モデル脂質二重層におけるN末端修飾CYP2J2エポキシゲナーゼの機能研究

CYP2J2エポキシゲナーゼは、オメガ-3とオメガ-6脂肪酸を生理学的に活性なエポキシドに変換する膜結合シトクロムP450です。この作業では、NanoDiscsを使用したモデル脂質二重層のタンパク質の活性に対するCYP2J2の特性に対するN末端修飾の効果の包括的な比較を提示します。N末端の完全な切り捨ては、このタンパク質とE.coli膜との関連を変化させますが、ナノディスクの脂質二重層への取り込みを破壊しないことを実証します。特に、N末端でのサイレント変異の導入を使用して、野生型機能を維持しながら、大腸菌で全長CYP2J2を発現しました。さらに、脂質二重層がCYP2J2によるEbastineヒドロキシル化のためにNADPHを生産的に使用するために不可欠であることを示しています。まとめると、N末端の存在は、ナノディスクのエバスチンヒドロキシル化のためのシトクロムP450レダクターゼからCYP2J2への効率的な電子移動のための膜環境の存在ほど重要ではないと判断されました。これは、脂質二重層にCYP2J2とシトクロムP450レダクターゼのネイティブのような立体構造を採用することが、Ebastineヒドロキシル化のためにNADPHから同等物を還元するために効果的に使用するために不可欠であることを示唆しています。

CYP2J2 epoxygenase is a membrane bound cytochrome P450 that converts omega-3 and omega-6 fatty acids into physiologically active epoxides. In this work, we present a comprehensive comparison of the effects of N-terminal modifications on the properties of CYP2J2 with respect to the activity of the protein in model lipid bilayers using Nanodiscs. We demonstrate that the complete truncation of the N-terminus changes the association of this protein with the E.coli membrane but does not disrupt incorporation in the lipid bilayers of Nanodiscs. Notably, the introduction of silent mutations at the N-terminus was used to express full length CYP2J2 in E. coli while maintaining wild-type functionality. We further show that lipid bilayers are essential for the productive use of NADPH for ebastine hydroxylation by CYP2J2. Taken together, it was determined that the presence of the N-terminus is not as critical as the presence of a membrane environment for efficient electron transfer from cytochrome P450 reductase to CYP2J2 for ebastine hydroxylation in Nanodiscs. This suggests that adopting the native-like conformation of CYP2J2 and cytochrome P450 reductase in lipid bilayers is essential for effective use of reducing equivalents from NADPH for ebastine hydroxylation.