Исследование механизмов преобразования энергии в мембранных системах, связанных с циклическим переносом ионов водорода и натрия ферментами электрон-транспортных цепей, механизмов продукции активных форм кислорода и их роли в физиологии клеткиНИР

Investigation of the mechanisms of energy transformation in membrane systems, resulting from the cyclic transfer of hydrogen ions and sodium enzymes of electron-transport chains, mechanisms of production of reactive oxygen species and their role in cell physiology

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Исследование механизмов преобразования энергии в мембранных системах, связанное с циклическим переносом ионов водорода и натрия ферментами электрон-транспортных цепей, механизмов продукции активных форм кислорода и их роли в физиологии клетки
Результаты этапа: В 2019 году активно разрабатывался новый митохондриально-направленный краситель MitoCLox для детекции перекисного окисления митохондриальной мембраны. Были проведены исследования на липосомах, митохондриям и культурах клеток. Было проведено исследование развития острого повреждения почек и гибели животных в модели сочетанной травмы при ишемии/реперфузии почки на фоне системного введения митохондрий. Показано, что внутрибрюшинное введение митохондрий вызывает появление в периферической крови митохондриальной ДНК, что может активировать клетки врожденного иммунитета, вызывая нейтрофилез и лейкоцитоз. При введении митохондрий, как и при ишемии/реперфузии почки, наблюдаются провоспалительные изменения, в первую очередь лейкоцитоз и гранулоцитоз. Сочетание ишемии/реперфузии с введением митохондрий вызывает резкое увеличение гибели животных, что может указывать на связь активации TLR-сигнализации и высокой смертности пациентов при сочетанных травмах и полиорганной недостаточности в условиях реанимационных отделений. Лечение митохондриально-адресованным антиоксидантом приводило к увеличению выживания животных, что предполагает участие митохондриальных активных форм кислорода в развитии системного воспалительного ответа и гибели организма при острой почечной недостаточности. Проведено исследование важности различных консервативных аминокислотных остатков NqrC для его флавинилирования. Механизм ApbE-зависимого флавинилирования на настоящий момент неизвестен. На первом этапе флавинилирования субстраты реакции, FAD и белок-мишень, связываются с ApbE. Дальнейшее развитие событий может заключаться в образовании фосфоэфирной связи между Thr(Ser) и остатком FMN с дальнейшим переносом этого остатка из центра связывания флавина в ApbE во флавин-связывающий центр NqrC. Альтернативное развитие событий может состоять в переносе FMN-части молкулы FAD из ApbE во флавин-связывающий центр NqrC с последующим разрывом фосфоангидридной связи в FAD и образованием фосфоэфирной связи между остатком FMN и Thr(Ser). Для проверки этих альтернативных гипотез были сконструированы варианты NqrC с заменой аминокислотных остатков, участвующих в связывании изоаллоксазинового кольца FMN (Leu180Asp и Thr231Ala). Показано, что проведенные мутации приводят к существенному изменению спектра поглощения вариантов NqrC, свидетельствующему о том, что изоаллоксазиновое кольцо FMN в этих мутантных формах не связано с белком и экспонировано в водную фазу. В то же время мутантные варианты NqrC оказались способны подвергаться флавинилированию под действием ApbE. Эти данные означают, что в ходе флавинилирования реакция образования фосфоэфирной связи предшествует переносу FMN из центра связывания флавина в ApbE во флавин-связывающий центр белка-мишени. Показано, что гормоны трийод-тиронин, эстрадиол и тестостерон, а также близкий к ним по структуре холекальциферол (витамин Д3) способны модулировать работу цитохромоксидазы, связываясь в специальном центре связывания жирных кислот, который локализован на внутренней стороне каталитической субъединицы I близи входа в протонный канал К, доставляющий в каталитический центр фермента протоны, необходимые для образования воды. Полученные результаты указывают на возможность существования неизвестного ранее пути влияния гормонов на окислительное фосфорилирование: через прямое взаимодействие с ключевым ферментом дыхательной цепи, вызывающее изменение его активности.
2 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Исследование механизмов преобразования энергии в мембранных системах, связанное с циклическим переносом ионов водорода и натрия ферментами электрон-транспортных цепей, механизмов продукции активных форм кислорода и их роли в физиологии клетки
Результаты этапа:
3 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Исследование механизмов преобразования энергии в мембранных системах, связанное с циклическим переносом ионов водорода и натрия ферментами электрон-транспортных цепей, механизмов продукции активных форм кислорода и их роли в физиологии клетки
Результаты этапа:
4 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Исследование механизмов преобразования энергии в мембранных системах, связанное с циклическим переносом ионов водорода и натрия ферментами электрон-транспортных цепей, механизмов продукции активных форм кислорода и их роли в физиологии клетки
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

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".