Category Archives: Uncategorized
Лауреат нобелівської премії Ервін Шредінгер: фізик, філософ і хрещений батько молекулярної біології та генетики
Т. В. Данилова1*, С. В. Комісаренко2
1Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ;
*e-mail: danilova_tv@ukr.net;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: svk@biochem.kiev.ua
Отримано: 11 березня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
Блискуча книга «Що таке життя? Фізичний аспект живої клітини» відомого австрійського фізика – лауреата Нобелівської премії Ервіна Шредінгера стала вдалою спробою усунути розрив між фізикою та біологією. Філософська думка одного з основоположників квантової механіки надихнула його розглянути загадку життя крізь призму квантової фізики. Видатний фізик зосередився на термодинаміці живих організмів та природі спадковості. Шредінгер ввів поняття негативної ентропії, запропонував ідею генетичного коду і стверджував, що генетичний матеріал повинен мати неповторну молекулярну структуру. Він розглядав молекулу як тверде тіло – аперіодичний кристал, який утворює спадкову речовину. Незважаючи на те, що книга спричинила різні інтерпретації, а ідеї, викладені в ній, були відкориговані пізнішими науковими розробками, саме Шредінгер проклав шлях для майбутніх дослідників генів: його книга надихнула наступне покоління вчених віднайти секретний код життя. Його видатний твір і досі залишається одним із найглибших вступів до предмету і зумовлює нові питання. Геній Шредінгера змінює наш погляд на природу та сутність життя, створюючи стартовий майданчик для нової трансдисциплінарної парадигми, яка може сприяти розробці єдиної теорії всього в дусі філософії Шредінгера.
20 років тому завершилися «перегони» секвенування геному людини
М. В. Григор’єва, С. В. Комісаренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: mvgrigorieva@biochem.kiev.ua
Отримано: 25 червня 2020; Затверджено: 18 липня 2020
Люди від молекул
В пам’ять професора Рассела Дуліттла, професора Едуарда Луговського
та їхньої дружби, що пережила обох
В. О. Чернишенко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: bio.cherv@gmail.com
Отримано: 02 липня 2020; Затверджено: 21 липня 2020
Пригадуючи Едуарда Луговського та Рассела Дуліттла ми наводимо декілька епізодів їхнього життя та праці. Рассел Дуліттл, американський біохімік, та його друг і колега український вчений Едуард Луговськой, вивчали структуру та функції фібриногену і, нарешті, об’єднали свої зусилля у виявленні нового механізму міжмолекулярної взаємодії молекул фібрину через суперспіральні регіони. Результати їхньої спільної роботи та обговорень було викладено в статті «Bβ125-135 ділянка молекули фібрину бере участь у латеральній асоціації протофібрил». Суттєва частина статті присвячена поезії Едуарда Луговського, яка надихала обох учених на працю та життя. Тут ми наводимо спогади про їхню співпрацю, їхні листи, надіслані один одному, фрагменти рукописів та спільну фотографію Рассела Дулітла та Едуарда Луговського.
