Чем убивает гадюка

Ученые из ИБХ РАН при участии коллег из НИИ морфологии человека РАМН и  РНИМУ им. Н.И. Пирогова и при поддержке РФФИ обнаружили, что фермент фосфолипаза А2 из яда гадюки Никольского (vipera Nikolskii) способен «склеивать» две фосфолипидные мембраны даже при заблокированной ферментативной активности. Выяснилось, что происходит это благодаря гетеродимерной структуре ферментов — имея два сайта связывания с бислоем, они взаимодействуют сразу с двумя мембранами и «склеивают» их между собой. Опубликованные в журнале Toxicon результаты работы помогают лучше понять, как действуют многокомпонентные яды змей.

В составе ядов змей и некоторых других животных присутствуют нейротоксины – белки, которые воздействуют на нервную систему и блокируют проведение нервного импульса. К таким нейротоксинам относятся некоторые типы фермента фосфолипаза А2. Интерес со стороны исследователей к фосфолипазе А2 связан с тем, что она служит маркером воспаления. Это означает, что уровень этого фермента в крови повышается при остром воспалении в организме. Поэтому сразу несколько научных групп в мире пытаются создать системы обнаружения активности фосфолипазы А2.

В 2016 году сотрудники Лаборатории химии липидов Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН разработали принципиально новый флуоресцентный метод детектирования взаимодействия этого фермента с липидным бислоем. Он основан на переносе энергии между двумя флуоресцирующими красителями (флуорофорами), встроенными в слой липидов.

«Чтобы протестировать новую разработку на как можно большем числе объектов, мы обратились за помощью в Лабораторию молекулярной токсинологии ИБХ, – рассказывает Иван Болдырев, старший научный сотрудник Лаборатории химии липидов. –  У руководителя лаборатории, Юрия Николаевича Уткина, за годы работы собран набор фосфолипаз А2 из ядов различных организмов, в том числе фосфолипазы А2 с двумя аминокислотными цепочками, гетеродимерами, из яда гадюки Никольского. Однако механизм токсического действия этих гетеродимеров не выяснен».

Исследование с помощью новой системы дало неожиданные результаты. Под действием этих «двойных белков» флуоресценция не разгоралась, как это происходит в случае всех остальных фосфолипаз, а, наоборот, затухала.

«Мы поняли, что наткнулись на что-то фундаментально новое», – продолжает Иван. Более глубокое исследование с помощью метода электронной микроскопии показало, что гетеродимерные фосфолипазы А2 из яда гадюки Никольского вызывают агрегацию липидных мембран, то есть «склеивают» их между собой.

«Незаряженные мембраны, на поверхности которых нет электрического заряда, под действием гетеродимеров не соединяются», – объясняет Анна Алексеева, младший научный сотрудник Лаборатории химии липидов.

С отрицательно заряженными мембранами дело обстоит иначе.

«Нам удалось установить направленность гетеродимерных фосфолипаз А2 на них и определить кислотность среды, при которой фермент проявляет активность», – добавляет Дарья Третьякова, аспирант Лаборатории химии липидов.

Новые данные помогают лучше понять действие многокомпонентных ядов змей, а разработанная методология будет востребована для изучения других липид-белковых взаимодействий.

Юлия Шуляк, пресс-служба ИБХ

 

Heterodimeric V. nikolskii phospholipases A2 induce aggregation of the lipid bilayer

A.S. Alekseeva, D.S. Tretiakova, V.P. Chernikov, Yu.N. Utkin, J.G. Molotkovsky, E.L. Vodovozova, I.A. Boldyrev

Toxicon Volume 133, July 2017, Pages 169–179

https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2017.05.015

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *