Лаборатория химии неинфекционного иммунитета

Руководитель подразделения:
ЧЕРНИКОВ Олег Викторович, к.б.н., chernikov@piboc.dvo.ru

Научные сотрудники:
ЧИКАЛОВЕЦ Ирина Владимировна, к.х.н., доцент, с.н.с.
КУЗЬМИЧ Александра Сергеевна, н.с.
МИЗГИНА Татьяна Олеговна, к.х.н., м.н.с.
ЗАХАРКИНА Лидия Романовна, ст. лаборант

Основные научные направления:

Структура и функция биологических макромолекул (белки и углевод-белковые комплексы). Молекулярные основы иммунитета.

Основные результаты:

Показано, что лектины из мидий Crenomytilus grayanus (CGL) и Mytilus trossulus (MTL) обладают антибактериальной и фунгицидной активностями. Изменение уровня лектинов в ответ на бактериальное заражение позволяет предположить их участие во врожденном иммунитете моллюсков.

Исследована доменная организация CGL и показано, что олигомеризация CGL существенна для проявления биологических свойств. Установление аминокислотной последовательности показало, что CGL и MTL имеют высокую степень гомологии и являются представителями нового класса лектинов. Анализ тонкой углеводной специфичности показал, что CGL способен связывать как α, так и β-аномер галактозы, но взаимодействие с гликанами содержащими концевые остатки αGal было более сильным. Анализ наиболее распространенных мотивов гликанов для CGL показал высокое сродство к структуре Galα1-4Galβ1-4GlcNAc, сходной с глоботриозой (Gb3: Galα1-4Galβ1-4Glc), эпитопом глоботриазилцерамида. Мы выявили, что CGL распознает Gb3 на поверхности клеток Raji лимфомы Беркитта (высокая экспрессия Gb3), что приводит к дозо-зависимому цитотоксическому эффекту, аресту клеточного цикла в фазе G2/M и апоптозу. Лектин не влияет на клетки эритролейкемии K562 (не экспрессируют Gb3). Активность CGL ингибируют α-галактозиды. Наши результаты показывают перспективность использования CGL в диагностике и лечении онкологических заболеваний.

Мы обнаружили, что CGL вызывает секрецию TNF-α и IL-6 в мышиных макрофагах RAW 264.7 и этот эффект снижается под действием ингибиторов активных форм кислорода (АФК) и митоген активированных протеинкиназ (МАРК). Показано, что CGL-опосредованная секреция TNF-α положительно регулируется протеинкиназой С (РКС)-α и PKC-δ, однако синтез IL-6 отрицательно регулируется РКС-α и PKC-δ. Кроме того, CGL-опосредованная секреция IL-6 и экспрессия СОХ-2 уменьшались в присутствии ингибитора транскрипционного фактора NF-kB, но продукция TNF-α не изменялась. Выявлено ключевое значение сигнальной молекулы ROS в пути МАРК, поскольку фосфорилирование МАРК ингибируется антиоксидантом N-ацетил-цистеином (NAC). Активация NF-kB в макрофагах под действием CGL не зависит от ROS, МАРК и РКС-α/δ. Интересно, что CGL индуцирует толерантность к ЛПС, благодаря отрицательной регуляции фосфорилирования киназ IRAK-2, JNK1/2 и активации NF-кВ в ЛПС-активированных макрофагах. CGL также увеличивает бактерицидную активность макрофагов. Эти данные могут привести к дальнейшему развитию исследований CGL в качестве агента, способного вносить вклад в модуляцию иммунного ответа.

Из гребешка Patinopecten yessoensis выделен лектин (PYL) с молекулярной массой 17154.5 Да, проявляющий Gal/GalNAc-специфичность. Лектин полностью теряет активность при нагревании до 60 °С в течение 30 минут, проявляет наибольшую активность в интервале pH 5-9, является металло-независимым. Показано, что лектин участвует в защитных реакциях организма моллюска, агглютинируя грамотрицательную бактерию Vibrio proteolyticus.

Научное сотрудничество:

Исследования проводятся в сотрудничестве с Dalian Ocean University (г. Далянь, КНР), National Ilan University (г. Илань, Тайвань), Institute of Biological Chemistry (г. Тайбэй, Тайвань).