Терапія варфарином у пацієнтів з ішемічною хворобою серця та фібриляцією передсердь: лікарські взаємодії та генетична чутливість до варфарину
О. А. Панібратюк, О. О. Яковлева
Вінницький національний медичний університет ім. М. І. Пирогова, Україна;
e-mail: olaynauka@gmail.com
Отримано: 26 лютого 2020; Затверджено: 30 червня 2020
У даному дослідженні вивчався вплив різних факторів на ефективність та безпеку фармакотерапії варфарином. Особливий акцент було зроблено на взаємодію лікарських засобів при стандартизованому лікуванні пацієнтів з ішемічною хворобою серця та фібриляцією передсердь. Оскільки призначення таких препаратів як дигоксину та статинів на тлі варфарину призводить до збільшення в крові всіх трьох препаратів (взаємодіють між собою на рівні Р – глікопротеїну), а варфарин має вузьке терапевтичне вікно – підвищуються ризики геморагічних ускладнень. Вперше у пацієнтів Подільського регіону України визначався генетичний поліморфізм CYP2C9, наявність мутантних алелей якого асоціюється з повільним виведенням антикоагулянту з крові та можливим ризиком кровотеч. За умови перебування на цільових значенннях Міжнародного нормалізованого відношення (МНВ) понад 60% часу, для безпечної фармакотерапії, пацієнтам призначалися достовірно різні дози варфарину у групах: у групі з наявністю дигоксину доза варфарину становила 3,36 ± 0,28 мг проти 4,30 ± 0,21 мг у групі без дигоксину (Р = 0,006); у групі з наявною мутацією цитохрому доза – 3,08 ± 0,25 мг проти 4,15 ± 0,22 у групі пацієнтів без мутації (Р = 0,008). Крім того, у пацієнтів з генетичним поліморфізмом ензимів детоксикації, спостерігалася достовірно більша кількість кровотеч (легких та клінічно значимих, кровотеч у критичний орган), проте серед цих пацієнтів, кровотечі виникали на рівні МНВ від 2,6 (у разі рекомендованого МНВ європейським товариством кардіологів для пацієнтів із фібриляцією на рівні від 2,0–3,0). Тому пацієнти з генетичними мутаціями потребують персоналізованого підходу та контролю МНВ в більш безпечному діапазоні (від 2,0 до 2,5) та врахування взаємодії між лікарськими засобами.
D-димер як потенційний предиктор розвитку тромбоемболічних та кардіоваскулярних ускладнень у хворих на хронічну хворобу нирок
І. С. Михалойко1*, І. О. Дудар2, І. Я. Михалойко1, О. Я. Михалойко1
1ДВНЗ «Івано-Франківський національний медичний університет», Україна;
2ДУ «Інститут нефрології НАМН України», Київ;
*e-mail: iralisn@gmail.com
Отримано: 13 лютого 2020; Затверджено: 30 червня 2020
Метою дослідження було оцінити зв’язок між рівнями D-димерів та різними біомаркерами ниркових захворювань для виявлення взаємозв’язку між гіперкоагуляцією та хронічною хворобою нирок (ХХН). Для вирішення поставленої мети нами було проведено одномоментне проспективне обсерваційне дослідження із залученням 140 пацієнтів із ХХН, які перебували на стаціонарному лікуванні в Івано-Франківській обласній клінічній лікарні протягом 2018-2019 років, з них 100 (71,4%) хворих на гломерулонефрит і 40 (28,6%) на діабетичну нефропатію. Під час дослідження проведено стандартне обстеження хворих загальноклінічними, біохімічними та інструментальними методами. D-димер визначали кількісно за допомогою імуноензимного аналізу з використанням набору реагентів Getein Biotech (Китай). Всіх пацієнтів було поділено на дві групи за рівнем D-димерів: нормальний рівень D-димерів (< 0,5 мг/л) і високий рівень D-димерів (≥ 0,5 мг/л). Підвищений рівень D-димерів асоціюється з підвищеним віком хворих, зниженням швидкості клубочкової фільтрації, зниженим рівнем альбуміну крові, підвищеною добовою екскрецією протеїну та тенденцією до розвитку тромбоемболічних ускладнень, які виникли у хворих протягом року спостереження. Зроблено висновок, що D-димер є біологічним маркером, який здатен виявляти гіперкоагуляцію на ранній доклінічній стадії у хворих на ХХН, визначити пацієнтів із підвищеним ризиком кардіоваскулярних і тромбоемболічних подій, сприяти якнайшвидшому застосуванню в них антиагрегантної і антикоагулянтної терапії і, як наслідок, зменшувати смертність.
Нове моноклональне антитіло до αC-регіона фібрин(оген)у для визначення ранніх форм розчинного фібрину
Н. Е. Луговська1, І. М. Колеснікова1, Є. М. Стогній1, В. О. Чернишенко1*,
А. В. Ребрієв1, О. П. Костюченко1, Г. К. Гоголінська1, Н. А. Дзюблюк2,
Л. Д. Варбанець2, Т. М. Платонова1, С. В. Комісаренко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ.
