ИСТИНА

Предотвращение образования белковых агрегатов, а также разрушение уже сформированных агрегатов является актуальной проблемой биологии и медицины. Известно, что при гиперэкспрессии рекомбинантных белков в клетках прокариот синтезируемый белок часто откладывается в виде нерастворимых телец включения в неактивной форме. Существующие методы разрушения телец включения, к сожалению, недостаточно эффективны и требуют индивидуального подхода к каждому рекомбинантному белку. Целью проекта является разработка подходов для разрушения как аморфных, так и амилоидных агрегатов белка с помощью различных полиэлектролитов. В процессе реализации проекта нами будет исследовано влияние отрицательно и положительно заряженных полиэлектролитов на разные типы белковых агрегатов, а также роль гидрофобности, химической природы, размеров и плотности зарядов используемых полиэлектролитов в их дезагрегирующем действии. Будет экспериментально проверена гипотеза, согласно которой с помощью комбинации из двух противоположно заряженных полиэлектролитов можно будет не только растворять белковые агрегаты, но и переводить полипептидные цепи в раствор в пульсирующем режиме. Такой подход может помочь правильному сворачиванию белков в нативное состояние и предотвратить их повторную агрегацию. На основе полученных результатов предполагается разработать оптимальные подходы к растворению телец включения.

Было изучено влияние различных полиэлектролитов на тепловую агрегацию белков на примере глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы. Впервые показано, что полифосфаты менее прочно взаимодействуют с белком, чем полисульфоанионы, и вследствие этого не оказывают, в отличие от полисульфоанионов, денатурирующего воздействия на его структуру. Тем не менее, они оказались способны практически полностью подавлять белковую агрегацию (хотя и менее эффективно, чем сульфосодержащие полианионы). Детально исследован механизм взаимодействия полианионов с белком. Изучена возможность растворения уже сформированных агрегатов различных типов с помощью синтетических полиэлектролитов. Показано, что полисульфоанионы эффективно растворяют как аморфные, так и амилоидные тельца включения, а также агрегаты, образующиеся в результате тепловой денатурации глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, причем для достижения желаемого эффекта требуются малые (по сравнению с хаотропными агентами) концентрации полианионов. Предложенный способ позволил не только растворить агрегаты овечьего прионного белка, но и снизить содержание в них амилоидных структур. В случае агрегатов, образованных в результате термоиндуцированной денатурации, удалось добиться не только растворения, но и значительного восстановления активности фермента. Изучено влияние степени полимеризации полианиона и его гидрофильности на эффективность растворения агрегатов.