Петренко А.Г.- НШ-2014

Название научной школы
Молекулярные механизмы регуляции кислотно-щелочного баланса
Тема научного исследования
Выявление белков и сигнальных путей, активируемых при сдвигах кислотноосновного баланса в организме в сторону алкалоза.
Аннотация
Проект направлен на исследование молекулярных механизмов регуляции кислотноосновного баланса. Поддержание постоянства нейтрального рН в крови и
межклеточной жидкости является фундаментальным свойством живых организмов,
абсолютно необходимым для нормальной функции ферментов, рецепторов,
переносчиков кислорода и других белков в организме. До настоящего времени
кислотно-щелочное
равновесие
преимущественно
изучалось
врачамиреаниматологами, поскольку даже небольшие сдвиги рН являются смертельно
опасными и требуют немедленной коррекции.
Основной задачей предлагаемого проекта является подробное изучение молекул и
сигнальных путей, вовлеченных в физиологическую компенсацию алкалоза состояния защелачивания крови вследствие патологий, таких как например почечная
недостаточность, инфекций или несбалансированной диеты. Нами было
установлено, что тирозинкиназный рецептор IRR (insulin receptor-related receptor),
являющийся близким гомологом рецептора инсулина и ранее считавшийся
«сиротским» рецептором, является сенсором слабощелочной среды. Эксперименты
с мышами мышей с инактивированным геном IRR показали, что данный рецептор
вовлечен в регуляцию удаления избыточной щелочи из организма при сдвигах
кислотно-основного равновесия.
Для анализа сигнальных путей, активируемых IRR в результате контакта со
слабощелочной средой, и выявления механизмов компенсации отсутствия рецептора
мы будем использовать генетически-модифицированных животных с нарушенной
функцией ИРР и имеющих склонность к алкалозу. Наибольшее количество IRR
находится в почках, в субпопуляции эпителиальных клеток, выстилающих
дистальные канальцы. Данные клетки, называемые бета-вставочными клетками
(beta-intercalated cells), контактируют с почечным фильтратом, рН которого, в
отличие от крови, может существенно варьироваться, в том числе и в щелочную
сторону. Мы проведем сравнительный анализ экспрессионного профиля белков
почки у животных с рецептором IRR и без него с помощью массированного
секвенирования транскриптомов из почек мышей дикого типа и мышей, нокаутных
по гену рецептора IRR. Таким образом мы определим белки, экспрессия которых
изменилась в нокаутных мышах и которые, предположительно, сопряжены с
функцией IRR. На основе выявленных отклонений, мы проанализируем
потенциальную роль идентифицированных белков в регуляции кислотно-щелочного
равновесия методами клеточной и молекулярной биологии. Одним из главных
органов, необходимых для поддержания гомеостаза в организме, являются почки.
Руководитель проекта – заведующий лабораторей клеточной биологии рецепторов
д.х.н. Петренко А.Г.
Список научных статей д.x.н. Петренко А.Г. (2008-2013 гг.)
1. Analysis of structural determinants of alkali sensor IRR positive cooperativity. Popova
NV, Deyev IE, Petrenko AG. Dokl Biochem Biophys. 2013 May-Jun;450:160-3.
2. Insulin receptor-related receptor as an extracellular pH sensor involved in the regulation
of acid-base balance. Petrenko AG, Zozulya SA, Deyev IE, Eladari D. Biochim Biophys
Acta. 2013 Oct;1834(10):2170-5.
3. Deficient Response to Experimentally Induced Alkalosis in Mice with the Inactivated
insrr Gene. Deyev IE, Rzhevsky DI, Berchatova AA, Serova OV, Popova NV, Murashev
AN, Petrenko AG. Acta Naturae. 2011 Oct;3(4):114-7.
4. Association of adaptor protein TRIP8b with clathrin. Popova NV, Deyev IE, Petrenko
AG. J Neurochem. 2011 Sep;118(6):988-98.
5. Insulin receptor-related receptor as an extracellular alkali sensor. Deyev IE, Sohet F,
Vassilenko KP, Serova OV, Popova NV, Zozulya SA, Burova EB, Houillier P, Rzhevsky
DI, Berchatova AA, Murashev AN, Chugunov AO, Efremov RG, Nikol'sky NN, Bertelli
E, Eladari D, Petrenko AG. Cell Metab. 2011 Jun 8;13(6):679-89.
6. Association of the subunits of the calcium-independent receptor of α-latrotoxin. Serova
OV, Popova NV, Petrenko AG, Deyev IE. Biochem Biophys Res Commun. 2010 Nov
26;402(4):658-62.
7. Regulation of CIRL-1 proteolysis and trafficking. Deyev IE, Petrenko AG. Biochimie.
2010 Apr;92(4):418-22.
8. Novel GPS-containing G protein-coupled receptor from Monosiga brevicollis. Serova
OV, Deyev IE, Petrenko AG. Dokl Biochem Biophys. 2009 Jul-Aug;427:191-4.
9. Dissociation of the subunits of the calcium-independent receptor of alpha-latrotoxin as a
result of two-step proteolysis. Krasnoperov V, Deyev IE, Serova OV, Xu C, Lu Y,
Buryanovsky L, Gabibov AG, Neubert TA, Petrenko AG. Biochemistry. 2009 Apr
14;48(14):3230-8.
10. [Identification of proteins in complexes with alpha-latrotoxin receptors]. Serova OV,
Popova NV, Deev IE, Petrenko AG. Bioorg Khim. 2008 Nov-Dec;34(6):747-53. Russian.
11. Analysis of proteins interacting with TRIP8b adapter. Popova NV, Plotnikov AN,
Ziganshin RKh, Deyev IE, Petrenko AG. Biochemistry (Mosc). 2008 Jun;73(6):644-51.