Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні питання сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 8-го вересня (вівторок) в Актовій залі о 10-30 будемо слухати доповідь м.н.с. відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту Меженскької Ольги Олександрівни «НОВІ ПРОТЕЇНОВІ МІШЕНІ ДІЇ ТІАМІНУ І ЙОГО ПОХІДНИХ В НЕРВОВІЙ ТКАНИНІ». Мова йде за апробацію кандидатської дисертації. Як завжди, до цього листа додаються тези доповіді.

Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.

Увага! Участь у роботі семінару можлива виключно за умов користування захисними масками та взаємодистанційного перебування слухачів  в залі. Дякуємо за розуміння!

З повагою – С.О.Костерін.

 

НОВІ ПРОТЕЇНОВІ МІШЕНІ ДІЇ ТІАМІНУ І ЙОГО ПОХІДНИХ В НЕРВОВІЙ ТКАНИНІ

(ВИЯВЛЕННЯ НОВИХ ПРОТЕЇНОВИХ МІШЕНЕЙ ДІЇ ТІАМІНУ І ЙОГО ПОХІДНИХ В НЕРВОВІЙ КЛІТИНАХ)

м.н.с. відділу біохімії вітамінів і коензимів

Меженської Ольги Олександрівни

Актуальність Багаторічні дослідження показали, що високу чутливість нервових клітин до дефіциту тіаміну неможливо пояснити лише коензимними функціями його біологічно активного похідного – тіаміндифосфату (ТДФ). Накопичені на цей час дані щодо механізмів участі вітаміну В1 (тіаміну) в процесах життєдіяльності клітин переконливо свідчать, що некоензимні  функції цього вітаміну, існування яких вже не викликає ніякого сумніву, є особливо важливими для нервових клітин. З’ясовано, що зміни в нервових клітинах, які спостерігаються за розвитку багатьох нейродегенеративних захворювань, є дуже подібними до тих, які зафіксовані при дефіциті тіаміну. Маємо велику кількість відомостей, які свідчать, що ціла низка  нейродегенеративних  захворювань  супроводжується або навіть ініціюється порушенням обміну тіаміну. У клітинах, стан яких є дуже динамічним (особливо нервових) некоензимні функції вітаміну В1 пов'язують з функціонуванням окремого мобільного  пулу  біологічно активних  похідних тіаміну, зокрема,  його фосфатів, за участю системи певних  протеїнів. Виявлення таких протеїнів та дослідження механізмів їх взаємодії з тіаміном і його похідними є актуальним в аспекті з’ясування ролі тіаміну у розвитку нейродегенеративних процесів та пошуку засобів попередження і лікування вказаних патологій.

Метою дисертаційної роботи було ідентифікувати протеїни нервової тканини, що проявляють спорідненість до тіаміну, зокрема тіамінзв’язуючий білок (ТЗБ), що його обуло описано у відділі біохімії вітамінів і коензимів раніше.

Задля досягнення мети у роботі були використані як  методи експериментальної біохімії (афінна хроматографія, гель-фільтрація, спектрофотометричне вимірювання активності ензимів, одно- та двовимірний гель-електрофорез, мас-спектрометричний (МС) аналіз і вестерн-блотинг), так і біоінформатичні методи (ідентифікація протеїнів за амінокислотним складом, попарні та просторові вирівнювання, молекулярний докінг тіаміну з протеїнами).

В роботі застосовано специфічну елюцію протеїнів з т-АС (афінного сорбенту, що містить тіамін у якості ліганду) розчином тіаміну та запропоновано метод, що дозволяє проводити вимірювання концентрації протеїнів у присутності тіаміну. В ході роботи з застосуванням специфічної елюції та двох видів афінних сорбентів, визначено, що зв’язування з тіаміном як лігандом у складі т-АС протеїнів, що проявляють дегідрогеназні, зокрема малатдегідрогеназну та глутаматдегідрогеназну, та тіамінфосфатазні активності є специфічним. В експериментах in vitro показано активуючий вплив тіаміну на МДГ активність та тіаміну і ТДФ на ГДГ активність в елюатах з афінного сорбенту. Залежність  активності  вищевказаних ензимів від забезпеченості організму тіаміном показано і в дослідах in vivo.

З використанням МС-аналізу ідентифіковано ізозими МДГ та деякі мінорні протеїни зі складу комерційного препарату МДГ,  здатні зв’язуватися з тіаміном, які раніше не були відомі як тіамінзалежні.  З використанням  мас-спектрометричного і вестерн-блот аналізів протеїнів з екстрактів нервової тканини, що специфічно зв’язуються з т-АC і потрапляють в препарат ТЗБ після гель-фільтрації, вперше визначено варіанти протеїнів, що можуть бути складовими ТЗБ, зокрема, комплекс протеїнів LRP4-Agrin, який є компонентом кластеру нАХР. Біоінформатичний аналіз показав більш високу ступінь спорідненості комплексу протеїнів Agrn-LRP4 – компоненту кластеру ацетилхолінового рецептору нікотинового типу - саме до фосфатів тіаміну у порівнянні з аденозин фосфатами та визначити амінокислотні залишки протеїнів Агрін та LRP4, які відповідають за взаємодію з тіаміном. Біоінформатичні інструменти дозволили передбачити можливі біологічні ролі тіаміну і його біологічно активних похідних при зв’язуванні з комплексом, що складається з протеїнів Agrin та LRP4.

Отримані в дисертаційній роботі результати мають важливе значення, оскільки розширюють сучасні уявлення щодо клітинно-молекулярних механізмів реалізації функцій вітаміну В1. Також ці дані додатково обгрунтовують доцільність застосування тіаміну та його фармакологічних форм для профілактики та/або лікування нейродегенеративних патологій, які індукуються або супроводжуються дефіцитом тіаміну.