RNP-group
September 10, 2009
Конец уходящего тысячелетия был отмечен расшифровкой тонкой структуры бактериальных рибосом, но сам процесс сборки рибосомы (молекулярного робота, синтезирующего белки ) до сих пор не ясен. Белки S4, S7 инициируют сборку малой субчастицы рибосомы. Изучение комплекса индивидуального S7 с 16S рРНКособенно интересно. Мы изучаем комплексообразование данного белка с небольшим фрагментом, который, узнается S7.
1. Создание бактериальных супер-продуцентов белков.
2. Изучение термодинамики нуклеиново-белкового узнавания.
3. Развитие методов комбинаторной химии нуклеиновых кислот для создания аптамеров.
4. Получение ДНК/РНК аптамеров к различным белкам, интересным с точки зрения практической медицины.
5. Исследование основ механизма действия антибиотика тетрациклина.
6. Биомоделирование - молекулярная динамика биологических макромолекул и их комплексов.
Тромбин - это многофункциональная сериновая протеиназа, которая играет ключевую роль в свертывании крови. Рентгеноструктурный анализ альфа-тромбина человека и родственных белков выявил три активные функциональные области этого белка: каталитический центр, фибриноген-связывающий район и гепарин-связывающий район. С помощью SELEX получены ДНК-аптамеры, взаимодействующие с фибриноген-связывающей областью белка.
Для получения больших количеств белков S7 их гены были выделены и клонированы в бактерию - кишечную палочку (E. coli). Были получены суперпродуценты белков S7 из E.coli, из Thermus thermophilus) и рассмотрены их молекулярные структуры на основе данных рентгеноструктурного анализа.
В 1990 году был разработан метод, позволяющий выделять целевые молекулы нуклеиновых кислот, из большого набора (более 1015) индивидуальных молекул, называемого комбинаторной библиотекой. Этот метод получил название SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential еnrichment). Целевые продукты селекции, молекулы ДНК или РНК, получили название аптамеров. Они имеют сложную трехмерную структуру, которая позволяет узнавать и специфически связывать различные молекулы. Сложнейший процесс биосинтеза известных всем молекулярных "узнающих элементов" - белковых антител, который создала природа в течение длительной эволюции, теперь удается моделировать in vitro (в пробирке): отбирать и синтезировать принципиально новые "узнающие элементы" на основе нуклеиновых кислот.
Были получены аптамеры и к другому важному для медицины белку - интерлейкину-6, увеличение концентрации которого в крови, ведет к тяжелому онкологическому заболеванию - множественной миеломе. Ведутся опыты по ингибирующему действию аптамеров на культуру раковых клеток, что позволит заблокировать передачу сигнала интерлейкина-6 и остановить бесконтрольный рост таких клеток.
Основное достоинство SELEX по сравнению с традиционными иммунологическими методами в том, что он обладает высоким технологическим потенциалом. Яркий пример практического использования аптамеров - это объявленное недавно американской компанией проведение предклинических испытаний первого реального медицинского препарата на основе аптамеров.
Интересным является тот факт, что эти белки являются репрессорами, т.е. они регулируют собственный синтез в клетке, узнавая специальные участки матричной РНК (мРНК). мРНК для этих белков называется стрептомициновой мРНК, потому что мутации по этой мРНК приводят к тому, что бактерии (в том числе и болезнетворные: чумы, туберкулеза, вызывающие язву желудка, бациллы и т.д.) становятся устойчивыми к действию стрептомицина - этого очень популярного антибиотика, широко использующегося для борьбы с микробной инфекцией.
© 2004
