Структурні основи міжмолекулярного розпізнавання та комплексоутворення серинових протеїназ

4. Веревка С.В., Шулежко Л.А., Колодзейская М.В. Гидрофобные взаимодействия сериновых протеиназ с низкомолекулярными соединениями: роль S2'-участка в субстратной активации и во взаимодействии с серпинами // Укр.биохим.журн. 1991. 63, N5. С. 45-51.

5. Веревка С.В., Колодзейская М.В. Гидрофобные взаимодействия сериновых протеиназ с низкомолекулярными соединениями: частичное вытеснение субстратом эффектора из активированного фермента // Укр.биохим.журн. 1992. 64, N 5. С. 100-103.

6. Веревка С.В., Сытник А.И., Колодзейская М.В. О роли S2'-стимуляции сериновых протеиназ в регуляции протеолиза // Укр. биохим. журн. 1994. 66, N 6. С. 32-38.

7. Веревка С.В. О структурном подобии участков активационных расщеплений белков-предшественников реактивным центрам серпинов // Укр.биохим.журн. 1995. 67, N 5. С. 24-28.

8. Веревка С.В. Кинетические особенности S2'-стимуляции -химотрипсина // Укр.биохим.журн. 1996. 67, N 3. С. 36-41.

9. Kolodzeyska M.V, Verevka S.V. On the role of effectory site in serine proteinases hydrophobic chromatography // Укр.биохим.журн. 1996. 67, N 6. С. 87-93.

10. Verevka S.V. On the structure and function of effectory sites in serine proteinases // Comments on Molecular and Cellular Biophysics. 1997. 9, N 3. P. 153-165.

11. Verevka S.V. “Proteinase trace” in slow transmissible diseases? // Укр.биохим.журн. 1997. 69, N 5-6. С. 214-217.

12. Веревка С.В. Прионы и серпины: Структурные аналогии и их следствия. I. Протеиназо-транспортная гипотеза // Укр.биохим.журн. 1999. 71, N 5. С. 135-139.

13. Михайлик И.В., Веревка С.В. Структурные закономерности участков активационных расщеплений тромбиновых рецепторов // Укр.биохим.журн. 1999. 71, N 6. С. 111-112.

14. Веревка С.В. Прионы и серпины: Структурные аналогии и их следствия. II. О динамике прионовых заболеваний // Укр.биохим.журн. 2000. 72, N 6. С. 96-102.

15. Виноградова Р.П., Бердишев Г.Д., Верьовка С.В. Пріони. 1. Пріонні хвороби людей // Вісник Київського університету ім. Тараса Шевченка. 2000. 31. С. 4-6.

16. Verevka S.V. Prions and protein inhibitors of proteinases: structural analogies and their consequences. III. Additive risk factor in transgenic technologies // Укр.биохим.журн. 2001. 73, N 1. С. 153-154.

17. Verevka S.V., Miroshnichenko O.S. 1-X-3 Motif in inter-protein recognition: structures, widespreading and possible practical application // J.Mol.Recognit. 2001. 14, N 5. P. 315-318.

18. Веревка С.В. Прикладные аспекты прионовой проблемы: инфекционные свойства, нейродегенеративное действие и диагностика // Современные проблемы токсикологии. 2002. 1. С. 7-13.

19. Веревка С.В. К вопросу о молекулярных механизмах системной энзимотерапии // Укр.биохим.журн. 2002. 74, N 3. С. 126-132.

20. Verevka S.V. TSE and diabetes mellitus - two grins of the same evil? // Prions: New Research. N.Y.: Nova Science Publishers, 2006. P. 178-186.

21. Виноградова Р.П., Верьовка С.В. Інфекційні властивості пріонового білка // Вісник Київського університету ім. Тараса Шевченка. 2002. 36-37. С. 97-100.

22. Веревка С.В. Прионы и белковые ингибиторы протеиназ: структурные аналогии и их следствия. IV. О природе межвидового барьера прионовых заболеваний // Укр.біохім.журн. 2003. 75, N 1. С. 115-120.

23. Авилов С.В., Веревка С.В. Прикладные аспекты прионовой проблемы. II. Токсический запуск спонгиформных энцефалопатий // Современные проблемы токсикологии. 2003. 4. С. 35-38.

24. Виноградова Р.П., Верьовка С.В., Комісаренко С.В. Пріонові тривоги // Надзвичайна ситуація. 2002. N 7-8. С. 56-59.

25. Виноградова Р.П., Веревка С.В. Прионы, какие они есть // Doctor. 2002. 6. С. 90-92.

26. Виноградова Р.П., Бердишев Г.Д., Верьовка С.В. Біохімія та генетика пріонів, збудників губкоподібних енцефалопатій. Київ: Фітосоціоцентр, 2000. 56 с. Навчальний посібник.

