jr., Ikegami, A., Kawai, N., Ichihara, I. and Shibata, Y. (1983) Possible association of NADPH-cytochrome P-450 reductase and cytochrome P-450 in reconstituted phospholipid vesicles. Biochemistry 22, 3586-3594.

173. Omura, T., Ishimura, Y., Fujii-Kuriyama, Y., Eds. (1993) Cytochrome P-450. 2nd Ed. Kodansha, Tokyo

174. BN 4-06-205460-4.; VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim ISBN 3-527-30016-3].

175. Omura, T., Sato, R. (1964) The carbon monooxide-binding pigment of liver microsomes: I. Evidencefor its hemoprotein nature. J. Biol. Chem. 239, 2379-2385.

176. Opera, T. I., Hummer, G., Garcia, A.E. (1997) Identification of a functional water chanel in cytochrome

177. P450 enzymes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 2133-2138.

178. Park, S.Y., Yamane, K., Adachi, S., Shiro, Y., Weiss, K.E., Sligar, S.G. (2000) Crystallization andpreliminary X-ray diffraction analysis of a cytochrome P450 (CYP119) from Sulfolobus solfactaricus. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 56, 1173-1175.

179. Ren, R., Mayer, B.J., Cicchetti, P., and Baltimore, D. (1993) Identification of aten-amino acid prolinerich SH3 binding site. Science 259, 1157-1161.

180. Parikh, A., Gillam, E., Guengerich, F.P. (1997) Drug metabolism by Escherichia coli expressing human cytochromes P450. Nat. Biotechnology 15, 784-788.

181. Pernecky, S.J. and Coon, M.J. (1996) N-terminal modifications that alter P450 membrane targeting andfunction. Methods Enzymol. 272, 25-34.

182. Perret, A. and Pompon, D. (1998) Electron shuttle between membrane-bound cytochrome P450 3A4and b5 rules uncoupling mechanisms. Biochemistry 37, 11412-11424.

183. Podust, L.M., Poulos, T.L. and Waterman, M.R. (2001) Crystal structure of cytochrome P450 14xsterol demethylase (CYP51) from Mycobacterium tuberculosis in complex with azole inhibitors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 3068-3073.

184. Pompon, D. (1988) cDNA cloning and functional expression in yeast Saccharomyces cerevisiae of pnaphtoflavone-induced rabbit liver P450 LM4 and LM6. Eur. J. Biochem. Ill, 285-293.

185. Pompon, D., Louerat, B., Bronine, A. and Urban, P. (1996) Yeast expression of animal and plant P450sin optimized redox environments. Methods Enzymol. 212, 51-64.

186. Porter, T.D., Larson, J.R. (1991) Expression of mammalian P450 in E.coli. Meth. Enzymol. 206, 108117.

187. Porter, T.D. (1995) Correlation between codon usage, regional genomic nucleotide composition, andamino acid composition in the cytochrome P-450 gene superfamily. Biochim. Biophys. Acta. 1261, 394-400.

188. Poulos, T.L., Finzel, B.C., and Howard, A.J., (1986) Crystal structure of substrate-free Pseudomonas putida cytochrome P450. Biochemistry 25, 5314-5324.

189. Poulos, T.L., Finzel, B.C. and Howard, A.J. (1987) High-resolution crystal structure of cytochrome P450cam. J. Mol. Biol. 195, 687-700.

190. Prough, R.A., Burke, M.D., and Mayer, R.I. (1978) Direct fluorometrie methods for measuring mixed-function oxidase activity. Methods Enzymol. 52C, 372-377.

191. Ravichandran, K.G., Boddupalli, S.S., Hasemann, C.A., Peterson, J.A. and Deisenhofer, J. (1993)

192. Crystal structure of hemoprotein domain of P450BM-3, a prototype for microsomal P450's. Science 261, 731-736.

193. Riley, R.J. (2001) The potential pharmacological and toxicological impact of P450 screening. Czirr

194. Opin Drug Discov Devel. 4, 45-54. 178.Sachse, C., Brockmoller, J., Bauer, S., Roots, I. (1999) Functional significance of a C-->A polymorphism in intron 1 of the cytochrome P450 CYP1A2 gene tested with caffeine. Br. J. Clin. Pharmacol. 47, 445-449.

