ИСТИНА

Псевдоферменты, и в частности псевдопептидазы, представляют собой белки, являющиеся гомологами ферментов, но содержащие чаще всего замены аминокислотных остатков активного центра, что приводит к снижению или полному отсутствию каталитической активности. Псевдоферменты широко распространены и считается, что они встречаются во всех основных семействах пептидаз. Данных о функциях многочисленной группы псевдоферментов в настоящее время очень мало, и они касаются, в основном, их биоинформатической характеристики. Считается, что они могут принимать участие в регуляции своих активных гомологов, выступая в качестве белков-партнеров, участвовать в регуляции метаболических и сигнальных путей, часто ассоциированных с патологическими состояниями, что делает их потенциальными мишенями для разработки терапевтических агентов наряду с активными ферментами. В основном при изучении развития различных патологий внимание сосредоточено на активных участниках этих процессов. Переключение же внимания на неактивные гомологи является новым, перспективным, позволит понять многие регуляторные процессы и расширит возможности поиска новых лекарств.

Pseudoenzymes, and in particular pseudopeptidases, are proteins homologues to enzymes, but often contain substitutions of amino acid residues of the active center, which leads to a decrease or complete absence of catalytic activity. Pseudoenzymes are widely distributed and found in all major peptidase families. There are small data about the functions of a large group of pseudoenzymes, related mainly to their bioinformatic characteristics. They can participate in the regulation of their active homologs, acting as partner proteins, participate in the regulation of metabolic and signaling pathways, often associated with pathological conditions, which makes them potential targets for the development of therapeutic agents along with their active enzyme homologues. Basically, studying the development of various pathologies, attention is focused on the active participants in these processes. Switching attention to inactive homologs is new, promising, and will allow to understand many regulatory processes and expand the search for new drugs.

В ходе выполнения проекта будут проанализированы геномные и транскриптомные данные для насекомых тенебрионид: будет проведена сборка последовательностей SPH из семейства S1 химотрипсина по транскриптому T. molitor и поиск SPH в геноме T. castaneum, а также сравнение полученных наборов с имеющимися в наиболее полно охарактеризованных геномах насекомых (Drosophila melanogaster) и млекопитающих (Homo sapiens). Буден проведен филогенетический анализ найденных последовательностей. Для собранных предсказанных аминокислотных последовательностей будут проанализированы аминокислотные остатки активного центра, выявлены замены, результатом которых явилась потеря каталитической активности, оценен уровень экспрессии их мРНК в транскриптомах кишечников личинок обоих тенебрионид, а также в транскриптомах яйца, личинки, куколки и жука T. molitor.

За последние 5 лет руководитель проекта Терещенкова В.Ф. проводила работы по изучению протеолитических ферментов и их использованию для решения прикладных задач. Было проведено исследование пищеварительных пептидаз и организации пищеварительного протеолиза у насекомых с использованием биоинформатических, генно-инженерных и биохимических подходов. С использованием биоинформатических методов впервые был проведен анализ последовательностей пролин-специфичных пептидаз (PSP) в геноме T. castaneum и транскриптомах кишечников личинок T. castaneum и T. molitor. Оценен уровень экспрессии мРНК этих пептидаз, на основании которого в совокупности с данными о биохимической локализации сделано предположение о пищеварительной роли некоторых из них (Терещенкова и др. 2016. Acta Naturae, Спецвыпуск, том 1, с. 212). Выделена и идентифицирована масс- спектрометрически пищеварительная PSP T. molitor с высоким уровнем экспрессии – дипептидилпептидаза 4 (DPP 4). Изучены физико-химические и энзиматические свойства DPP 4 T. molitor: влияние рН на активность и стабильность фермента, сравнительное изучение субстратной специфичности ферментов насекомого и человека по специфическим хромогенным субстратам, анализ влияния специфических ингибиторов дипротинов А и Б, вилдаглиптина и ситаглиптина (Tereshchenkova et al., 2016. Insect Biochem. Mol. Biol. 76: 38-48). Изучены свойства второй высоко экспрессируемой PSP T. molitor – пролидазы (Tereshchenkova et al., 2017. Arch Insect Biochem Physiol. 2017, 95(4): e21395). Впервые в экспрессионной системе Pichia pastoris получен активный препарат рекомбинантной DPP 4 T. molitor (Терещенкова и др. 2019. Прикл. биохим. микробиол, 55(3): 231-236). Проводилось изучение протеолиза главных запасных белков семян пшеницы – глиадинов, и их иммуногенных пептидов с использованием индивидуального препарата DPP 4 T. molitor, а также в комплексе с другими пищеварительными пептидазами (Tereshchenkova et al., 2018. FEBS open bio, 8(S1): 216).