27. Кудинов С.А., Колодзейская М.В., Веревка С.В., Носкова Н.Ю.,Эпштейн Л.М., Акулин В.Н. Способ получения трипсина / А.с.1370840 СССР, МКИ4 С12 N9/76.

28. Колодзейская М.В., Кудинов С.А., Веревка С.В., Носкова Н.Ю., Эпштейн Л.М., Акулин В.Н. Способ очистки протеолитического комплекса / А.с.1381986 СССР, МКИ4 А61К 37/48,37/54.

29. Веревка С.В., Кудинов С.А., Колодзейская М.В. Способ ингибирования сериновых протеиназ в белковой смеси / А.с. 1760762 СССР, МКИ4 С12 N 9/00,11/06.

30. Верьовка С.В., Петік А.В., Пясковська О.М. Спосіб одержання високомолекулярних інгібіторів серинових протеїназ антиметастатичної, протизапальної та антифібринолітичної дії // Патент України № 33677А від 15.02.2001. Бюлетень № 1 від 15.02.2001.

31. Верьовка С.В. Спосіб одержання препарату трипсин-подібних протеолітичних ферментів для внутрішньосудинного введення // Патент України № 38279А від 15.05.2001. Бюлетень № 4 від 2.11.2001.

32. Верьовка С.В. Спосіб очищення білкових розчинів від патогенної форми пріонового білка // Патент України № 47698А від 15.07.2002. Бюлетень № 7 від 15.07.2002.

33. Верьовка С.В. Спосіб експрес-визначення патогенної форми пріонового білка // Патент України № 47699А від 15.07.2002. Бюлетень № 7 від 15.07.2002.

34. Верьовка С.В., Волков Г.Л., Комісаренко С.В. Спосіб одержання препарату похідних хімотрипсин-трипсин-подібних ферментів для парентерального введення // Патент України № 50369А від 15.10.2002. Бюлетень № 10 від 15.10.2002.

35. Верьовка С.В., Волков Г.Л., Комісаренко С.В. Спосіб очистки білкових розчинів від домішки компонентів фібринолітичної системи та патогенної форми пріонового білка // Патент України № 50596А від 15.10.2002. Бюлетень № 10 від 15.17.2002.

36. Верьовка С.В., Волков Г.Л., Комісаренко С.В. Спосіб очистки білкових розчинів від домішки патогенної форми пріонового білка // Патент України № 47848А від 15.07.2002. Бюлетень № 7 від 15.07.2002.

37. Верьовка С.В., Волков Г.Л., Комісаренко С.В. Спосіб очистки білкових розчинів від домішки плазміногена, плазміну, тканинного активатора плазміногену та асоційованої з ними патогенної форми пріонового білка // Патент України № 47849А від 15.07.2002. Бюлетень № 7 від 15.07.2002.

38. Верьовка С.В. Спосіб перорального введення лікарських препаратів поліпептидної та білкової природи // Патент України № 66051А від 15.04.2004. Бюлетень № 4 від 15.04.2004.

39. Веревка С.В., Колодзейская М.В., Оксамитная Е.Г., Кудинов С.А. Нерастворимый ингибитор для нейтрализации протеолитических ферментов продуктов рыбной промышленности // Тезисы докладов всесоюзного семинара “Теория и практика регулирования качества соленой и копченой рыбной продукции”, Владивосток, 1989. С. 10.

40. Колодзейская М.В., Веревка С.В., Безпалько И.А. Взаимодействие сериновых протеиназ с низкомолекулярными соединениями // Всесоюзная конференция "Методы получения, анализа и применения ферментов", Юрмала, 10-14 декабря 1990 г., С. 90.

41. Веревка С.В., Безпалько И.А., Колодзейская М.В. Аффинно-хроматографическое исследование селективности субстрат-связывающих участков протеиназ мультиферментного комплекса из пилорическихпридатков лососевых рыб // Всесоюзное совещание "Биологически активные вещества гидробионтов новые лекарственно-профилактические и технические препараты", Владивосток, 23-27 сентября 1991 г., С. 12-13.

42. Верьовка С.В., Шулежко Л.А., Колодзейська М.В. Субстратна активація як вияв дії нативного механізму обмеження протеолізу // VI Український біохімічний з'їзд, Київ, 1992, ч.1, С. 112.

43. Verevka S.V. On effectory character of recognition by serine proteinases of functionally significant splittings // 2-nd Conference on Molecular Recognition (Pecs, Hungary, 1996), P. 35.

44. Веревка С.В., Колодзейская М.В. О функциональной роли эффекторного участка сериновых протеиназ // 3-я конференция биохимиков Узбекистона, Ташкент, 11-13 ноября 1996, С. 15.

45. Verevka S.V. On the crucial role of effectory site in the regulation of serine proteinases action // 17-th International Congress of Biochemistry and Molecular Biology., San-Francisco, USA, 25-29 August 1997. The FASEB Journal. 1997. 11, N 9. PN 3142, P. A1394.