*e-mail: bio.cherv@gmail.com
Отримано: 08 травня 2020; Затверджено: 30 червня 2020
Одержання нових моноклональних антитіл (mAbs) до фібрин(оген)у та його фрагментів є важливим для вивчення механізмів утворення тромбу, пошуку нових антитромботичних агентів та створення імунодіагностикумів. Метою даної роботи було одержати та охарактеризувати нове mAb до αС-регіона молекули фібрин(oген)у людини. Наявність mAb до цієї гнучкої частини молекули фібрин(oген)у дозволить вивчити роль її αС-регіона в процесі полімеризації фібрину, а також розробити імунодіагностичний підхід для виявлення найбільш ранніх форм розчинного фібрину за допомогою бісайтового імуноензимного аналізу. Використовуючи гібридомну технологію, ми одержали mAb 1-5A до αC-регіону молекули фібрин(оген)у. Його було охарактеризовано із використанням декількох варіантів імуноензимного аналізу та вестернблот-аналізу. Застосування специфічних протеїназ разом із MALDI-TOF аналізом дозволило нам локалізувати його епітоп у фрагменті 537-595 Aα-ланцюга молекули фібрин(oген)у. МАb 1-5А може бути використано як детектуюче tag-антитіло в бісайтовому імуноензимному аналізі для кількісного визначення ранніх форм розчинного фібрину, які ще не піддалися розщепленню плазміном і зберігають С-кінцеві ділянки своїх αC-регіонів. Наявність таких ранніх форм розчинного фібрину в кровотоці є прямим свідченням активації системи зсідання крові, генерування тромбіну та небезпеки утворення внутрішньосудинних тромбів. Їх визначення дасть додаткову більш точну інформацію про стан системи зсідання крові та ризик тромбоутворення, що дуже важливо для своєчасного та правильного підбору адекватної антитромботичної терапії. MAb 1-5A ефективно зв’язує αC-вмісні молекули фібриногену й фібрину в плазмі крові та може бути використане для вивчення протеїно-протеїнових та протеїно-клітинних взаємодій αC-регіонів фібрин(оген)у.
Ідентифікація ділянки зв’язування крингла 5 плазміногену в α-ланцюзі D-регіона фібрин(оген)у
Л. Г. Капустяненко, Т. В. Гриненко, А. В. Ребрієв,
О. І. Юсова, А. О. Тихомиров
Інcтитут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: kapustyanenko@biochem.kiev.ua
Отримано: 17 травня 2020; Затверджено: 30 червня 2020
Взаємодія Glu-плазміногену з фібрином, опосередкована п’ятим кринглом молекули зимогену, є тригером його активації та ініціації фібринолізу, однак, сайт зв’язування крингла 5 на фібрині залишається невизначеним. Метою роботи було ідентифікувати ділянку в D-фрагменті молекули фібрин(оген)у, що містить сайт, комплементарний лізин-зв’язувальному сайту крингла 5. У роботі досліджено взаємодію крингла 5 плазміногену з поліпептидними ланцюгами D-фрагментів фібрину та бромціанових фрагментів FCB-2 та t-NDSK. Показано, що крингл 5 специфічно зв’язується з α- і γ-ланцюгами D-фрагмента та α-ланцюгом FCB-2. Одержано триптичні пептиди α-ланцюга D-фрагмента, які розділено за їх афінністю до іммобілізованого крингла 5, та мас-спектри всіх досліджуваних пептидів. Встановлено, що критичними амінокислотними залишками α-ланцюга D-фрагмента, що забезпечують взаємодію з кринглом 5, є α171Arg та/або α176Lys. Показано, що сайт зв’язування Glu-плазміногену, комплементарний лізин-зв’язувальному сайту крингла 5, міститься в межах послідовності Аα168Ala−183Lys, яка розташована у слабкоструктурованій петлі між двома суперспіральними ділянками α-ланцюга D-регіона молекули фібрин(оген)у.