195. Saribas, A.S., Gruenke, L., Waskell, L. (2001) Overexpression and purification of the membrane-boundcytochrome P450 2B4. Protein Expr. Purif. 21, 303-309.

196. Sato, M., Kon, H., Kumaki, K. and Nebert, D.W. (1977) Comparative EPR study on high-spin ferricporphine complexes and cytochrome P-450 having rhombic character. Biochim. Biophys. Acta. 498, 403-421.

197. Sato, H., Shimizu, T., Murakami, Y., Hatano, M. (1994) Remarkable enhancement of 7ethoxycoumarin O-deethylation by Lys250, Arg251 and Lys253 mutations of cytochrome P450 1A2. Chem. Lett., 311-314.

198. Sato, R., Omura, T. Eds. (1978) Cytochrome P-450. Kodansha, Tokyo ISBN 0-12-619850-0.

199. Scheller, U., Juretzek, T., Schunck, W.-H. (1996) Generation of the cytosolic domain of microsomal

200. P450 52A3 after high-level expression in Saccharomyces cerevisiae. Methods Enzymol. 272, 65-75.

201. Scheller, U., Kraft, R., Schroder, K.L., Schunck, W.-H. (1994) Generation of the soluble and functionalcytosolic domain of microsomal cytochrome P450 52A3. J. Biol. Chem. 269, 12779-12783.

202. Sherman, F. (1991) Getting started with yeast. Methods in Enzymology, 194. 3-20.

203. Sevrioukova, I., Truan, G., and Peterson, J.A. (1996) The flavoprotein domain of P450BM-3:expression, purification, and properties of the flavin adenine dinucleotide- and flavin mononucleotide-binding subdomains. Biochemistry 35, 7528-7535.

204. Shank-Retzlaff, M.L., Raner, G.M., Coon, M.J. and Sligar, S.G. (1998) Membrane topology ofcytochrome P450 2B4 in Langmuir-Blodgett monolayers. Arch. Biochem. Biophys . 359, 82-88.

205. Shet, M.S., Fisher, C.W., Holmans, P.L. and Estabrook, R.W. (1993) Human cytochrome P450 3A4:enzymatic properties of a purified recombinant fusion protein containing NADPH-P450 reductase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 11748-11752.

206. Shimizu, T., Murakami, Y. and Hatano, M. (1994) Glu318 and Thr319 mutations of cytochrome P4501A2 remarkably enhance homolytic O-O cleavage of alkyl hydroperoxides: An optical absorption spectral study. J. Biol. Chem. 269, 13296-13304.

207. Shiota, N., Kodama, S., Inui, H., Ohkawa, H. (2000) Expression of human cytochromes P450 1A1 and

208. Shumyantseva, V.V., Kuznetsova, G.P., Uvarov, V.Yu. and Archakov, A.I. (1994) Membrane topology of N-terminal residues of cytochromes P-450 2B4 and 1A2. Biochem. Mol. Biol. Int. 34, 183-190.

209. Shumyantseva, V.V., Meshkov, S.V., Uvarov, V.Yu. and Archakov, A.I. (1996) The interaction of organophosphorus amino acid analogs with cytochrome P-450 2B4. Izv. Akad. Nauk Ser. Biol. (Moscow), 749-753.

210. Sieber, V., Martinez, C.A., Arnold, F.H. (2001) Libraries of hybrid proteins from distantly related sequences. Nat. Biotechnol. 19, 456-460.

211. Strobel, S.M., Szklarz, G.D., He, Y., Foroozesh, M., Alworth, W.L., Roberts, E.S., Hollenberg, P.F. and

212. Halpert, J.R. (1999) Identification of selective mechanism-based inactivators of cytochromes P-450 2B4 and 2B5, and determination of the molecular basis for differential susceptibility. J. Pharmacol. Exp. Ther. 290, 445-451.

