ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Проект направлен на поиск новых соединений, пригодных для создания лекарственных и профилактических средств против нейродегенеративных заболеваний амилоидной природы. Основными объектами исследования будут прионы, бета-амилоидный пептид 1-42, белок хатингтин и полиглутаминовые пептиды, ответственные за развитие прионовых заболеваний, болезней Альцгеймера и Гетингтона. Так как наибольшей нейротоксичностью и инфекционностью (в случае прионов) обладают именно олигомерные формы этих белков и пептидов, то нами будет проведен как отбор соединений, препятствующих патологической трансформации и олигомеризации амилоидных белков и пептидов, так и поиск специфических веществ, стимулирующих аморфную агрегацию таких белков. На первом этапе будут созданы полноатомные модели амилоидогенных белков и пептидов с помощью пакетов программ AmberTools и Amber и выявлены структурные элементы, ответственные за амилоидогенную трансформацию, с целью последующего моделирования их взаимодействия с низкомолекулярными лигандами. Затем будет проведен высокопроизводительный скриниг (с использованием программы Lead Finder и скриптов структурной фильтрации) баз химических соединений для поиска специфических лигандов, взаимодействующих с выявленными структурными элементам, а также соединений, стимулирующих аморфную агрегацию. После экспериментальной проверки связывания отобранных соединений с амилоидными белками, а также изучения их влияния на олигомеризацию и агрегацию этих белков и пептидов различными физико-химическими методами, будет проведено изучение цитотоксичности наиболее эффективных лигандов на клеточных моделях. После исследования влияния двух классов соединений на процессы олигомеризации и агрегации амилоидогенных белков на клеточных моделях будет проведен выбор наиболее перспективных соединений, пригодных для последующего исследования на животных моделях амилоидных нейродегенеративных заболеваний, с целью создания новых средств профилактики и лечения болезней Альцгеймера и Гетингтона, а также заболеваний прионовой природы.
С целью поиска новых соединений, пригодных для создания лекарственных и профилактических средств против нейродегенеративных заболеваний амилоидной природы было проведено молекулярное моделирование амилоидных белков и пептидов и разработаны методические подходы для поиска, скрининга и тестирования соединений, препятствующих патологической трансформации этих белков. Были изучены особенности агрегации модельных систем, содержащих белки и полианионы разной степени гидрофобности и различного размера, и разработаны физико-химические подходы для изучения молекулярных механизмов этих процессов. Было показано, что наибольшая прочность взаимодействия белков с полианионами наблюдается для гидрофобных полимеров, содержащих сульфогруппы (по сравнению с гидрофильными и фосфорилированными полимерами). Эти наблюдения указывают, что амилоидогенность белков может быть связана с характерным для них сульфатированием и это обстоятельство необходимо учитывать при проведении экспериментов с рекомбинантными белками, которые часто подвергаются посттрансляционными модификациям, которые не характерны для нативным белков. Разработанная нами модельная система может быть использована для первичного скринига антиденатурантов, поскольку не требует использования труднодоступных прионов и других амилоидогенных белков. Были созданы полноатомные модели прионов из разных источников (приона человека и овечьего приона) и бета-амилоидного пептида 1-42, а также и участка последовательности хантингтина, содержащего полиглутаминовые повторы. Выявление структурных элементов, ответственных за амилоидогенную трансформацию, позволило провести моделирование взаимодействия амилоидогенных белков или их участков с низкомолекулярными лигандами. Предложены способы молекулярного моделирования амилоидогенной трансформации прионов и бета-амилоидного пептида. Проведен отбор ряда низкомолекулярных соединений, обладающих профилактическим или лечебным действием без установленного механизма в отношении амилоидных нейродегенеративных заболеваний, наиболее перспективных для последующего виртуального и экспериментального исследования. Экспериментальное исследование эффективности ингибирования амилоидной агрегации для двух различных участков связывания с прионом было проведено более чем для десяти отобранных соединений. Наиболее интересные соединения были исследованы на цитотоксичность для клеток нейробластомы, было показано, что предложенные соединения не влияют на выживаемость клеток вплоть до концентрации 1 мМ. Влияние ингибиторов на процессы образования токсичных промежуточных олигомеров и фибрилл было исследовано с помощью ряда физико-химических методов, включая динамическое лазерное светорассеяние, круговой дихроизм, устойчивость к расщеплению протеиназой К, калориметрические методы, изменение флуоресценции тиофлавина Т и поглощения красителя Конго Красного. Наиболее перспективными из предложенных соединений оказались лиганды, связывающиеся с сайтом связывания куркумина. На основе анализа эффективности соединений, являющихся аналогами разных форм куркумина было показано, что предложенная расчетная модель связывания куркумина хорошо согласуется с экспериментальными данными. На основании результатов, полученных при выполнении проекта, было предложено несколько наиболее перспективных соединений, пригодных для последующего исследования на животных моделях амилоидных нейродегенеративных заболеваний, с целью создания новых средств профилактики и лечения болезней Альцгеймера и Гентингтона, а также заболеваний прионовой природы. Одним из таких перспективных соединений является 3,4-диметоксикоричная кислота, которая обладает сопоставимым с куркумином эффектом, но значительно лучше растворима в воде.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 7 августа 2012 г.-31 декабря 2013 г. | Поиск соединений, изменяющих амилоидогенную трансформацию белков, вызывающих нейродегенеративные заболевания, с помощью методов молекулярного моделирования и экспериментальных подходов |
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".