Триптофангидроксилаза 2 (TPH2) гидроксилирует L-триптофан до L-5-гид­рокситриптофана (5-HTP) в присутствии тетрагидробиоптерина (BH₄), ионов двухвалентного железа (Fe²⁺) и кислорода — первую и ключевую стадию синтеза медиатора серотонина (5-HT) в мозге млекопитающих. В работе проведено сравнение эффектов L-триптофана и ионов двух- и трёхвалентного железа на температурную стабильность TPH2 мутантного (mt) и дикого (wt) типов с BH₄. Mt и wt TPH2 экстрагировали из среднего мозга мышей BALB/c и C57BL/6 соответственно. Температурную стабильность исследовали по кривой температурной денатурации и оценивали по температуре, при которой денатурируется половина молекул фермента (Т₅₀). L-триптофан в концентрации 0.2 мМ не стабилизировал TPH2. BH₄ повышал Т₅₀ mt фермента в концентрации 0.2 мМ, но не 0.1 мМ. Впервые показано, что ионы двух- и трёхвалентного железа в концентрациях 0.01, 0.05 и 0.2 мМ повышают Т₅₀ mt и wt фермента значительно выше, чем BH₄. Полученные результаты позволяют использовать ионы железа для выяснения молекулярных механизмов температурной стабилизации молекулы TPH2 для создания фармакологических шаперонов для коррекции вызванных мутациями нарушений активности TPH2 и связанных с ними психических патологий.

The enzyme tryptophan hydroxylase 2 (TPH2) hydroxylates L-tryptophan to L-5-hydroxytryptophan (5-HTP) in the presence of tetrahydrobiopterin (BH₄) and iron ions (Fe²⁺) — the first and rate-limiting step in the synthesis of the neurotransmitter serotonin (5-HT) in the mammalian brain. Some mutations in the human Tph2 gene increase risk of psychopathology. The C1473G mutation in the mouse Tph2 gene causes a P447R substitution in the enzyme molecule, which reduces the thermal stability, lifetime, concentration and, as a consequence, the activity of TPH2. BH₄ was shown to stabilize the mutant TPH2 molecule in vitro. The aim of the study is to compare the effect of L-tryptophan, divalent and trivalent iron ions on the thermal stability of mutant and wild type TPH2 molecules with those of BH₄. Mutant and wild type TPH2 molecules were extracted from the midbrain of BALB/c and C57BL/6 mice, respectively. Thermal stability was examined using a thermal denaturation curve and assessed by T₅₀, the temperature at which half of the enzyme molecules are denatured. L-tryptophan at concentration of 0.2 mM did not stabilize TPH2. BH₄ increased the T₅₀ of the mutant enzyme at concentration of 0.2 mM, but not 0.1 mM. It was shown for the first time that divalent and trivalent ions at concentrations of 0.01, 0.05, and 0.2 mM increased the T₅₀ of the mutant and wild type enzyme significantly higher than BH₄. The results helps to elucidate the molecular mechanisms of thermal stability of TPH2 in order to create pharmacological chaperones for correcting mutation-induced disturbances in TPH2 activity and the associated psychopathologies.