Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином
Дослiджено взаємодiю протипухлинного цитокiну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином (γ-ЦД). Проведено аналiз експонованостi ароматичних амiнокислотних залишкiв у структурi рекомбiнантного цитокiну ЕМАР II. Встановлено, що γ-ЦД специфiчно зв’язується з ЕМАР II, i найбiльш вiрогiдним сайтом зв’язування є ч...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97741 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином / А.Е. Малина, Є.В. Нестеренко, А.І. Драган, О.І. Корнелюк // Доповіді Національної академії наук України. — 2015. — № 10. — С. 72-76. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859671372609880064 |
|---|---|
| author | Малина, А.Е. Нестеренко, Є.В. Драган, А.І. Корнелюк, О.І. |
| author_facet | Малина, А.Е. Нестеренко, Є.В. Драган, А.І. Корнелюк, О.І. |
| citation_txt | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином / А.Е. Малина, Є.В. Нестеренко, А.І. Драган, О.І. Корнелюк // Доповіді Національної академії наук України. — 2015. — № 10. — С. 72-76. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Дослiджено взаємодiю протипухлинного цитокiну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином (γ-ЦД). Проведено аналiз експонованостi ароматичних амiнокислотних залишкiв у структурi рекомбiнантного цитокiну ЕМАР II. Встановлено, що γ-ЦД специфiчно
зв’язується з ЕМАР II, i найбiльш вiрогiдним сайтом зв’язування є частково експонований залишок Trp128, локалiзований в заглибинi на поверхнi ЕМАР II поряд з функцiонально важливим лiзинбагатим кластером.
Исследовано взаимодействие противоопухолевого цитокина ЕМАР II с гамма-циклодекстрином (γ-ЦД). Проведен анализ экспонированности ароматических аминокислотных остатков в структуре рекомбинантного цитокина ЕМАР II. Установлено, что γ-ЦД специфически связывается с ЕМАР II, причем наиболее вероятным сайтом связывания является частично экспонированный остаток Trp128, локализованный в углублении на поверхности ЕМАР II наряду с функционально важным лизинбогатым кластером.
The interaction of antitumor cytokine EMAP II with gamma-cyclodextrin (γ-CD) is investigated.
The exposure of aromatic amino acid residues in the structure of the recombinant cytokine EMAP
II has analyzed. It is found that γ-CD binds specifically with EMAP II, the most likely binding site
being partially exposed residue Trp128 localized in a recess on the surface of EMAP II along with
the functionally important lysine-rich cluster.
|
| first_indexed | 2025-11-30T14:06:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
10 • 2015
БIОХIМIЯ
УДК 577.217.5:577.152.611
А.Е. Малина, Є. В. Нестеренко, А. I. Драган,
член-кореспондент НАН України О. I. Корнелюк
Взаємодiя протипухлинного цитокiну ЕМАР II
з гамма-циклодекстрином
Дослiджено взаємодiю протипухлинного цитокiну ЕМАР II з гамма-циклодекстри-
ном (γ-ЦД). Проведено аналiз експонованостi ароматичних амiнокислотних залишкiв
у структурi рекомбiнантного цитокiну ЕМАР II. Встановлено, що γ-ЦД специфiчно
зв’язується з ЕМАР II, i найбiльш вiрогiдним сайтом зв’язування є частково експоно-
ваний залишок Trp128, локалiзований в заглибинi на поверхнi ЕМАР II поряд з функцiо-
нально важливим лiзинбагатим кластером.
Ключовi слова: ЕМАР II, гамма-циклодекстрин, флуоресценцiя, комплексоутворення.
Успiхи в галузi бiотехнологiї дозволили розпочати великомасштабне виробництво терапев-
тично важливих пептидiв i бiлкiв, якi можна використовувати в лiкуваннi онкологiчних
захворювань.
Неправильний фолдинг i агрегацiя бiлкiв супроводжуються утворенням нерозчинних
внутрiшньоклiтинних структур, що призводять до пошкодження i загибелi клiтин. Iнду-
кувати агрегацiю бiлкiв у клiтинах можуть рiзнi процеси, i насамперед це тепловий та
окиснювальний стреси. In vitro нативнi бiлки можуть бути розгорнутi в результатi тепло-
вої денатурацiї, а також пiд дiєю денатуруючих агентiв, таких як гуанiдин гiдрохлорид
або сечовина. Розгорнутi бiлки можуть взаємодiяти мiж собою, в основному за допомогою
контактiв гiдрофобних поверхонь, з утворенням амiлоїдних або аморфних агрегатiв [1–3].