Bβ125-135 ділянка молекули фібрину бере участь у латеральній асоціації протофібрил
Е. Луговськой1 , М. Пидюра2, Є. Макогоненко1*, Л. Урвант1,
П. Гриценко1, І. Колеснікова1, Н. Луговська1, С. Комісаренко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Київ;
*e-mail: ymakogonenko@gmail.com
Отримано: 19 травня 2020; Затверджено: 30 червня 2020
Раніше ми показали, що в процесі перетворення фібриногену людини у фібрин на фрагменті Bβ119-133, який розташований у шарнірний ділянці молекули, експонується неоантигенна детермінанта. Фібринспецифічне mAb FnI-3c та його Fab-фрагмент, епітоп для яких знаходиться в цьому фрагменті, гальмують латеральну асоціацію протофібрил. Ми припустили, що епітоп співпадає із сайтом, який бере участь у цьому процесі. У цій роботі ми більш точно визначили розташування епітопу для mAb FnI-3c у молекулі фібрину та встановили його роль у функціонуванні шарнірного локусу молекули. Було виявлено, що mAb FnI-3c зв’язується з фібрином людини, коня та кроля, які мають лізин у положенні, що відповідає такому BβK130 фібрину людини, але відсутній у фібрині бика та щура, у яких в цьому положенні є інші амінокислотні залишки, що вказує на те, що залишок BβK130 є невід’ємною складовою епітопу. Цей факт, дані гомології та структурно-біологічний аналіз амінокислотних послідовностей навколо BβK130 свідчать про те, що досліджуваний сайт локалізований у межах Bβ125-135 молекули фібрину. Синтетичні пептиди Bβ125-135 та Bβ121-138, на відміну від їхніх неупорядкованих аналогів, зв’язуються з FnI-3c в ППР аналізі. Обидва пептиди на відміну від їхніх неупорядкованих версій, інгібували латеральну асоціацію протофібрил. Епітоп mAb FnI-3c експонується після відщеплення фібринопептиду А та утворення мономеру desA фібрину. Структурний біологічний аналіз переходу фібриногену у фібрин показав чітке підвищення рухливості в шарнірному локусі. Ми вважаємо, що така структурна перебудова в шарнірних областях фібрину спричинює формування конформації молекули, яка необхідна для латеральної асоціації протофібрил фібрину.
Структура і функції BβN-доменів фібриногену
Л. Медвідь*, С. Яковлев
Center for Vascular and Inflammatory Diseases and Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Maryland School of Medicine, Baltimore, MD, USA;
*e-mail: Lmedved@som.umaryland.edu
Отримано: 17 травня 2020; Затверджено: 30 червня 2020
Фібриноген – поліфункціональний протеїн плазми крові, що бере участь в різних фізіологічних і патологічних процесах шляхом взаємодії своїх численних доменів із різними лігандами і клітинними рецепторами. Серед доменів фібриногену, два BβN-домени утворені N-кінцевими ділянками двох Bβ-ланцюгів, що включають амінокислотні залишки Bβ1-64. Хоча сталого уявлення про їхню конформацію немає, а експерименти з рекомбінантним димерним (Bβ1-66)2 фрагментом, який відповідає парі цих доменів, не виявили у ньому впорядкованої структури, деякі дані дозволяють припустити, що ці домени у нативній молекулі можуть бути простoрово впорядковані. Проте, їхні основні функціональні властивості вивчено досить добре. Відщеплення фібринопептидів B (амінокислотні послідовності Bβ1-14) від цих доменів у разі перетворення фібриногену у фібрин призводить до експозиції численних сайтів зв’язування у βN-доменах фібрину (послідовність β15-64). Ці сайти забезпечують взаємодію βN-доменів із різними протеїнами і клітинами, що обумовлює їхню участь у різних процесах, зокрема у самоскладанні фібрину, фібрин-залежному ангіогенезі, а також у фібрин-залежній трансміграції лейкоцитів у процесі запалення. Метою цього огляду є узагальнення сучасного уявлення про структуру та функції цих доменів фібриногену і фібрину та їхньої функціональної ролі.