ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследование механизмов взаимодействия белков с полиэлектролитами с целью создания стабильных функционально-активных белок-полимерных комплексов, пригодных для адресной доставки.
Investigation of the mechanisms of interaction of proteins with polyelectrolytes in order to create a stable functionally active protein-polymer complexes that are suitable for targeted delivery.
Ожидается, что комплексное исследование механизма взаимодействия белков с различными полиэлектролитами позволит подобрать (или провести дизайн и синтезировать) полимеры, которые эффективно стабилизируют связанный белок. При этом мы рассчитываем добиться не только подавления агрегации белка, но и стабилизацию его функционально-активной формы, то есть шапероноподобной функции полиэлектролитов. Стоит отметить уникальность полиэлектролитных комплексов с точки зрения возможности сорбции различных соединений полиэлектролитными комплексами и модификации поверхности таких комплексов разнообразными функциональными группами (или даже другими белками). Поэтому мы ожидаем, что использование полиэлектролитов различной природы (в том числе, обладающих разными заряженными группами) позволит контролировать взаимодействие связанного белка как с другими белками, так и с возможными рецепторами. Будут созданы различные варианты многокомпонентных комплексов, содержащих несколько различных белков и полиэлектролитов и отобраны наиболее перспективные из них с точки зрения стабилизации функционально-активного состояния белков и специфичности взаимодействия с целевым рецептором. Будет проверена гипотеза о том, что предлагаемый подход к подавлению агрегации и стабилизации белка является универсальным и может быть применен для решения широкого круга задач. Кроме того, мы рассчитываем внести весомый фундаментальный вклад в понимание механизмов белок-полимерных взаимодействий, имеющих место в живых клетках, поскольку синтетические полиэлектролиты можно рассматривать как модель для изучения природных полимеров – нуклеиновых кислот и богатых кислотными и основными остатками белков, а также сульфосодержащих полисахаридов, расположенных на поверхности клеток.
Показана универсальность антиагрегационного действия полиэлектролитов по отношению к белкам. Во всех исследованных случаях (белки с различной изоэлектрической точкой при разных pH как выше, так и ниже изоэлектрической точки фермента) удалось подавить агрегацию фермента либо полианионом, либо поликатионом. В ряде случаев защитное действие оказывал и полианион, и поликатион. Показано, что полиэлектролит может защищать от агрегации одноименно заряженный в данных условиях белок, причем эффективность защитного действия в этом случае часто выше, чем в случае, когда полимер и белок заряжены разноименно. Проведено моделирование связывания модельного белка – лизоцима – с полианионами (поли(стиролсульфонат) и полифосфат) и поликатионом (поли(N-этил-винилпиридиний) с разной степенью полимеризации при разных значениях pH. Полученные данные помогли объяснить описанные выше экспериментальные данные и разницу в эффективности антиагрегационного действия разных полимеров. Согласно предложенной модели, для достижения наибольшего защитного действия полиэлектролит должен связываться с белком фрагментарно, формируя заряженные «петли» и «хвосты» вокруг поверхности белка. По этой причине эффективность стабилизации фермента от агрегации увеличивается с ростом степени полимеризации, а также с уменьшением количества потенциальных сайтов связывания полиэлектролита на белке (последнее происходит, например, при уменьшении pH в случае подавления агрегации поликатионом). Изучено формирование комплексов полиэлектролитов с амилоидогенным белком – овечьим прионным белком. Исследован протеолиз фермента в комплексе с полиэлектролитом различными протеазами, показано, что в зависимости от условий и типа полиэлектролита возможна как активация, так и замедление протеолиза. Исследована возможность создания «тройных» комплексов белка с полианионом и поликатионом.
Показана универсальность антиагрегационного действия полиэлектролитов по отношению к белкам. Во всех исследованных случаях (белки с различной изоэлектрической точкой при разных pH как выше, так и ниже изоэлектрической точки фермента) удалось подавить агрегацию фермента либо полианионом, либо поликатионом. В ряде случаев защитное действие оказывал и полианион, и поликатион. Показано, что полиэлектролит может защищать от агрегации одноименно заряженный в данных условиях белок, причем эффективность защитного действия в этом случае часто выше, чем в случае, когда полимер и белок заряжены разноименно. Проведено моделирование связывания модельного белка – лизоцима – с полианионами (поли(стиролсульфонат) и полифосфат) и поликатионом (поли(N-этил-винилпиридиний) с разной степенью полимеризации при разных значениях pH. Полученные данные помогли объяснить описанные выше экспериментальные данные и разницу в эффективности антиагрегационного действия разных полимеров. Согласно предложенной модели, для достижения наибольшего защитного действия полиэлектролит должен связываться с белком фрагментарно, формируя заряженные «петли» и «хвосты» вокруг поверхности белка. По этой причине эффективность стабилизации фермента от агрегации увеличивается с ростом степени полимеризации, а также с уменьшением количества потенциальных сайтов связывания полиэлектролита на белке (последнее происходит, например, при уменьшении pH в случае подавления агрегации поликатионом). Изучено формирование комплексов полиэлектролитов с амилоидогенным белком – овечьим прионным белком. Исследован протеолиз фермента в комплексе с полиэлектролитом различными протеазами, показано, что в зависимости от условий и типа полиэлектролита возможна как активация, так и замедление протеолиза. Исследована возможность создания «тройных» комплексов белка с полианионом и поликатионом.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Белок-полиэлектролитные комплексы для стабилизации функционально активного состояния белков и их адресной доставки |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Белок-полиэлектролитные комплексы для стабилизации функционально активного состояния белков и их адресной доставки |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Белок-полиэлектролитные комплексы для стабилизации функционально активного состояния белков и их адресной доставки |
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".