ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Предлагаемый проект направлен на выявление неизвестных ранее молекулярных механизмов влияния разных типов гликирования на амилоидогенные превращения белков и регуляцию гликолиза, а также на изучение взаимосвязи гликирования белков при диабете с развитием амилоидозов и других патологий. Научная новизна проекта заключается в выяснении отличий в свойствах гликированных белков при образовании ранних продуктов гликирования и при их последующей модификации дикарбонильными соединениями, а также в изучении роли гликированных восстанавливающими сахарами белков в качестве источников дикарбонильных соединений. Новыми также являются запланированные исследования роли гликирования в регуляции гликолиза на стадии реакции гликолитической оксидоредукции, возможности блокирования шаперонов гликированными белками и особенностей взаимодействия гликированных амилоидогенных белков друг с другом, а также с белками и надмолекулярными структурами. Актуальность проекта, прежде всего, связана c особым значением гликирования белков при диабете, поскольку повышение уровня сахара вызывает различные осложнения, сопровождающие данное заболевание. Кроме того, гликирование белков может играть важную роль в возникновении и развитии нейродегенеративных заболеваний амилоидной природы. Следовательно, проведение планируемых исследований будет полезным для понимания механизмов развития таких социально значимых заболеваний как диабет, болезни Паркинсона и Альцгеймера и другие амилоидные патологии. Важная роль гликирования белков в развитии различных патологий в настоящее время не вызывает сомнений. Особую роль гликирование белков играет при диабете и нейродегенеративных заболеваниях амилоидной природы. Мы планируем изучить влияние разных типов гликирования (восстанавливающими сахарами и дикарбонильными соединениями, образующимися в ходе трансформации продуктов раннего гликирования) на белки и ферменты, играющие определяющую роль в двух процессах – развитии амилоидозов и регуляции гликолиза. Будет изучена роль гликирования глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы различными способами в ингибировании гликолиза. Особое внимание будет уделено накоплению «гликолитических альдегидов» из-за ингибирования реакции гликолитической оксидоредукции, поскольку повышение их концентрации должно усиливать инактивацию гликолитических ферментов. Описанный каскад реакций может приводить в конечном итоге к полному ингибированию гликолиза на стадии, катализируемой глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой. Будет проверена гипотеза о блокировании системы шаперонов гликированными «неправильно свернутыми» белками («misfolded proteins»), аналогично продемонстрированным нами ранее блокировании на примере окисленных денатурированных форм белков. Будет изучено влияние гликирования на амилоидную трансформацию индивидуальных белков (альфа-синуклеина и прионного белка) и их взаимодействие друг с другом, а также с другими белками и надмолекулярными структурами. Отдельный раздел проекта будет посвящен исследованию роли гликированных восстанавливающими сахарами белков (прежде всего, молочных казеинов) в качестве источников дикарбонильных соединений, модифицирующих различные белки и ферменты. На базе изучения указанных выше молекулярных механизмов влияния гликирования на индивидуальные белки и ферменты будет предпринята попытка понять причины возникновения осложнений диабета, в частности, развития амилоидных заболеваний и снижения фертильности спермы.
The proposed project aims to identify previously unknown molecular mechanisms of the effects of glycation on the conversion of amyloidogenic proteins and the regulation of glycolysis, as well as to investigate the relationship of protein glycation in diabetes with the development of amyloidoses and other pathologies. Scientific novelty of the project is to clarify the differences in the properties of early glycation protein products and their subsequent modification by dicarbonyl compounds, as well as to explore the role of proteins glycated by reducing sugars as sources of dicarbonyl compounds. The role of glycation in the regulation of glycolysis at the stage of glycolytic oxidoreduction as well as the possibility of blocking chaperones by glycated proteins and specific features of interaction of glycated amyloidogenic proteins with each other and with proteins and supramolecular structures have not been explored previously. The relevance of the project is primarily associated with a special role of the glycation of proteins in diabetes, as increased sugar levels cause various complications that accompany this disease. In addition, glycation of proteins may play an important role in the occurrence and development of neurodegenerative diseases of amyloid nature. For this reason, the planned research will be useful to understand the mechanisms of development of such socially significant diseases as diabetes, Parkinson's and Alzheimer's diseases and other amyloid pathologies. At the current time, the important role of protein glycation in the development of various pathologies is of no doubt. A special role the protein glycation plays in diabetes and neurodegenerative diseases of amyloid nature. We are planning to study the influence of different types of glycation (by reducing sugars and by dicarbonyl compounds generated during the transformation of early products of glycation) on proteins and enzymes that play a crucial role in two processes – the development of amyloidoses and the regulation of glycolysis. The role of different types of glycation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in the inhibition of glycolysis will be studied. Special attention will be paid to the accumulation of "glycolytic aldehydes" due to the inhibition of the glycolytic oxidoreduction, because the increase of their concentration should enhance the inactivation of glycolytic enzymes. The described cascade of reactions can lead ultimately to a complete inhibition of glycolysis at the stage catalyzed by glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. The hypothesis will be tested concerning the possibility of blocking the chaperone system by glycated “misfolded proteins", which was previously demonstrated in our earlier work for oxidized denatured forms of proteins. The effect of glycation on the amyloid transformation of the individual proteins (alpha-synuclein and prion protein) and their interaction with each other and with other proteins and supramolecular structures will be studied. A separate section will be devoted to the study of the role of proteins glycated by reducing sugars (primarily dairy caseins) as sources of dicarbonyl compounds, modifying various proteins and enzymes. The study of the described above molecular mechanisms of the influence of glycation on individual proteins and enzymes will help in understanding the causes of diabetes complications, in particular, the development of amyloid diseases and decreased fertility of sperm.
