Введение к работе
Актуальность темы. Логическим продолжением изучения процесса сворачивания белка в условиях in vitro явилось создание такого нагіпавления в науке, как дизайн и инженерия искусственных белков. Идея создания искусственных белков (белков dc novo) основывалась на предположении о том, что наибольшие знания о белках и процессах их сворачивания и разворачивания белков можно получить, если синтезированная нами аминокислотная последовательность свернется в предсказанную нами же пространственную структуру. Развитие молекулярной биологии и биоорганической химии привели к возможности не только моделировать искусственные системы, но и создавать белки de novo в реальных биологических условиях.
Исследования структурно-функциональньк свойств природных белков часто сталкиваются с непреодолимыми препятствиями, обусловленными двумя особенностями белковых молекул. Во-первых, белки представляют собой большую и сложную структуру, работать с которой очень тяжело и неудобно. Во-вторых, функции белков строго зависят от определенного расположения аминокислот, поэтому любые случайные изменения, как в белковой последовательности, так и в пространственном расположении аминокислот, открывают бесчисленное количество вариантов изменения свойств. Логика развития науки о белках привела к необходимости поиска путей, которые позволили бы предсказывать и контролировать сворачивание и разворачивание белков. С помощью белкового дизайна и методов белковой инженерии стало возможным усовершенствование природных белков для медицинских и биотехнологических целей и создание не существующих в природе белков, используя природные мотивы.
Многие ферменты сбладаіот несколькими активностями, за которые могут отвечать различные субъедишщы молекулы. Искусственные белки, используемые в качестве носителей биологических активностей, являются удобной моделью для исследоваїпм свойств отдельных активностей, влияния активных пептидов на структуру белка и процесс сворачивания белка.
Научная новизна работы. В работе впервые был получен альбеферон -биологически активный искусственный белок и исследованы его свойства. Установлено, что введение в состав аминокислотной последовательности альбебетина пептида из восьми аминокислот улучшает структуру белка de novo, делая его более стабильным. Было показано, что альбеферон, представляющий собой альбебстин с присоединенным при помощи генно-инженерных методов на N-конец фрагментом 130-137 человеческого интерферона а2, обладает антипролиферативной и цитопатической активностями. Мы впервые показали, что альбеферон наряду со сродством к рецепторам на Т- лимфоцитах мыши, обладает высоким сродством к рецепторам на Т- лимфоцитах человека, воспроизводя оба вида активностей пептида гЫРЫ-а2. Нами было показано, что альбеферон, обладает низкой иммуногенностью. Это свойство белка позволяет использовать его как носитель биологической активности.
Прастическая ценность работы. Полученные в работе данные подтверждают предположение о том, что искусственные белки можно использовать в качестве иммунологически инертных носителей биологических активностей. Такого рода носители можно использовать для изучения механизмов действия как отдельной активности, так и комбинированной функции из нескольких активных пептидов. Обладающий такими свойствами искусственный белок может использоваться в качестве каркаса для пептидных факторов, имеющих медицинское значение. Апробация работы. Результаты доложены на Международной конференции, посвящегаюй памяти А.А. Баева ( май 1996 г., Москва); на Втором съезде Биохимического Общества РАН (19-23 мая 1997г., Москва); на конференции, посвященной 30-летию журнала «Молекулярная биология» (декабрь, 1997 г., Москва)
Основные положения диссертации обсуждены и представлены к защите на заседании коллоквиума группы белковой инженерии в лаборатории спектрального анализа Института биоорганической химии им. ММ Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН 30 февраля 1998 г.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов и их обсуждения,