Лаборатория химии неинфекционного иммунитета
Руководитель подразделения:
ЧЕРНИКОВ Олег Викторович, к.б.н., chernikov@piboc.dvo.ru
Научные сотрудники:
ЛУКЬЯНОВ Павел Александрович, д.х.н., профессор, гл.н.с.
ЧИКАЛОВЕЦ Ирина Владимировна, к.х.н., доцент, с.н.с.
КОКОУЛИН Максим Сергеевич, к.х.н., с.н.с.
КУЗЬМИЧ Александра Сергеевна, м.н.с.
ФИЛЬШТЕЙН Алина Петровна, м.н.с.
МИЗГИНА Татьяна Олеговна, м.н.с.
ЗАХАРКИНА Лидия Романовна, ст. лаборант
Структура и функция биологических макромолекул (полисахариды, липополисахариды, экзополисахариды, белки и углевод-белковые комплексы). Молекулярные основы иммунитета.
Основные результаты:Показано, что лектины из мидий Crenomytilus grayanus (CGL) и Mytilus trossulus (MTL) обладают антибактериальной и фунгицидной активностями. Изменение уровня лектинов в ответ на бактериальное заражение позволяет предположить их участие во врожденном иммунитете моллюсков.
Исследована доменная организация CGL и показано, что олигомеризация CGL существенна для проявления биологических свойств. Установление аминокислотной последовательности показало, что CGL и MTL имеют высокую степень гомологии и являются представителями нового класса лектинов. Анализ тонкой углеводной специфичности показал, что CGL способен связывать как α, так и β-аномер галактозы, но взаимодействие с гликанами содержащими концевые остатки αGal было более сильным. Анализ наиболее распространенных мотивов гликанов для CGL показал высокое сродство к структуре Galα1-4Galβ1-4GlcNAc, сходной с глоботриозой (Gb3: Galα1-4Galβ1-4Glc), эпитопом глоботриазилцерамида. Мы выявили, что CGL распознает Gb3 на поверхности клеток Raji лимфомы Беркитта (высокая экспрессия Gb3), что приводит к дозо-зависимому цитотоксическому эффекту, аресту клеточного цикла в фазе G2/M и апоптозу. Лектин не влияет на клетки эритролейкемии K562 (не экспрессируют Gb3). Активность CGL ингибируют α-галактозиды. Наши результаты показывают перспективность использования CGL в диагностике и лечении онкологических заболеваний.
Мы обнаружили, что CGL вызывает секрецию TNF-α и IL-6 в мышиных макрофагах RAW 264.7 и этот эффект снижается под действием ингибиторов активных форм кислорода (АФК) и митоген активированных протеинкиназ (МАРК). Показано, что CGL-опосредованная секреция TNF-α положительно регулируется протеинкиназой С (РКС)-α и PKC-δ, однако синтез IL-6 отрицательно регулируется РКС-α и PKC-δ. Кроме того, CGL-опосредованная секреция IL-6 и экспрессия СОХ-2 уменьшались в присутствии ингибитора транскрипционного фактора NF-kB, но продукция TNF-α не изменялась. Выявлено ключевое значение сигнальной молекулы ROS в пути МАРК, поскольку фосфорилирование МАРК ингибируется антиоксидантом N-ацетил-цистеином (NAC). Активация NF-kB в макрофагах под действием CGL не зависит от ROS, МАРК и РКС-α/δ. Интересно, что CGL индуцирует толерантность к ЛПС, благодаря отрицательной регуляции фосфорилирования киназ IRAK-2, JNK1/2 и активации NF-кВ в ЛПС-активированных макрофагах. CGL также увеличивает бактерицидную активность макрофагов. Эти данные могут привести к дальнейшему развитию исследований CGL в качестве агента, способного вносить вклад в модуляцию иммунного ответа.
Из гребешка Patinopecten yessoensis выделен лектин (PYL) с молекулярной массой 17154.5 Да, проявляющий Gal/GalNAc-специфичность. Лектин полностью теряет активность при нагревании до 60 °С в течение 30 минут, проявляет наибольшую активность в интервале pH 5-9, является металло-независимым. Показано, что лектин участвует в защитных реакциях организма моллюска, агглютинируя грамотрицательную бактерию Vibrio proteolyticus.
Выполнен структурный анализ сульфированного O-специфического полисахарида (OPS) и исследована противоопухолевая активности in vitro О-деацилированного липополисахарида (DPS) морской бактерии Poseidonocella sedimentorum KMM 9023T. Показано, что OPS включает два редких моносахаридных производных: 3-дезокси-9-O-метил-D-глицеро-D-галакто-нон-2-улозоновая кислота (Kdn9Me) и 3-O-ацетил-2-O-сульфат-D-глюкуроновой кислоты (D-GlcA2S3Ac). Установлена структура полисахаридной части ранее неизвестного углеводсодержащего биополимера: →4)-α-Kdnp9Me-(2→4)-α-D-GlcpA2S3Ac-(1→. DPS не проявляет цитотоксического действия и ингибирует образование колоний опухолевых клеток HT-29, MCF-7 и SK-MEL-5. Полученные результаты дают новые знания о видах и противоопухолевых свойствах сульфатированных полисахаридов и могут служить отправной точкой для дальнейших исследований механизмов противоопухолевого действия углеводсодержащих биополимеров из морских грамотрицательных бактерий.
Научное сотрудничество:
Исследования проводятся в сотрудничестве с Dalian Ocean University (г. Далянь, КНР), National Ilan University (г. Илань, Тайвань), Institute of Biological Chemistry (г. Тайбэй, Тайвань).