46. Верьовка С.В., Колодзейська М.В. Ефекторна ділянка серинових протеїназ: локалізація, фізіологічні функції та прояви дії в штучних умовах // Тези VII Українського біохімічного з'їзду, Київ, 3-6 вересня 1997 р., Ч. 1, С. 76-77.

47. Verevka S.V., Petik A.V., Pyaskovskaya O.N., Vinnitsky V.B. Synthetic serine proteinase inhibitor as a novel antimetastatic agent // Interhospital 98 21 Deutscher Krankenhaustag, 12-15 May 1998, Hannover.

48. Verevka S.V., Miroshnichenko O.S. 1-X-3 Motif in inter-protein recognition // 3^rd International Conference on Molecular Recognition, 12-16 August 2000, Pecs, Hungary. P. 43.

49. Petik A.V., Pyaskovskaya O.N., Zadorozhnaya M.B., Verevka S.V. High-specific protein-protein interactions in pathogenesis and therapy of oncologic diseases // Ibid. P. 80.

50. Верьовка С.В. Структурне забезпечення регуляції дії серинових протеїназ та його практичне застосування // Матеріали VIII Українського біохімічного з'їзду, 1-3 жовтня 2002 р., Чернівці // Укр.біохім.журн. 2002. 74, N 4А (Додаток 1). С. 5.

51. Андріанов С.І., Петік А.В., Пясковська О.М., Горошнікова Т.В., Верьовка С.В. Активаторна активність комплексу трипсину та соєвого інгібітору трипсину // Матеріали VIII Українського біохімічного з'їзду, 1-3 жовтня 2002 р., Чернівці // Укр.біохім.журн. 2002. 74, N 4Б (Додаток 2). С. 17.

52. Сторчак Р.М., Верьовка С.В. Вивчення діючої складової препарату фібринолізин (Fibrinolysinum) // Тези доповіді Першої міжнародної конференції студентів та аспірантів „Молодь і поступ біології”, 11-14 квітня 2005 р., м.Львів, С. 21.

Анотація

Верьовка С.В. Структурні основи міжмолекулярного розпізнавання та комплексоутворення серинових протеїназ.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 02.00.10 - біоорганічна хімія. Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2006.

Дисертація присвячена дослідженню структурних засад міжбілкового розпізнавання та комплексоутворення, можливостей їх практичного застосування та функціональної ролі в перебізі числених фізіологічних та патогенних процесів. Створено та досліджено властивості групи нових афінно-хроматографічних сорбентів та інгібіторів протеїназ хімотрипсин-трипсинового ряду. Показано залежність зв'язуючих властивостей сорбентів від структури іммобілізованого ліганду, що створює передумови для розробки афінних сорбентів з наперед заданими властивостями. Вперше встановлено локалізацію та функціональну роль алостеричної ділянки активного центру серинових протеїназ, що відповідає S2'-положенню за номенклатурою Шехтера-Бергера. Перевірку ролі цієї ділянки проведено новим, не маючим аналогів, методом фермент-фіксованого зонду, за якого вміщення відповідної групи ліганду в досліджувану слабкозв'зуючу ділянку забезпечується фіксацією іншої групи сильнозв'язуючою ділянкою фермента. Показано невід'ємну участь ефекторної ділянки серинових протеїназ в процесах протеолітичної активації білкових проформ та обмеження надмірного протеолізу за рахунок комплексоутворення ферментів з білковими інгібіторами, наведено приклади її прояву за числених аномалій у дії серинових протеїназ. Вперше обгрунтовано положення про комплексну структуру підвищеної спорідненості до активного центру фермента, що складається з комплементарної зв'язуючій та ефекторній ділянкам пари відповідних за лігандною специфічністю та розміщених в оптимальній конформації амінокислотних залишків. На підставі отриманих даних сформульовано структурні вимоги та створено принципово новий інгібітор серинових протеїназ полімерного типу. Показано перспективність подібного напряму для розробки засобів терапії патологій, пов'язаних з дисбалансом активаційних та інгібіторних процесів. З'ясовані в роботі принципи структурних засад міжбілкового розпізнавання та комплексоутворення дозволили пояснити основні аномалії пріон-зумовлених захворювань, обгрунтувати їх механізм та місце серед фолдингових захворювань - великої групи патологій, зумовлених порушенням клітинного фолдингу білків. Запропоновано методичні підходи щодо очищення білків від домішки патогенної форми пріонового білка та його виявлення. Обговорюються фактори ризику, пов'язані з порушенням клітинного фолдингу білка.

Ключові слова: серинові протеїнази, міжбілкове розпізнавання, ефекторна регуляція, афінна хроматографія, пріони, фолдинг білка.

