| Аннотация |
Нейротрофиновая система отвечает за ключевые этапы в развитии нейронов, участвуя в таких процессах, как пролиферация, дифференциация, нейропластичность, гибель нервных клеток и др. Патологии в её работе связаны с широким спектром значимых заболеваний - от психических и нейродегенеративных до онкологических. В связи с этим, изучение нейротрофинов и особенно их рецепторов, является крайне актуальной задачей. Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению данных белков, детальные механизмы их работы до сих пор остаются нераскрытыми. В первую очередь это связано со сложностями при изучении их структуры. Понимание основ функционирования белка на атомарном уровне позволяет проследить все шаги его активации, что дает основу для создания эффективных лекарственных препаратов (ингибиторов, активаторов и т.п.).
Известно 4 рецептора нейротрофинов, 3 из которых представлены семейством тирозинкиназных рецепторов Trk (TrkA, TrkB и TrkC), а также рецептор P75. Все они представляют из себя мембранные белки I типа и содержат достаточно большой внеклеточный домен, ответственный за связывание с лигандом, односпиральный трансмембранный домен, ответственный за передачу сигнала, и цитоплазматический домен, ответственный за запуск сигнальных каскадов внутри клетки. Кроме того, вне- и внутриклеточные домены связаны с трансмембранным доменом через протяженные линкерные регионы. Такое строение белков препятствует кристаллизации, что не позволяет изучать их методами рентгеновской кристаллографии; относительно большой размер делает их неудобными объектами для исследования методом ЯМР-спектроскопии, а наличие протяженных и подвижных примембранных регионов приводит к невозможности получения структуры полноразмерного рецептора методом криоэлектронной микроскопии. В результате все исследования данных белков построены по стратегии “разделяй и властвуй”, т.е. изучаются отдельные домены, после чего предлагаются модели активации полноразмерного рецептора. На сегодняшний день это привело к ситуации, когда в распоряжении научного сообщества есть структуры всех отдельных доменов нейротрофиновых рецепторов, но в тоже время нет детального понимания их работы. Камнем преткновения являются примембранные регионы, отсутствие жесткой структуры и высокая подвижность которых не позволяют ответить на вопрос о том, как связывание с лигандом вызывает конформационные изменения внутриклеточного домена, и, соответственно, активирует сигнальные каскады?
Ряд функциональных и структурных работ в этой области, в том числе за авторством членов коллектива Проекта, говорят о том, что данные примембранные участки взаимодействуют с другими белками, что фиксирует их положение и, таким образом, обеспечивает передачу сигнала, однако нет понимания, что происходит на молекулярном уровне. В рамках данного Проекта планируется изучить такие взаимодействия более детально. В случае рецептора TrkA ранее была высказана гипотеза, что нейротрофин NGF связывается не только с внеклеточным глобулярным доменом, но и с примембранным регионом. Одной из задач Проекта будет изучение данного взаимодействия и определение интерфейса. В случае рецептора P75 в рамках предыдущих исследований был найден адаптерный белок, который связывается с внутриклеточным примембранным регионом. В ходе Проекта планируется изучить это взаимодействие и выявить ключевые остатки, участвующие в связывании.
Ещё одной задачей Проекта является исследование взаимодействия между рецептором TrkB и антидепрессантами. Ранее коллективом уже были описаны взаимодействия между некоторыми мембраноактивными препаратами и трансмембранным доменом TrkB. В настоящем исследовании планируется изучить взаимодействие антидепрессантов с примембранным участком и/или лиганд-связывающим доменом этого рецептора.
Таким образом, полученные результаты будут оригинальными и дадут новую информацию о механизмах функционирования рецепторов нейротрофинов, а также заложат основу для рационального дизайна новых лекарственных препаратов.
|