В конце первого года выполнения проекта планируется получить следующие результаты: 1. Будут получены в достаточных количествах препараты белков и ферментов, необходимых для проведения экспериментов, запланированных на первый год работы, а также для начала предварительных работ по последующей реализации проекта. Будут выделеные рекомбинантные глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа человека, альфа-синуклеин человека, прионный белок овец, шаперонин GroEL E.coli, молочный бета-казеин. 2. Будут наработаны специфические антитела против альфа-синуклеина человека и глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы человека. 3. Будут установлены аминокислотные остатки глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы человека, а также альфа-синуклеина человека, подвергающиеся гликированию восстанавливающими сахарами и дикарбонильными соединениями. 4. Будут определены количественные характеристики скорости образования дикарбонильных соединений белками, модифицированными восстанавливающими сахарами (на первом этапе – модифицированных молочных казеинов). 5. Будет установлена взаимосвязь между гликированием глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы восстанавливающими сахарами и дикарбонильными соединениями и активностью, стабильностью, а также склонностью к агрегации этого фермента. 6. Будут получены экспериментальные доказательства гипотезы об ингибировании гликолиза дикарбонильными соединениями, об участии глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы в данном ингибировании и о важном значении ингибирования фермента в накоплении глицеральдегид-3-фосфата. 7. Будут получены предварительные данные об изменении амилоидной трансформации альфа-синуклеина и прионного белка в результате их гликирования. 8. Будет разработан протокол для определения альфа-синуклеина и глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы в крови здоровых пациентов и больных диабетом 2 типа с помощью специфических антител к этим белкам. 9. Будут опубликованы 2 журнальные статьи в изданиях, включенных в системы цитирования Web of Science и/или Scopus, а также сделано 4 доклада на всероссийских и международных конференциях
Научный задел, созданный да первом этапе, заключается в выделении всех целевых белков, используемых в работе и в отработке методов гликирования и анализа гликированных белков.
редлагаемый проект направлен на выявление неизвестных ранее молекулярных механизмов влияния разных типов гликирования на амилоидогенные превращения белков и регуляцию гликолиза, а также на изучение взаимосвязи гликирования белков при диабете с развитием амилоидозов и других патологий. Научная новизна проекта заключается в выяснении отличий в свойствах гликированных белков при образовании ранних продуктов гликирования и при их последующей модификации дикарбонильными соединениями, а также в изучении роли гликированных восстанавливающими сахарами белков в качестве источников дикарбонильных соединений. Новыми также являются запланированные исследования роли гликирования в регуляции гликолиза на стадии реакции гликолитической оксидоредукции, возможности блокирования шаперонов гликированными белками и особенностей взаимодействия гликированных амилоидогенных белков друг с другом, а также с белками и надмолекулярными структурами. Актуальность проекта, прежде всего, связана c особым значением гликирования белков при диабете, поскольку повышение уровня сахара вызывает различные осложнения, сопровождающие данное заболевание. Кроме того, гликирование белков может играть важную роль в возникновении и развитии нейродегенеративных заболеваний амилоидной природы. Следовательно, проведение планируемых исследований будет полезным для понимания механизмов развития таких социально значимых заболеваний как диабет, болезни Паркинсона и Альцгеймера и другие амилоидные патологии. Важная роль гликирования белков в развитии различных патологий в настоящее время не вызывает сомнений. Особую роль гликирование белков играет при диабете и нейродегенеративных заболеваниях амилоидной природы. Мы планируем изучить влияние разных типов гликирования (восстанавливающими сахарами и дикарбонильными соединениями, образующимися в ходе трансформации продуктов раннего гликирования) на белки и ферменты, играющие определяющую роль в двух процессах – развитии амилоидозов и регуляции гликолиза. Будет изучена роль гликирования глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы различными способами в ингибировании гликолиза. Особое внимание будет уделено накоплению «гликолитических альдегидов» из-за ингибирования реакции гликолитической оксидоредукции, поскольку повышение их концентрации должно усиливать инактивацию гликолитических ферментов. Описанный каскад реакций может приводить в конечном итоге к полному ингибированию гликолиза на стадии, катализируемой глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой. Будет проверена гипотеза о блокировании системы шаперонов гликированными «неправильно свернутыми» белками («misfolded proteins»), аналогично продемонстрированным нами ранее блокировании на примере окисленных денатурированных форм белков. Будет изучено влияние гликирования на амилоидную трансформацию индивидуальных белков (альфа-синуклеина и прионного белка) и их взаимодействие друг с другом, а также с другими белками и надмолекулярными структурами. Отдельный раздел проекта будет посвящен исследованию роли гликированных восстанавливающими сахарами белков (прежде всего, молочных казеинов) в качестве источников дикарбонильных соединений, модифицирующих различные белки и ферменты. На базе изучения указанных выше молекулярных механизмов влияния гликирования на индивидуальные белки и ферменты будет предпринята попытка понять причины возникновения осложнений диабета, в частности, развития амилоидных заболеваний и снижения фертильности спермы.
грант РНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 апреля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Гликирование белков: механизмы индукции инактивации, денатурации и агрегации белков и взаимосвязь с развитием патологий |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Гликирование белков: механизмы индукции инактивации, денатурации и агрегации белков и взаимосвязь с развитием патологий |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Гликирование белков: механизмы индукции инактивации, денатурации и агрегации белков и взаимосвязь с развитием патологий |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".