Том 6, № 3 (2014)

Кардиотоксины (цитотоксины, ЦТ) - это выделенные из яда кобр β-структурные белки из 59-61 аминокислотного остатка, антипараллельные цепи которых организованы в виде трех петель. В отличие от нейротоксинов, имеющих такую же пространственную укладку, ЦТ амфифильны. Это обусловлено тем, что окончания их петель сформированы преимущественно гидрофобными аминокислотными остатками, которые окаймляет пояс положительно заряженных остатков лизина и аргинина. Сходным распределением аминокислотных остатков характеризуются линейные (без дисульфидных связей) катионные цитолитические пептиды из ядов других змей и насекомых, которые в настоящее время рассматривают в качестве прототипов соединений, обладающих антибактериальной и противоопухолевой активностью. В представленном обзоре суммированы данные об антибактериальной активности ЦТ и проведено сравнение с активностью линейных пептидов.

Клеточные культуры подвержены контаминации как клетками других культур, так и микроорганизмами, включая грибы, вирусы, бактерии. Особое значение имеет контаминация клеточных культур микоплазмами. Поскольку культуры клеток используются для получения вакцин и физиологически активных соединений, разработка системы контроля контаминации актуальна как для фундаментальной науки, так и для биотехнологических производств. Обнаружение у микоплазм внеклеточных мембранных везикул диктует необходимость учета везикулярного трафика бактерий в системе контроля инфектогенов. Внеклеточные везикулы бактерий опосредуют трафик белков и генов, участвуют в межклеточных взаимодействиях, патогенезе и развитии резистентности к антибактериальным препаратам. В обзоре рассмотрены особенности микоплазм и их внеклеточных везикул, а также взаимодействие контаминантов с клетками эукариот, проанализированы проблемы современных способов диагностики, эрадикации микоплазменной контаминации клеточных культур и перспективы их решения.

В представленном обзоре рассмотрены новые подходы, присущие современной системной биологии, с позиций их использования для более глубокого понимания физиологической адаптации здорового человека в экстремальных условиях. Физиология человека в экстремальных условиях жизнедеятельности, или экологическая физиология, и системная биология являются естественными партнерами. Проанализированы сходство и отличия предмета и методов системной биологии от дисциплин OMICs (протеомики, транскриптомики, метаболомики) и других родственных наук. Обсуждаются последние данные, полученные методами системной биологии, по экологической физиологии человека. Отмечены отдельные достижения системной биологии в исследовании адаптации здорового человека к физической нагрузке, в том числе в высотных условиях, к влиянию гипоксии и окислительного стресса. Обоснован вывод о том, что применение методов и подходов системной биологии к изучению молекулярной картины адаптивных механизмов, формирующейся в организме человека во время космического полета, позволит получить ценные фундаментальные знания и пополнить картину метаболических путей человека.

Гидрофобизация α-спиралей является одним из общих подходов повышения температурной стабильности ферментов. На основании сравнительного анализа аминокислотных последовательностей оксидаз D-аминокислот из различных источников и анализа трехмерной структуры оксидазы D-аминокислот из дрожжей Trigonopsis variabilis (TvDAAO, [КФ 1.4.3.3]) найдены 11 остатков Ser, расположенных в α-спиралях. По результатам дальнейшего структурного анализа восемь из них отобрали (в положениях 67, 77, 78, 105, 270, 277, 335 и 336) для замены на остатки Ala. Замены Ser78Ala и Ser270Ala привели к сильной дестабилизации фермента - мутантные варианты инактивировались в процессе их выделения из клеток. Остальные шесть мутантных TvDAAO были получены в высокоочищенном состоянии и изучены их свойства. Замены Ser277Ala и Ser336Ala привели к дестабилизации белковой глобулы, мутанты TvDAAO Ser77Ala и TvDAAO Ser335Ala по термостабильности были близки к ферменту дикого типа, в то время как замены Ser67Ala и Ser105Ala повысили температурную стабильность приблизительно в 1.5 и 2 раза. Кроме того, каталитическая эффективность мутантной TvDAAO Ser105Ala с D-Asn, D-Tyr, D-Phe и D-Leu была в среднем в 1.2-3 раза выше, чем у фермента дикого типа.

Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (selective serotonin reuptake inhibitors, SSRI), в том числе флувоксамин (ФА), широко используются для лечения депрессивных расстройств у беременных женщин. Антидепрессанты этой группы хорошо проникают через плацентарный барьер, и плод подвергается воздействию SSRI во время критической фазы неонатального развития. Ряд клинических исследований свидетельствует о том, что пренатальное воздействие SSRI приводит к увеличению неонатальной смертности и числа преждевременных родов, снижению веса новорожденных и задержке психомоторного развития. Однако эффекты пренатального воздействия SSRI недостаточно исследованы. Моделью для изучения эффектов пренатального влияния SSRI является неонатальное введение этих препаратов в течение первых недель жизни грызунов. Цель работ состояла в изучении острых эффектов хронического введения ФА детенышам белых крыс. Работа выполнена на крысятах обоего пола. ФА вводили внутрибрюшинно (10 мг/кг/день) с 1-го по 14-й постнатальные дни. Регистрировали уровень летальности, массу тела, возраст открытия глаз и время становления моторных рефлексов. Также определяли содержание биогенных аминов и их метаболитов в структурах головного мозга. Показано, что неонатальное введение ФА приводит к увеличению уровня летальности, снижению массы тела и замедляет становление моторных рефлексов. Кроме того, у животных, получавших ФА, зарегистрировано увеличение содержания норадреналина в гипоталамусе, серотонина в гиппокампе и метаболита серотонина 5-гидроксииндолуксусной кислоты (5-ГИУК) во фронтальной коре, гипоталамусе, гиппокампе и стриатуме по сравнению с контролем. Можно заключить, что изменения активности серотонинергической системы, вызванные введением ФА на ранних этапах развития, приводят к задержке физического и моторного развития.

Полная расшифровка функций и взаимодействия элементов оперона биосинтеза рибофлавина (rib-оперон) у Bacillus subtilis необходима для создания сверхпродуцентов этого важнейшего витамина. Функция гена ribT, замыкающего оперон, до сих пор не определена. В представленной работе проведен поиск гомологов гипотетической аминокислотной последовательности продукта этого гена в базах данных, а также анализ гомологий, теоретически предсказано распределение элементов вторичной структуры, предложена третичная структура белка RibT. Нуклеотидная последовательность гена ribT была амплифицирована и клонирована в стандартный мультикопийный экспрессионный вектор pET15b, а затем экспрессирована после индукции ИПТГ в клетках Escherichia coli BL21(DE3), содержавших индуцибельный ген РНК-полимеразы фага Т7. Экспрессия гена ribT подтверждена электрофорезом в полиакриламидном геле в денатурирующих условиях (SDS-PAGE). Белковый продукт экспрессии очищен с помощью аффинной хроматографии. Таким образом, показана принципиальная возможность получения белка RibT в количествах, достаточных для дальнейшего изучения его структуры и функциональной активности.