У зв’язку з цим дослiдження механiзму агрегацiї бiлкiв i механiзмiв пригнiчення агрегацiї
агентами природного i штучного походження є одним iз актуальних напрямiв сучасної бiо-
логiї. Циклодекстрини (олiгоцукри) здатнi пiдвищувати стабiльнiсть до агрегацiї бiлкового
компонента препаратiв.
ЕМАР II — ендотелiальний моноцитактивуючий полiпептид II, попередником якого є бi-
лок AIMP1/р43 — компонент високомолекулярного комплексу амiноацил-тРНК-синтетаз
вищих еукарiот. Вiдомо, що цей пептид здатен модулювати низку властивостей ендотелi-
альних клiтин, моноцитiв i лейкоцитiв in vitro [4, 5]. Також дослiджено гальмування росту
© А.Е. Малина, Є. В. Нестеренко, А. I. Драган, О. I. Корнелюк, 2015
72 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №10
ксенографтiв раку простати людини, iмплантованих пiд капсулу нирки мишей при обробцi
їх препаратом ЕМАР II [6, 7]. Здатнiсть ЕМАР II iнгiбувати неоангiогенез та стимулювати
апоптоз ракових клiтин є основою для дослiдження питання про те, чи може цей бiлок бути
використаний як протипухлинний лiкарський препарат.
Ми ставили за мету дослiдження взаємодiї протипухлинного цитокiну ЕМАР II з γ-ци-
клодекстрином з можливiстю подальшого використання отриманих комплексiв для створе-
ння лiкарської форми препарату.
Матерiали i методи. Для експресiї рекомбiнантного бiлка ЕМАР II було використано
штам-продуцент, ориманий на основi реципiєнта Escherichia coli BL21(DE3)pLysE. Штам
клiтин трансформовано плазмiдним вектором pET-30a-EMAP II, у якого пiд контролем
промотору фага Т7 мiститься ген цiльового бiлка ЕМАР II.
Експресiю рекомбiнантного бiлка ЕМАР II проводили на поживному середовищi LB
з додаванням канамiцину до кiнцевої концентрацiї 30 мкг/мл. Iндукцiю експресiї ЕМАР
II з промотору lacUV5 здiйснювали шляхом додавання до культурального середовища iзо-
пропiл-β-тiогалактопiранозиду (IПТГ) до кiнцевої концентрацiї 1,25 мМ [8]. Концентрацiю
очищеного бiлка визначали на спектрофотометрi з урахуванням коефiцiєнта молярної екс-
тинкцiї, який становить 8730 см−1 ·М−1 (коефiцiєнт визначали за даними амiнокислотного
складу бiлка з використанням програми ProtParam (http://web. expasy. org/protparam/)).
Розчин трипептиду глiцин-триптофан-глiцин (“Serva”) готували в аналогiчному буферi,
в якому був розчинений бiлок: 50 мМ Na-фосфат, 150 мМ NaCl з pH 7,5. Концентрацiю три-
пептиду визначали на спектрофотометрi з урахуванням коефiцiєнта молярної екстинкцiї,
який становить 5690 см−1 · М−1.
Гамма-циклодекстрин (γ-ЦД) має вiсiм глюкопiранозних залишкiв, молекулярну ма-
су 1297,14 Да, зовнiшнiй та внутрiшнiй дiаметр 16,9 i 8,4 Å вiдповiдно. Також γ-ЦД характе-
ризується високим ступенем розчинностi у водi при кiмнатнiй температурi (23,2 г/100 мл).
Для дослiдження взаємодiї рекомбiнантного бiлка ЕМАР II та γ-ЦД проводили титрування
в буферi, який мiстив 50 мМ Na-фосфат, 150 мМ NaCl з pH 7,5.
Методика флуоресцентних вимiрювань. Спектри флуоресценцiї реєстрували на спе-
ктрофлуориметрi Hitachi M850 (Японiя), який був обладнаний термостатованим кювето-
тримачем. Вимiрювання проводили у кварцовiй кюветi з довжиною оптичного шляху 0,5 см.