213. Studier, F.W., Rosenberg, A.H., Dunn, J.J., Dobendorff, J. W. (1990) Use of T7 RNA polymerase todirect expression of cloned genes. Methods Enzymol. 185, 60-89.

214. Tarr G.E., Black S.D., Fujita V.S., Coon M.J. (1983) Complete amino acid sequence and predictedmembrane topology of phenobarbital-induced cytochrome P-450 (isozyme 2) from rabbit liver microsomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 6552-6556.

215. Towbin, J., Staehelin, T., Gordon, J. (1979) Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76, 43504354.

216. Tuck, S.F., Hiroya, K., Shimizu, T., Hatano, M. and Ortiz de Montellano, P.R. (1993) The cytochrome

217. P450 1A2 (CYP1A2) active site: Topology and pertubations caused by Glu-318 and Thr-319 mutations. Biochemistry 32, 2548-2553.

218. Urban, P., Jobert, A.S., Laine, R., Pompon, D. (2001) Cytochrome P450 (CYP) mutants and substratespecificity alterations: segment-directed mutagenesis applied to human CYP1A1. Biochem. Soc. Trans. 29, 128-135.

219. Uvarov, V.Yu., Sotnichenko, A.I., Vodovozova, E.L., Molotkovsky, J.G., Kolesanova, E.F., Lyulkin, Yu.A., Stier, A., Krtiger, V. and Archakov, A.I. (1994) Determination of membrane-bound fragments of cytochrome P-450 2B4. Eur. J. Biochem. 222, 483-489.

220. Vaz, A. D. N., McGinnity, D. F, Coon, M. J. (1998). Epoxidation of olefins by cytochrome P450: Evidence from site-specific mutagenesis for hydroperoxo-iron as an electrophilic oxidant. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95: 3555-3560.

221. Waxman, D., J. (1999) P450 gene induction by structurally diverse xenochemicals: central role of nuclear receptors CAR, PXR, and PPAR. Ar. Biochem. Biophys. 369, 11-23.

222. Waterman, M.R. and Johnson, E.F., Eds. (1991) Cytochrome P450 (Part A) Methods in Enzymology 206. Academic Press, San Diego ISBN 0-12-182107-2.

223. Werck-Reichhart, D., Feyereisen, R. (2000) Cytochromes P450: a success story. Genome Biol.

224. White, R.E. and Coon, M.J. (1982) Heme ligand replacement reactions of cytochrome P-450.

225. Characterization of the bonding atom of the axial ligand trans to thiolate as oxygen. J. Biol. Chem. 257, 3073-3083.

226. Williams, P.A., Cosme, J., Sridhar, V., Johnson, E.F. and McRee, D.E. (2000) Mammalian microsomalcytochrome P450 monooxygenase: Structural adaptations for membrane binding and functional diversity. Molecular Cell 5, 121-131.

227. Yamada, M., Ohta, Y., Bachmanova, G.I., Nishimoto, Y., Archakov, A.i. and Kawato, S. (1995)

228. Dynamic interactions of rabbit liver cytochromes P450IA2 and P450IIB4 with cytochrome b5 and NADPH-cytochrome P450 reductase in proteoliposomes. Biochemistry 34, 10113-10119.

229. Yamazaki, H., Ueng, Y.-F., Shimada, T., and Guengerich, F.P. (1995) Roles of divalent metal ions inoxidations catalized by recombinant cytochrome P450 3A4 and replacement of iron-sulfor proteins and oxygen surrogates. Biochemistry 34, 8380-8389.

230. Yun, C.H., Miller, G.P., Guengerich, F.P. (2001) Oxidations of p-Alkoxyacylanilides Catalyzed by

231. Human Cytochrome P450 1A2: Structure-Activity Relationships and Simulation of Rate Constants of Individual Steps in Catalysis. Biochemistry 40, 4521-4530.