Введение к работе
Актуальность темы. Поиск и исследование биорегуляторов, осуществляющих контроль за такими важнейшими процессами как клеточная адгезия, пролиферация, дифференцировка и морфогенез, продолжают оставаться актуальными задачами современной биохимии. Из внеклеточного пространства печени и из сыворотки крови млекопитающих были выделены адгезивные белковые фракции, в сверхмалых дозах вызывающие самые разнообразные биологические эффекты. Среди последних можно назвать: влияние на вязко-упругие свойства плазматической мембраны гепатоцитов и ее проницаемость; на адгезивные свойства фибробластов и их выживание при культивировании in vitro; на пролиферативный статус клеток; на ход внутриклеточных синтетических процессов. Изучение характера этих эффектов способствовало изучению влияния выделенных веществ на процессы восстановления и регенерации. Эти и другие данные явились основой для формирования концепции, согласно которой выделенные фракции содержат белки, являющиеся биорегуляторами органно-тканевого гомеостаза.
Несмотря на достаточно активное исследование биологических свойств выделенных адгезивных белковых фракций, до сих пор оставались мало изученными их молекулярные свойства, состав и структура. Также, до сих пор не были идентифицированы молекулярные факторы, влияющих на биологическую активность этих веществ. Такие исследования представлялись актуальными, так как их проведение : способствует пониманию молекулярных механизмов биологических процессов, на ход которых оказывают влияние исследуемые в данной работе белки.
Цель работы. Целью данной работы являлось: во-первых, провести очистку до гомогенного состояния биологически активных компонентов трех адгезивных белковых фракций из сыворотки крови быка и внеклеточного пространства печени крыс; во-вторых, после получения гомогенных препаратов, охарактеризовать их молекулярный состав, структуру, физико-химические и биохимические свойства. В-третьих, определить и изучить факторы, влияющие на проявление биологической активности исследуемых белков.
Научная новизна. Научная новизна данной работы определяется, в первую очередь, новизной объектов исследования. Фракции адгезивных внеклеточных белков сыворотки крови и печени крыс
были обнаружены благодаря использованию оригинальных методов выделения и тестирования биологической активности. Из этих фракций были выделены в индивидуальном состоянии и проанализированы, соответственно, три белка - внелеточные низкомолекулярные гликопротеины: кислый гликопротеин из экстракта печени крыс (АГП), нейтральный гликопротеин из экстракта печени крыс (НГП), гликопротеин из сыворотки крови (СГП). Разработаны подходы, впервые позволившие охарактеризовать их молекулярный состав. Обнаружен и охарактеризован сывороточный белок, инактивирующий СГП в условиях in vivo (нСГП). Полученные данные позволяют идентифицировать нСГП как бычий сывороточный преальбумин, а внелеточные низкомолекулярные гликопротеины являются ранее не описанными в литературе белками. Данная работа является первой в изучении структуры данных веществ.
По способности не осаждаться при 100% насыщении раствора сульфатом аммония, СГП, НГП и АГП сходны с группой белков, имеющих наименование S-100. В ходе настоящей работы предстояло разрешить вопрос: являются ли они структурно родственными.
Практическая значимость. Изучаемые нами белки способны оказывать влияние на важнейшие биологические процессы (биосинтез, деление, миграцию, выживаемость клеток). Анализ этих данных дал толчок исследованию биомедицинского потенциала низкомолекулярных внеклеточных гликопротеинов. Оказалось, что данные вещества могут быть использованы в качестве основы для создания новых фармакологических препаратов. На основе СГП была создана серия фармакологических препаратов «Адгелон» и показана их эффективность в офтальмологии, гравмотологии, гастроэнтерологии, при лечении ряда тяжелых патологий суставов (артрозы), для восстановления поврежденных кожных покровов (при лечении ожоговой болезни, пролежней), и в других областях медицины. Фармакологические препараты серии «Гепалон» на основе гликопротеинов из печени (НГП и АГП) показаны в качестве протекторов, предотвращающих развитие циррозов разной этиологии, а также как лекарственное средство в реабилитационный период после ряда тяжелых заболеваний печени. Особым свойством изучаемых нами гликопротеинов является их способность оказывать фармакологическое действие в сверхмалых дозах.
В этой связи, изучение структуры, молекулярных свойств данных белков и выявление факторов, влияющих на проявление их биологической активности, имеет огромное значение для понимания
молекулярных механизмов наблюдаемых феноменов. Это, в свою очередь, необходимо для более эфективного применения имеющихся и для разработки новых фармпрепаратов на основе внеклеточных низкомолекулярных гликопротеинов.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на международной конференции «Биокатализ-98» (Пущино-на-Оке, 1998), симпозиуме «Теория и практика хроматографии и электрофореза» (Москва, 1998), третьей ежегодной конференции The Society for Glycobiology (Балтимор, США, 1998), международной конференции «Эндогенные соединения в морфогенезе и восстановительных процессах - интегрирующие и регуляторные системы: теория и практика» (Москва, 1999).
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (5 глав), экспериментальной части, изложения результатов и их обсуждения (6 глав), выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на |ЭД страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 19 таблиц.
Похожие диссертации на Внеклеточные низкомолекулярные гликопротеины из сыворотки крови быка и печени крыс