Спектральна ширина щiлин для монохроматорiв збуджуючого свiтла i реєструючої системи
становила 5–10 нм. Довжина хвилi збудження дорiвнювала 280 нм, iнтервал довжин хвиль
для спектрiв флуоресценцiї становив 300–400 нм, реєстрацiю флуоресценцiї проводили пiд
кутом 90◦ до напрямку пучка збуджуючого свiтла при 25 ± 0,2 ◦С.
Молекулярний докiнг виконували за допомогою онлайн сервiсу HexServer (hexserver.lo-
ria.fr/). Результати вiзуалiзували за допомогою програми PyMol. Аналiз експонованостi
амiнокислотних залишкiв здiйснювали за допомогою онлайн сервiсу GetArea (http://curie.
utmb.edu/getarea.html). Координатний файл ЕМАР II (id: 1E7Z) було завантажено з
iнтернет-ресурсу www.rcsb.org.
Результати та їх обговорення. З лiтературних джерел вiдомо, що всi циклодекстрини
в першу чергу зв’язуються з ароматичними амiнокислотними залишками, тому було про-
ведено модельне дослiдження взаємодiї трипептиду глiцин-триптофан-глiцин з γ-ЦД. Як
видно з рис. 1, пiд час титрування трипептиду розчином γ-ЦД iнтенсивнiсть флуоресцен-
цiї трипептиду зростає, що може свiдчити про мiцне зв’язування лiганду з глiцин-трипто-
фан-глiцином. Про це також свiдчить константа зв’язування, яка становить 22,59±6,17 мМ.
Стехiометрiя зв’язування лiганду 1 : 1.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №10 73
Рис. 1. Залежнiсть iнтенсивностi флуоресценцiї трипептиду глiцин-триптофан-глiцин вiд конценрацiї γ-ЦД
у розчинi. Буфер 50 мМ Na-фосфат, 150 мМ NaCl з pH 7,5, температура 25 ◦С, довжина хвилi збудження
280 нм, довжина хвилi емiсiї 355 нм
Рис. 2. Залежнiсть iнтенсивностi флуоресценцiї протипухлиного цитокiну ЕМАР II вiд конценрацiї γ-ЦД
у розчинi. Буфер 50 мМ Na-фосфат, 150 мМ NaCl з pH 7,5, температура 25 ◦С, довжина хвилi збудження
280 нм, довжина хвилi емiсiї 334 нм
Пiд час взаємодiї протипухлинного цитокiну ЕМАР II з γ-ЦД iнтенсивнiсть флуоре-
сценцiї ЕМАР II зростає в 1,6 раза (рис. 2), що вказує на мiцне зв’язування, а константа
зв’язування лiганду з ЕМАР II становить 23,02 ± 4,52 мМ.
Проведено аналiз експонованостi ароматичних амiнокислотних залишкiв у структурi
рекомбiнантного цитокiну ЕМАР II. Вiдомо, що ЕМАР II має у своєму складi шiсть аро-
матичних амiнокислот: Tyr32, Phe110, Phe113, Trp128, Tyr145 i Phe150. Найбiльш експо-
нованим на 18,6% є залишок Trp128, який знаходиться в заглибинi активного центру про-
теїну.
Для дослiдження взаємодiї γ-ЦД з ароматичними амiнокислотами було проведено моле-
кулярний докiнг трипептиду глiцин-триптофан-глiцин з γ-ЦД за допомогою онлайн сервiсу
74 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №10
HexServer. Встановлено, що взаємодiя трипептиду з γ-ЦД вiдбувається мiж триптофановим
залишком та внутрiшньою гiдрофобною порожниною лiганду. За результатами молекуляр-
ного докiнгу визначено, як саме вiдбувається взаємодiя ароматичної амiнокислоти в складi
трипептиду з γ-ЦД.
Таким чином, встановлено, що γ-ЦД специфiчно зв’язується з ЕМАР II, причому най-
бiльш вiрогiдним сайтом зв’язування є частково експонований залишок Trp128, локалiзо-
ваний у заглибинi на поверхнi ЕМАР II поряд з функцiонально важливим лiзинбагатим
кластером.
Цитована лiтература
1. Абелян В.А. Циклодекстрины: получение и применение. – Ереван: ИД “Ван – Арьян”, 2001. – 519 с.
2. Saenger W. Cyclodextrin Inclusion Compounds in Research and Industry // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. –
1980. – 19. – P. 344–362.
3. Fink A. L. Protein aggregation: folding aggregates, inclusion bodies and amyloid // Fold. Des. – 1998. –
3. – Р. R9-R23.
4. Kao J., Rayan J., Brett G., Chen J., Shen H., Fan Y., Godman G., Familetti P. C., Wang F., Pan Y.E.,
Stern D., Clauss M. Endothelial monocyte-activating polypeptide II. A novel tumor-derived polypeptide
that activates host-response mechanisms // J. Biol. Chem. – 1992. – 267. – P. 20239–20247.
5. Tas M.P., Murray J. C. Endothelial monocyte-activating polypeptide II // Int. J. Biochem. Cell. Biol. –
1996. – 28. – P. 837–841.
6. Reznikov A.G., Chaykovskaya L.V., Polyakova L. I., Kornelyuk A. I. Antitumor effect of endothelial
monocyte-activating polypeptide-II on human prostate adenocarcionoma in mouse xenograft model //
Exp. Oncol. – 2007. – 29, No 4. – P. 267–271.
7. Возианов А.Ф., Резников А. Г., Корнелюк А.И., Романенко А.М., Чайковская Л.В., Полякова Л.И.,
Григоренко В.Н. Влияние препаратов рекомбинантного белка ЕМАР II на рост, гистологические
и гистохимические характеристики гетеротрансплантатов рака простаты человека // Журн. АМН
України. – 2008. – 14, № 4. – С. 719–729.
8. Бабенко Л.А., Скоробогатов О.Ю., Дубровський О.Л., Корнелюк О I. Оптимiзацiя бактерiальної
експресiї протипухлинного цитокiна ЕМАР II в клiтинах Esherichia coli BL21(DE3)pLysE // Мiкро-
бiологiя i бiотехнологiя. – 2010. – № 3. – С. 21–31.
References
1. Abelyan V.A. Cyclodextrins: preparation and use, Erevan: “Van–Aryan”, 2001 (in Russian).
2. Saenger W. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1980, 19: 344 — 362.
3. Fink A. L. Fold. Des., 1998, 3: R9–R23.
4. Kao J., Rayan J., Brett G., Chen J., Shen H., Fan Y., Godman G., Familetti P. C., Wang F., Pan Y.E.,
Stern D., Clauss M. J. Biol. Chem., 1992, 267: 20239–20247.
5. Tas M.P., Murray J. C. Int. J. Biochem. Cell. Biol., 1996, 28: 837–841.
6. Reznikov A.G., Chaykovskaya L.V., Polyakova L. I., Kornelyuk A. I. Exp. Oncol., 2007, 29, No 4: 267–271.
7. Vozianov A., Reznikov A. Kornelyuk A., Romanenko A., Kornelyuk A., Polyakova L., Grigorenko V.
J. AMN Ukraine, 2008, 14, No 4: 719–729 (in Russian).
8. Babenko L., Skorobagatov J., Dubrovskiy O., Kornelyuk O. Microbiology and Biotechnology, 2010, No 3:
21–31 (in Ukrainian).
Надiйшло до редакцiї 16.06.2015Iнститут молекулярної бiологiї
i генетики НАН України, Київ
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №10 75
А.Э. Малина, Е.В. Нестеренко, А. И. Драган,
член-корреспондент НАН Украины А.И. Корнелюк
Взаимодействие противоопухолевого цитокина ЕМАР II
с гамма-циклодекстрином
Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Киев
Исследовано взаимодействие противоопухолевого цитокина ЕМАР II с гамма-циклодекс-
трином (γ-ЦД). Проведен анализ экспонированности ароматических аминокислотных оста-
тков в структуре рекомбинантного цитокина ЕМАР II. Установлено, что γ-ЦД специфи-
чески связывается с ЕМАР II, причем наиболее вероятным сайтом связывания является
частично экспонированный остаток Trp128, локализованный в углублении на поверхности
ЕМАР II наряду с функционально важным лизинбогатым кластером.
Ключевые слова: ЕМАР II, гамма-циклодекстрин, флуоресценция, комплексообразование.
A.E. Malyna, E.V. Nesterenko, A. I. Dragan,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine O. I. Kornelyuk
Interaction of antitumor cytokine EMAP II with gamma-cyclodextrin
Institute of Molecular Biology and Genetics of the NAS of Ukraine, Kiev
The interaction of antitumor cytokine EMAP II with gamma-cyclodextrin (γ-CD) is investigated.
The exposure of aromatic amino acid residues in the structure of the recombinant cytokine EMAP
II has analyzed. It is found that γ-CD binds specifically with EMAP II, the most likely binding site
being partially exposed residue Trp128 localized in a recess on the surface of EMAP II along with
the functionally important lysine-rich cluster.
Keywords: EMAP II, gamma-cyclodextrin, fluorescence, complex binding.
76 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №10
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97741 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T14:06:20Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Малина, А.Е. Нестеренко, Є.В. Драган, А.І. Корнелюк, О.І. 2016-04-01T13:45:23Z 2016-04-01T13:45:23Z 2015 Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином / А.Е. Малина, Є.В. Нестеренко, А.І. Драган, О.І. Корнелюк // Доповіді Національної академії наук України. — 2015. — № 10. — С. 72-76. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97741 577.217.5:577.152.611 Дослiджено взаємодiю протипухлинного цитокiну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином (γ-ЦД). Проведено аналiз експонованостi ароматичних амiнокислотних залишкiв у структурi рекомбiнантного цитокiну ЕМАР II. Встановлено, що γ-ЦД специфiчно зв’язується з ЕМАР II, i найбiльш вiрогiдним сайтом зв’язування є частково експонований залишок Trp128, локалiзований в заглибинi на поверхнi ЕМАР II поряд з функцiонально важливим лiзинбагатим кластером. Исследовано взаимодействие противоопухолевого цитокина ЕМАР II с гамма-циклодекстрином (γ-ЦД). Проведен анализ экспонированности ароматических аминокислотных остатков в структуре рекомбинантного цитокина ЕМАР II. Установлено, что γ-ЦД специфически связывается с ЕМАР II, причем наиболее вероятным сайтом связывания является частично экспонированный остаток Trp128, локализованный в углублении на поверхности ЕМАР II наряду с функционально важным лизинбогатым кластером. The interaction of antitumor cytokine EMAP II with gamma-cyclodextrin (γ-CD) is investigated. The exposure of aromatic amino acid residues in the structure of the recombinant cytokine EMAP II has analyzed. It is found that γ-CD binds specifically with EMAP II, the most likely binding site being partially exposed residue Trp128 localized in a recess on the surface of EMAP II along with the functionally important lysine-rich cluster. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біохімія Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином Взаимодействие противоопухолевого цитокина ЕМАР II с гамма-циклодекстрином Interaction of antitumor cytokine EMAP II with gamma-cyclodextrin Article published earlier |
| spellingShingle | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином Малина, А.Е. Нестеренко, Є.В. Драган, А.І. Корнелюк, О.І. Біохімія |
| title | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином |
| title_alt | Взаимодействие противоопухолевого цитокина ЕМАР II с гамма-циклодекстрином Interaction of antitumor cytokine EMAP II with gamma-cyclodextrin |
| title_full | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином |
| title_fullStr | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином |
| title_full_unstemmed | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином |
| title_short | Взаємодія протипухлинного цитокіну ЕМАР II з гамма-циклодекстрином |
| title_sort | взаємодія протипухлинного цитокіну емар ii з гамма-циклодекстрином |
| topic | Біохімія |
| topic_facet | Біохімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97741 |
| work_keys_str_mv | AT malinaae vzaêmodíâprotipuhlinnogocitokínuemariizgammaciklodekstrinom AT nesterenkoêv vzaêmodíâprotipuhlinnogocitokínuemariizgammaciklodekstrinom AT draganaí vzaêmodíâprotipuhlinnogocitokínuemariizgammaciklodekstrinom AT kornelûkoí vzaêmodíâprotipuhlinnogocitokínuemariizgammaciklodekstrinom AT malinaae vzaimodeistvieprotivoopuholevogocitokinaemariisgammaciklodekstrinom AT nesterenkoêv vzaimodeistvieprotivoopuholevogocitokinaemariisgammaciklodekstrinom AT draganaí vzaimodeistvieprotivoopuholevogocitokinaemariisgammaciklodekstrinom AT kornelûkoí vzaimodeistvieprotivoopuholevogocitokinaemariisgammaciklodekstrinom AT malinaae interactionofantitumorcytokineemapiiwithgammacyclodextrin AT nesterenkoêv interactionofantitumorcytokineemapiiwithgammacyclodextrin AT draganaí interactionofantitumorcytokineemapiiwithgammacyclodextrin AT kornelûkoí interactionofantitumorcytokineemapiiwithgammacyclodextrin |