Аннотация

Веревка С.В. Структурные основы межмолекулярного распознавания и комплексообразования сериновых протеиназ.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальноси 02.00.10 - биоорганическая химия. Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины, 2006.

Диссертация посвящена исследованию структурных основ межбелкового распознавания и комплексообразования, возможностей их практического применения и функциональной роли в протекании многочисленных физиологических и патогенных процессов. Создана и исследована группа новых аффинно-хроматографических сорбентов и ингибиторов протеолитических ферментов химотрипсин-трипсинового ряда. Сравнительное исследование группы аффинных сорбентов с иммобилизванными низкомолекулярными лигандами гидрофобной природы позволило установить зависимость связывающих свойств сорбентов от структуры иммобилизованного лиганда, что создает предпосылки для разработки афинных сорбентов с изначально заданными свойствами. Обнаруженные зависимоси позволили предположить участие в процессе сорбции дополнительного, ранее неизвестного, участка и впервые провести его локализацию по месту расположения в активном центре фермента. Проверку роли этого участка проведено новым, не имеющим аналогов, методом фермент-фиксированного зонда, основанного на обеспечении взаимодействия соответствующей группы лиганда со слабосвязывающим участком фермента посредством фиксации другой группы лиганда сильносвязывающим участком фермента. Доказано сответствие данного участка аллостерическому участка активного центра сериновых протеиназ и его соответствие S2'-положению по номенклатуре Шехтера-Бергера. Показано неотъемлемое участие эффекторного участкам сериновых протеиназ в процессах активации белковых проформ и ограничении чрезмерного протеолиза посредством комплексообразования ферментов с белковыми ингибиторами, приведены примеры ее проявления в многочисленных аномалий в действии сериновых протеиназ как в искусственных, так и в физиологичесикх условиях. Впервые обосновано положение о комплексной структуре повышенного сродства к активному центру фермента, состоящей из комплементарной связывающему и эффекторному участкам фермента пары расположенных в оптимальной конформации аминокислотных остатков. На основании полученных данных сформулированы структурные требования и создан принципиально новый ингибитор сериновых протеиназ полимерного типа. Показана перспективность подобного направления для разработки средств терапии патологий, обусловленных дисбалансом активаторных и ингибиторных процессов. На основании полученных данных предложено объяснение молекулярных механизмов системной энзимотерапии. Установленные в работе принципы структурных основ межбелкового распознавания и компленсообразования позволили объяснить основные аномалии прион-обусловленных заболеваний, обосновать их механизм и место среди фолдинговых заболеваний - большой группы патологий, обусловленных нарушением клеточного фолдинга белков. Предложены методические подходы для очистки белков от примеси патогенной формы прионового белка и его обнаружения. Обсуждаются факторы риска, связанные с нарушением клеточного фолдинга белка.

Ключевые слова: сериновые протеиназы, межбелковое распознавание, эффекторная регуляция, аффинная хроматография, прионы, фолдинг белка.

Summary

Verevka S.V. Structural backgrounds of inter-molecular recognition and complex-formation of serine proteinases. A manuscript.

Dissertation for the doctor of biological science degree in speciality 02.00.10 - bioorganic chemistry. Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2006.

The thesis deals with the study of molecular basis of inter-protein complementarity and with attempts to model them. The presented data helps to clarify the mode of serine proteinases mediated physiologic and pathogenic processes and to propose some approaches for intervention into them. The group of affinity sorbents for purification of chymotrypsin-trypsin-like proteinases has been created and tested. The dependence of their affinity properties from immobilized ligands structure has been shown, that creates new possibility for the elaboration of the sorbents with beforehand set properties. The localization and functional roles of the allosteric site of serine proteinases have been identified first. The correspondence of this site to S2'-position of enzyme active center by Schechter-Berger nomenclature as well as it's integral role in the main stages of proteolysis regulation were substantiated. The testing of this substantiation has been executed by principally new method of an enzyme-fixed ligand. The supposition about the complex structure of the groups complementary to enzyme active site and their composition are formulated first. The integral role of the mechanisms estimated in the regulation of the main stages of proteolytic activation as well as in inhibition of the excessive proteolysis has been shown. On the basis of the data obtained the structure demands were formulated and on principle new polymer inhibitor of serine proteinases has been synthesized. The out-look of such an approach for creation of the therapeutics for numerous pathologies mediated by activating-inhibiting disbalance has been shown. Estimated principles of inter-protein recognition and complex-forming allowed to explain the main anomalies of prion-mediated pathologies as well as to ground their place in the line of folding diseases. Methodical approaches for detection of prion pathogen iso-form and its elimination from the protein mixtures were proposed. The risk factors created by disturbances in the cellular folding of proteins are discussed.

Key words: serine proteinases, inter-protein recognition, effectory regulation, affinity chromatography, prions, protein folding.

Размещено на Allbest.ru