Новый белок ГЛОСАКСИН, состоящий из некаталитических доменов металлопротеиназы типа PIII, из яда щитомордника Gloydius saxatilis ингибирует никотиновый холинорецептор

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ранее нами было обнаружено, что яд каменистого щитомордника Gloydius saxatilis ингибирует никотиновый холинорецептор (нХР) мышечного типа. В данной работе с применением жидкостной хроматографии из яда выделен белок глосаксин, ингибирующий связывание α-бунгаротоксина с нХР мышечного типа Torpedo californica. Аминокислотную последовательность выделенного белка анализировали методом масс-спектрометрии высокого разрешения. Последующий биоинформационный анализ показал, что она гомологична аминокислотным последовательностям дизинтегрин-подобных белков, включающих некаталитические домены металлопротеиназ типа PIII яда щитомордников (род Gloydius). Исследование биологической активности выделенного белка показало, что он ингибирует связывание α-бунгаротоксина с нХР Torpedo californica (IC50 = 51 мкМ). Белок также ингибировал функциональные ответы нейронного нХР α3β2-подтипа человека, вызванные ацетилхолином. Это первые данные о способности белков, состоящих из некаталитических доменов металлопротеиназы типа PIII яда змей, ингибировать нХР.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Осипов

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Е. В. Крюкова

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Л. О. Оджомоко

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

И. В. Шелухина

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Р. Х. Зиганшин

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

В. Г. Старков

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Т. В. Андреева

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

В. И. Цетлин

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Ю. Н. Уткин

ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: utkin@ibch.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Список литературы

  1. Osipov A., Utkin Y. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 2919. https://doi.org/10.3390/ijms24032919
  2. Tasoulis T., Pukala T.L., Isbister G.K. // Front. Pharmacol. 2022. V. 12. P. 768015. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.768015
  3. Hempel B.F., Damm M., Mrinalini, Göçmen B., Karış M., Nalbantsoy A., Kini R.M., Süssmuth R.D. // J. Proteome Res. 2020. V. 19. P. 1731–1749. https://doi.org/10.1021/acs.jproteome.9b00869
  4. Olaoba O.T., Karina Dos Santos P., Selistre-deAraujo H.S., Ferreira de Souza D.H. // Toxicon X. 2020. V. 7. P. 100052. https://doi.org/10.1016/j.toxcx.2020.100052
  5. Vasconcelos A.A., Estrada J.C., David V., Wermelinger L.S., Almeida F.C.L., Zingali R.B. // Front. Mol. Biosci. 2021. V. 8. P. 783301. https://doi.org/10.3389/fmolb.2021.783301
  6. Liu J.W., Du X.Y., Liu P., Chen X., Xu J.M., Wu X.F., Zhou Y.C. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000. V. 278. P. 112–118. https://doi.org/10.1006/bbrc.2000.3724
  7. Limam I., Bazaa A., Srairi-Abid N., Taboubi S., Jebali J., Zouari-Kessentini R., Kallech-Ziri O., Mejdoub H., Hammami A., El Ayeb M., Luis J., Marrakchi N. // Matrix Biol. 2010. V. 29. P. 117–126. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2009.09.009
  8. Souza D.H., Iemma M.R., Ferreira L.L., Faria J.P., Oliva M.L., Zingali R.B, Niewiarowski S., Selistre-deAraujo H.S. // Arch. Biochem. Biophys. 2000. V. 384. P. 341–350. https://doi.org/10.1006/abbi.2000.2120
  9. Monteiro D.A., Kalinin A.L., Selistre-de-Araujo H.S., Vasconcelos E.S., Rantin F.T. // Toxicon. 2016. V. 110. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2015.11.012
  10. Monteiro D.A., Kalinin A.L., Selistre-de-Araújo H.S., Nogueira L.A.N., Beletti M.E., Fernandes M.N., Rantin F.T. // Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. 2019. V. 215. P. 67–75. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2018.10.003
  11. Kryukova E.V., Ivanov D.A., Kopylova N.V., Starkov V.G., Andreeva T.V., Ivanov I.A., Tsetlin V.I., Utkin Yu.N. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2023. V. 49. P. 529–537. https://doi.org/10.1134/S1068162023030159
  12. Gloydius intermedius (STRAUCH, 1868) // The Reptile Database, 2024. https://reptile-database.reptarium.cz/species?genus=Gloydius&species=intermedius&search_param=%28%28taxon%3D%27Crotalinae%27%29%29)
  13. Levine R.L., Moskovitz J., Stadtman E.R. // IUBMB Life. 2000. V. 50. P. 301–307. https://doi.org/10.1080/713803735
  14. Wang Y.M., Parmelee J., Guo Y.W., Tsai I.H. // Toxicon. 2010. V. 56. P. 93–100. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2010.03.015
  15. Starkov V.G., Polyak Ya.L., Vulfius E.A., Kryukova E.V., Tsetlin V.I., Utkin Yu.N. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2009. V. 35. P. 10–18.] https://doi.org/10.1134/S1068162009010026
  16. Osipov A.V., Cheremnykh E.G., Ziganshin R.H., Starkov V.G., Nguyen T.T.T., Nguyen K.C., Le D.T., Hoang A.N., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // Biomedicines. 2023. V. 11. P. 1115. https://doi.org/10.3390/biomedicines11041115
  17. Liu J.W., Du X.Y., Liu P., Chen X., Xu J.M., Wu X.F., Zhou Y.C. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000. V. 278. P. 112–118. https://doi.org/10.1006/bbrc.2000.3724
  18. Hong S.Y., Koh Y.S., Chung K.H, Kim D.S. // Thromb. Res. 2002. V. 105. P. 79–86. https://doi.org/10.1016/s0049-3848(01)00416-9
  19. Brust A., Sunagar K., Undheim E.A., Vetter I., Yang D.C., Casewell N.R., Jackson T.N., Koludarov I., Alewood P.F., Hodgson W.C., Lewis R.J., King G.F., Antunes A., Hendrikx I., Fry B.G. // Mol. Cell. Proteomics. 2013. V. 12. P. 651–663. https://doi.org/10.1074/mcp.M112.023135
  20. Ryabinin V.V., Ziganshin R.H., Starkov V.G., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2019. V. 45. P. 107–121. https://doi.org/10.1134/S1068162019020109
  21. Rappsilber J., Mann M., Ishihama Y. // Nat. Protoc. 2007. V. 2. P. 1896–1906. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.261
  22. Geyer P.E., Kulak N.A., Pichler G., Holdt L.M., Teupser D., Mann M. // Cell Syst. 2016. V. 2. P. 185–195. https://doi.org/10.1016/j.cels.2016.02.015
  23. Ma B., Zhang K., Hendrie C., Liang C., Li M., DohertyKirby A., Lajoie G. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2003. V. 17. P. 2337–2342. https://doi.org/10.1002/rcm.1196
  24. Lebedev D.S., Kryukova E.V., Ivanov I.A., Egorova N.S., Timofeev N.D., Spirova E.N., Tufanova E.Y., Siniavin A.E., Kudryavtsev D.S., Kasheverov I.E., Zouridakis M., Katsarava R., Zavradashvili N., Iagorshvili I., Tzartos S.J., Tsetlin V.I. // Mol. Pharmacol. 2019. V. 96. P. 664–673. https://doi.org/10.1124/mol.119.117713

