Аннотация докторской диссертации

Аннотация докторской диссертации
Леоновой Ларисы Евгеньевны в связи с утверждением темы диссертации
«Физико-химические, структурные и функциональные свойства дефенсинов
системы врожденного иммунитета приматов»
Работа направлена на решение фундаментальной проблемы: изучение молекулярных основ иммунитета.
Выяснение механизмов действия антибиотических пептидов имеет фундаментальное значение для
понимания молекулярных основ иммунитета и открывает перспективы в создании лекарственных средств
нового поколения. У млекопитающих описано несколько структурно-гомологических групп антимикробных
пептидов, среди которых наиболее изученным является семейство дефенсинов, которые как в
многочисленных опытах in vitro, так и, что особенно важно, in vivo проявляют антимикробную активность
против многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, микобактерий, низших грибов,
оболочечных вирусов. Широкое распространение и высокий уровень экспрессии дефенсинов в
эпителиальных тканях и клетках иммунной системы предполагают их важную роль в реализации различных
защитно-приспособительных реакций организма. Дефенсины представляют собой катионные пептиды с
высоким содержанием основных аминокислот аргинина и лизина, а также аминокислот с гидрофобными
боковыми группами. Еще одной отличительной структурной особенностью дефенсинов является наличие в
составе их молекул шести остатков цистеина, образующих три внутримолекулярных дисульфидных
мостика. Дефенсины млекопитающих подразделяются на три группы: альфа-, бета- и тета-дефенсины,
которые различаются структурой кодирующих их генов, длиной препрочастей и аранжировкой
дисульфидных связей. Тета-дефенсины, кроме того, являются макроциклическими пептидами, циклическая
структура которых формируется пептидными связями. Представители семейства тета-дефенсинов на уровне
пептидного продукта были обнаружены пока только у обезьяны макаки резус (Macaca mulatta) –
классического лабораторного объекта, широко используемого в биологических и медицинских
экспериментах. О существовании нового семейства циклических дефенсинов (тета-дефенсинов) стало
известно совсем недавно с 1999г. Впервые циклический антимикробный пептид был выделен из
гранулоцитов Macaca mulatta и назван RTD-1 (rhesus theta defensin) (Tang et al., 1999). Из костного мозга M.
mulatta нами впервые удалось выделить и определить первичную структуру еще двух новых тетадефенсинов (Leonova et al., 2001). Было осуществлено клонирование и секвенирование генов этой
разновидности дефенсинов. Оказалось, что за синтез зрелой молекулы ответственны два независимо
транскрибируемых гена, продукты трансляции которых рекомбинируют между собой тремя возможными
сочетаниями, формируя три типа макроциклических молекул тета-дефенсинов RTD-1, RTD-2 и RTD-3. Гены
тета-дефенсинов найдены у многих низших обезьян Старого Света, но отсутствуют у обезьян Нового Света
и полуобезьян. У высших обезьян и человека присутствуют псевдогены тета-дефенсинов, наблюдается
зкспрессия мРНК в костном мозге, скелетных мышцах и тимусе, но трансляция не происходит из-за наличия
мутации в препросегменте( стоп-кодона). У орангутана присутствуют как псевдогены, так и интактные гены
тета-дефенсинов. Недавно было показано, что RTD-1 и ретроциклин (синтетический продукт псевдогенов
тета-дефенсинов человека) обладают и антивирусной активностью против вируса иммунодифицита
человека (Cole et al., 2002; Nguyen et al., 2003; Lehrer, 2004). Нами также впервые выделены и частично
охарактеризованы два новых дефенсина P.hamadryas PHTD-1 и PHTD-3 с молекулярными массами 2053 и
2048,5 Да. PHTD-1 и PHTD-3 предположительно имеют циклическую структуру с тремя дисульфидными
связями, аналогично RTD-1 и RTD-3 (Леонова и др., 2004; Leonova et al., 2007). Нами также впервые
веделены и охарактеризованы три новых альфа-дефенсина P.hamadryas (Цветкова и др.,2006; Tsvetkova et al.,
2006).
Задачей данного исследования является изучение нового класса антимикробных пептидов - тета-дефенсинов
и альфа-дефенсинов обезьян ( M.mulatta и P.hamadryas) в сравнении с дефенсинами лейкоцитов человека:
выделение и очистка катионных пептидов , обладающих антимикробной активностью, изучение их физикохимических свойств, аминокислотного состава и аминокислотной последовательности, определение
первичной структуры тета-дефенсинов, химический синтез аналогов выделенных пептидов, получение их
сравнительных характеристик и изучение их антибиотических свойств и механизма антимикробного
действия. Клонирование генов тета-дефенсинов для подтверждения результатов пептидного
секвенирования, сравнительный анализ генов дефенсинов приматов. В изучении этого нового класса
дефенсинов еще многое неизвестно о биологической роли и механизме антимикробного и антивирусного
действия.