Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/year_02/science_1/themes_2004f/Bunik_1.doc Дата изменения: Wed Nov 24 13:40:58 2004 Дата индексирования: Fri Dec 21 21:49:27 2007 Кодировка: koi8-r

Роль белковых изоформ в организации специфических клеточных функций
Руководитель: доктор хим.наук, вед. научный сотрудник Виктория Ивановна
Буник. Работает в отделе биокинетики (зав. отделом проф. В.Швядас)
Корпус Б, комната 622, тел. 939-44-84, email: bunyk@online.ru

Мозг - наиболее сложно организованная ткань высших организмов, включающая
множество разных клеток, экспрессирующих специфические белки в соответствии
с выполняемыми клеткой функциями. Например, каждая клетка обонятельной
луковицы синтезирует свой белок-рецептор, реагирующий на определенное
вещество, и это позволяет нам различать множество запахов. Идентификация
всего многообразия белков мозга является задачей протеомики мозга
(www.hbpp.org) - проекта, организованного в рамках исследований полного
белкового состава человека (протеомики человека). Результаты проекта
позволят расшифровать функции и патологии мозга на молекулярном уровне. При
решении этих задач следует иметь ввиду, что один и тот же фермент одного и
того же организма может быть представлен разными аминокислотными
последовательностями (изоформами) в зависимости от того, в какой ткани или
клеточном компартменте этот фермент функционирует. Это позволяет
регулировать одну и ту же каталитическую реакцию в зависимости от
метаболических потребностей клетки или ее компартмента. Выявление таких
изоформ и их регуляции, например, путем специфических белок-белковых
взаимодействий или на уровне экспрессии генов, позволяет понять, каким
образом ограниченный набор ферментативных реакций может быть использован
для создания многообразия клеточных функций.

Задача предлагаемой работы: использовать базу данных генома человека и
другие биологические базы данных для поиска и структурно-функционального
анализа ранее не охарактеризованных изоформ. Хорошим объектом для решения
поставленной задачи является 2-оксоглутаратдегидрогеназа. С одной стороны,
фермент обладает первичной структурой, гомология которой с другими белками
на уровне полной последовательности не обнаруживается. С другой стороны,
фермент является важным регуляторным звеном клеточного метаболизма. Будучи
пусковым компонентом полиферментного комплекса, он катализирует реакцию
окислительного декарбоксилирования 2-оксоглутарата. Реакция является
составной частью цикла трикарбоновых кислот (цикл Кребса), протекающего в
митохондриях. Помимо энергетической функции (выделяемая в ходе
окислительного декарбоксилирования энергия запасается в виде НАДН и
макроэргической связи ацилтиоэфира), реакция важна для проведения клеточных
сигналов. Так, концентрация 2-оксоглутарата определяет взаимодействие
митохондрий и ядра, т.е. является фактором, участвующим в активации генов в
ответ на состояние митохондриального метаболизма. Кроме того, 2-
оксоглутаратдегидрогеназный комплекс генерирует активные формы кислорода,
которые, в зависимости от концентрации, являются клеточными регуляторами
либо разрушителями. Нейродегенеративные заболевания (в частности, болезни
Альцгеймера и Паркинсона) характеризуются пониженной активностью 2-
оксоглутаратдегидрогеназного комплекса. Характеристика и анализ
возможностей его регуляции в мозге путем существования изоформ,
специфических для того или иного типа клеток, необходима для понимания
сигнальной роли комплекса, для расшифровки механизмов инактивации комплекса
при нейропатологиях и разработки методов диагностики и лечения этих
заболеваний.

Методы анализа: нахождение в геноме человека аминокислотных
последовательностей, сходных по структуре с 2-оксоглутаратдегидрогеназой,
поиск их ортологов в других геномах, выравнивание аминокислотных
последовательностей, структурно-функциональный анализ последовательностей,
анализ геномного окружения изоформ и его консервативности в различных
геномах.