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Разделение яда G. saxatilis гель-фильтрацией на колонке Superdex 75 (10 × 300 мм), уравновешенной 0.1 М ацетатом аммония (рН 6.2), при скорости потока 1 мл/мин. Горизонтальные линии показывают собранные фракции.

Скачать (59KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Разделение фракции I (см. рис. 1) методом анионообменной хроматографии на колонке Mono Q (4.6 × 100 мм) с использованием градиента концентрации хлорида натрия 0.05–0.55 М за 100 мин в 20 мМ буфере этаноламин-НСl (pH 9.5) при скорости потока 0.5 мл/мин. Горизонтальные линии показывают собранные фракции.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фрагмент масс-спектра высокого разрешения белка из фракции 5 (рис. 2). Показаны сигналы, соответствующие ионам [M + 13H]+13, z = 13.

Скачать (114KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Аминокислотная последовательность белка халисетина (halysetin, UniProtKB: VM3H_GLOHA) и соответствующие ей пептиды, обнаруженные в гидролизате выделенного нами белка (показаны голубыми линиями).

Скачать (109KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение аминокислотных последовательностей некаталитических доменов металлопротеиназ некоторых видов щитомордников (род Gloydius). VM3H_GLOHA –халисетин (halysetin) из яда Agkistrodon (Gloydius) halys, A0A0C4ZNF1_GLOIT – фрагмент металлопротеиназы PIII Gloydius intermedius, VM2SA_GLOSA – фрагмент металлопротеиназы РII Gloydius saxatilis, VM2_GLOHA – дизинтегрин саксатилин (saxatilin) Gloydius saxatilis. Линии над последовательностями указывают пептиды халисетина, обнаруженные методом масс-спектрометрии в гидролизате нашего белка. Подчеркнуты остатки активных центров, идентичные остатки выделены серым цветом.

Скачать (105KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Ингибирование связывания радиоактивного α-Bgt с нХР T. californica (квадраты) и α7-подтипа (кружок) глосаксином. Для нХР T. californica IC50 = = 50.9 ± 1.83 мкМ. М – молярная концентрация белка.

Скачать (52KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Ингибирование глосаксином токов, индуцируемых ацетилхолином в нХР α3β2-типа. Регистрировали ответ ооцита шпорцевой лягушки X. laevis на внесение 50 мкМ ацетилхолина без добавления белка (100%) и после 1 мин инкубации с различными концентрациями белка (n = 3). * p < 0.05 (t-критерий Стьюдента).

Скачать (56KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах