Формирование неселективных пептид-липидных пор как модель процесса белковой трансдукции с помощью поликатионных аналогов грамицидина A

• Автор: Ковальчук, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 с. : ил.

Было показано, что подобные пептиды, аналогично пептиду рер1, способны формировать нековалентные комплексы с белками с их последующим переносом через клеточную мембрану. Важным преимуществом КГА перед рер1 являлось снижение активного соотношения пептидбелок и повышение эффективности переноса, по всей видимости связанных с использованием в качестве гидрофобного домена последовательности грамицидина. Также отличительными чертами КГА являлась их способность в отсутствие белков формировать в мембранах катиопселективные каналы, свойственные природному грамицидину А, а также вызывать в некоторых условиях неселективную проводимость мембран. В то же время возможности оптимизации метода внутриклеточного транспорта белков в составе нековалентных комплексов с пептидамипереносчиками и расширения спектра трансдукционноактивных соединений значительно ограничивались недостаточной изученностью механизма доставки как с помощью рер1, так и с помощью КГА. Единственным общепринятым фактом являлась энергетическая независимость транслокации пептидбелковых комплексов, а также локализация белков внутри клетки вне маркерных областей какоголибо из вариантов эндоцитоза 8, . Таким образом, транспорт осуществлялся в процессе прямого взаимодействия комплексов с липидами мембран, а. Целью настоящей работы являлось детальное исследование взаимодействия КГА с модельными мембранными системами и с транспортируемыми белками как в растворе, так и в присутствии липосом. Кроме того, в культуре эукариотических клеток НеГа была изучена пептидопосредованная трапедукцня модельного белка ргалактозпдазы и прослежена корреляция транспортной активности с поведением тех же пептидов в искусственных мембранных системах. С этой целью наряду с ранее описанными КГА нами была также получена серия новых производных, отличающихся по таким признакам как длина катионного и гидрофобного доменов и их относительная локализация в последовательности пептида. Полученные в результате работы данные позволили существенно продвинуться в понимании физикохимических механизмов, лежащих в основе трансдукцни белков катионными грамицидиновыми аналогами. Обнаруженная нами полная корреляция между эффективностью транспорта и каналообразовательной активностью КГА на искусственных мембранных системах позволяет рассматривать формирование ими пептидлипидных пор как необходимое условие и существенный этап процесса транслокации нековалентных пептидбелковых комплексов. Как было отмечено выше, данная работа посвящена изучению поведения катионных аналогов грамцидина А КГА в искусственных мембранных системах. Поскольку все пептиды этой группы представляют собой химеры, построенные из двух доменов с одной стороны, гидрофобного грамицидина А или его аналога, а с другой, катионного олнгопептида, в литературном обзоре мы знакомим читателя с имеющимися данными о структурнофункциональных взаимоотношениях обширного семейства катионных амфипатичных пептидов. Кроме того, учитывая уникальные структурные особенности грамицидина А. При рассмотрении вопроса взаимодействия с мембранами катионных амфипатичных пептидов, в первую очередь, необходимо обсудить перечень объектов, активность которых будет рассматриваться таблица 1. Наряду с катионными амфипатичными антимикробными пептидами подобными особенностями состава обладает также ряд пептидов, которые исторически рассматривают в рамках группы мембранапроникающих пептидов СРР. В то же время, в последние годы на основании исследования характера взаимодействия с мембранами группы СРР и АМП зачастую рассматривают как практически синонимичные . Кроме того, катионные амфипатичные пептиды встречаются также среди других групп соединений, например мелиттин, который формально считается токсином, хотя, по существу, является представителем катионных амфипатичных АМП. Таким образом, несмотря на то, что объекты рассмотрения относятся к разным группам соединений исходя из исторически сложившейся классификации, вес варианты их взаимодействия с мембранами покрываются активностью АМП. Катионные АМП насчитывают тысячи представителей и сотни групп.