Шановні колеги! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою діяльність. 3-го грудня (вівторок) 2019 р. о 10-30 в Актовій залі Інституту на засіданні семінару будемо слухати доповідь м.н.с. відділу біохімії вітамінів і коензимів нашого Інституту Меженської Ольги Олександрівни «ВИЯВЛЕННЯ НОВИХ ПРОТЕЇНОВИХ МІШЕНЕЙ ДІЇ ТІАМІНУ І ЙОГО ПОХІДНИХ В НЕРВОВИХ КЛІТИНАХ». Мова йде за апробацію кандидатської дисертації. Традиційно до цього інформаційного листа додаю авторські тези доповіді.
Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі семінару.
З повагою – С.О.Костерін.
ТЕЗИ
доповіді
ВИЯВЛЕННЯ НОВИХ ПРОТЕЇНОВИХ МІШЕНЕЙ ДІЇ ТІАМІНУ І ЙОГО ПОХІДНИХ В НЕРВОВИХ КЛІТИНАХ
на науковому семінарі Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України
«Актуальні проблеми сучасної біохімії»
10.12.2019 року
Меженська Ольга Олександрівна м.н.с. відділу біохімії вітамінів і коензимів
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 іншого боку 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 багато які нейродегенеративні захворювання супроводжуються або навіть ініціюються 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 виявити за допомогою афінної хроматографії та ідентифікувати на молекулярному рівні протеїни нервових клітин, що проявляють спорідненість до тіаміну.
Задля досягнення мети у роботі було використано два напрямки методів дослідження: експериментальної біохімії (афінна хроматографія, гель-фільтрація, спектрофотометричне вимірювання активності ензимів, одно- та двовимірний електрофорез, мас-спектрометричний аналіз і вестерн-блотинг) та компьютерної біології (ідентифікація протеїнів за амінокислотним складом, попарні та просторові вирівнювання, молекулярний докінг тіаміну з протеїнами).
В роботі вперше застосовано специфічну елюцію розчином тіаміну тіамінзв’язуючих протеїнів з т-АС та запропоновано метод, що дозволяє проводити вимірювання концентрації протеїнів у присутності тіаміну. Показано специфічність зв’язування з тіаміном ряду NAD-залежних ензимів, зокрема малат дегідрогенази, глутамат дегідрогенази, та двох протеїнів, які містять/можуть містити ЛДГ/МДГ домен у своєму складі, принаймі з двох видів живих організмів: щура та бика. Визначено ефекторний вплив тіаміну та його дифосфату на малатдегідрогеназну та глутаматдегідрогеназну активності in vitro та вплив забеспеченості організму тіаміном на вказані активності in vivo на двох моделях недостатності тіаміну: авітамінозу та гіповітамінозу у динаміці розвитку. Ідентифіковано тіамінзв’язуючі та інші протеїни, що проявляють спорідненість до тіаміну та його біологічно активних похідних. Висунуто припущення про природу деяких досі не ідентифікованих на молекулярному рівні протеїнів: кінази, яка фосфорилює рапсин, кислої ТМФ-ази та протеїну, що може бути мембрано-зв’язаною ТТФ-азою, а саме, LRP4. Встановлено молекулярну мішень, а саме протеїновий комплекс Agrn-LRP4, складові якого зв’язуються з тіаміном і можуть бути причиною спільних ознак як за дефіциту тіаміну, так і нейродегенеративних патологій, особливо хвороби Альцгеймера. З використанням методів компьютерної біології визначено амінокислотні залишки протеїнів агрін та LRP4, які відповідають за взаємодію з тіаміном. 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. Приймаючи до уваги той факт, що з В1-недостатністю пов’язана значна кількість патологій, в подальшому отримані дані можуть бути основою для визначення терапевтичних мішеней та пошуку шляхів для розробки методів діагностики та лікування захворювань, пов’язаних з недостатністю тіаміну в організмі.