Лаборатория пептидных биорегуляторов

Филиал ИБХ (Пущино)

Руководитель: Наволоцкая Елена Витальевна, д. б. н.
navolotskaya@bibch.ru+7(4967)73-66-68#3205

пептиды, рецепторы, передача сигнала

Основной целью научной деятельности сотрудников лаборатории является изучение свойств и механизма действия биологически активных пептидов. За время ее существования были получены принципиально новые научные результаты, явившиеся значительным вкладом в познание структуры и функции пептидных биорегуляторов. Полученные результаты имеют также важное практическое значение: пептиды, сочетающие высокую специфическую активность с практически полным отсутствием токсичности и иммуногенности, являются ценным материалом для создания новых эффективных лекарственных препаратов.

Лаборатория сотрудничает с Лабораторией регуляторных белков и Лабораторией биологических испытаний ФИБХ, Лабораторией белков гормональной регуляции ИБХ, Институтом молекулярной генетики РАН, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, НИИ особо чистых препаратов ФМБА России (г. Санкт-Петербург), Институтом биофизики клетки РАН, Joint Biotechnology Laboratory of University of Turku (Финляндия).

Лаборатория была создана в 2005 году на базе группы Лаборатории регуляторных белков ФИБХ РАН.

  • Изучение свойств и механизма действия пептидов – фрагментов и аналогов природных пептидных гормонов.
  • Создание препаратов, повышающих адаптационные возможности организма при действии различных экстремальных факторов внешней среды.
  • Получены и запатентованы короткие пептиды с простой структурой, способные нормализовать содержание кортикостерона, адреналина и норадреналина в надпочечниках и плазме крови, а также активность диаминоксизады и уровень свободного гистамина в миокарде при различных стрессорных воздействиях (гипоксии, острой геморрагии, холодовом или тепловом шоке). Показано, что стресс-протекторное действие пептидов опосредовано через рецептор кортикотропина коры надпочечников.
  • Получен селективный агонист (маркер) неопиоидного рецептора бета-эндорфина декапептид SLTCLVKGFY (авторское название пептида – иммунорфин). Установлено, что иммунорфин увеличивает пролиферацию T-лимфоцитов человека in vitro, активирует перитонеальные макрофаги мыши in vitro и in vivo, стимулирует рост человеческих T-лимфобластных клеточных линий Jurkat and MT-4, стимулирует деление бластомеров и ускоряет развитие доимплантационных зародышей мыши. Показано, что линейный и циклический фрагменты иммунорфина VKGFY и cyclo((VKGFY) являются высокоэффективными стимуляторами бактерицидной активности макрофагов в модельных системах фагоцитоза in vitro, что позволило запатентовать их в качестве средств, повышающих устойчивость организма к микробным инфекциям. Локализован участок молекулы бета-эндорфина, ответственный за связывание с неопиоидным рецептором (фрагмент 12-19, TPLVTLFK). Показано, что синтетический октапептид TPLVTLFK обладает выраженной иммуностиулирующей активностью in vitro и in vivo.
  • Установлен основный механизм неопиоидного действия бета-эндорфина: показано, что гормон связывается с высокоаффинным специфическим рецептором на поверхности клетки-мишени, что приводит к увеличению активности индуцибельной NO-синтазы, возрастанию продукции NO, активации растворимой гуанилатциклазы  и, как следствие, возрастанию внутриклеточного уровня циклического 3’,5’-гуанозинмонофосфата (cGMP).
  • Синтезированы пептид октарфин (TPLVTLFK) и его циклический аналог cyclo(TPLVTLFK), способные при введении в организм крыс, подвергнутых действию различных экстремальных факторов (температурный шок, гипоксия, ишемия, инфаркт миокарда), улучшать коронарный кровоток, повышать сократительную активность миокарда, снижать интенсивность перекисного окисления липидов, способствовать повышению уровня антиоксидантной защиты. По выявленным фармакологическим эффектам оба пептида были сопоставимы со стандартным препаратом - антигипоксантом Рибоксином, а по некоторым показателям (улучшение коронарного кровотока, стимуляция антиоксидантной защиты) превосходили его. Оба пептида потенциально пригодны для разработки на их основе препаратов повышающих устойчивость сердечной мышцы к стрессорным воздействиям и функциональным перегрузкам, которые могут найти применение в качестве кардиопротекторов и средств профилактики и терапии ишемической болезни сердца и перенесенного инфаркта миокарда.

Избранные публикации

Наволоцкая Елена Витальевна

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. ФИБХ, комн. Лаб-1/402
  • Тел.: +7(4967)73-66-68#3205
  • Эл. почта: navolotskaya@bibch.ru

Молекулярный механизм неопиоидного действия бета-эндорфина (2017-11-24)

С помощью синтетического пептида октарфина (TPLVTLFK), селективного агониста неопиоидного рецептора бета-эндорфина, получены данные о молекулярном механизме неопиоидного действия гормона. Установлено, что неопиоидное действие бета эндорфина на клетку-мишень реализуется следующим путем: увеличение экспрессии индуцибельной NO-синтазы → возрастание продукции NO → увеличение активности растворимой гуанилатциклазы → возрастание внутриклеточного уровня cGMP.

Публикации

  1. Navolotskaya E.V., Sadovnikov V.B., Lipkin V.M. (2017). Synthetic Peptide TPLVTLFK, a Selective Agonist of Nonopioid β-Endorphin Receptor, Reduces the Corticotropin and Corticosterone Response. Intern. J. Peptide Res.Therap. 23, 111–118 ID:1758
  2. Navolotskaya E.V., Sadovnikov V.B., Lipkin V.M. (2017). Synthetic Peptide TPLVTLFK, a Selective Agonist of Nonopioid β-Endorphin Receptor, Reduces the Corticotropin and Corticosterone Response. Intern. J. Peptide Res.Therap. 23, 111–118 ID:1764
  3. Садовников В.Б., Зинченко Д.В., Наволоцкая Е.В. (2016). Синтетический пептид октарфин активирует растворимую гуанилатциклазу макрофагов. Биоорган. химия 42 (3), 301–304 ID:1755
  4. Sadovnikov V.B., Zinchenko D.V., Navolotskaya E.V. (2016). The synthetic peptide octarphin activates soluble guanylate. cyclase in macrophages. Rus. J. Bioorgan. Chem. 42 (3), 269–271 ID:1762
  5. Navolotskaya E.V. (2015). [Octarphin--Nonopioid Peptide of the Opioid Origin]. Bioorg. Khim. 41 (5), 524–30 [+]

    The data on the properties and mechanism of action of the peptide octarphin (TPLVTLFK, the fragment 12-19 of β-endorphin)--a selective agonist of nonopioid (insensitive to the action of the opioid antagonist naloxone) β-endorphin receptor found on n immune cells (peritoneal macrophages, T and B lymphocytes of spleen and blood), endocrine (adrenal cortex, hypothalamus), cardiovascular (cardiomyocytes) systems are analyzed and systematized. Binding to the receptor octarphin increases increases the mitogen-induced pro- liferation of human and mouse T and B lymphocytes in vitro, activates murine peritoneal macrophages in vitro and in vivo, stimulates growth of human T-lymphoblast cell lines Jurkat and MT-4, inhibits adenylate cyclase activity of rat adrenal cortex membranes and suppresses the secretion of glucocorticoids from the adrenal gland into the blood. It was shown that in a concentration range of 1-1000 nM the peptide increases the activity of inducible NO-synthase (iNOS), and the content of NO and cGMP in lipopolysaccharide-activated murine peritoneal macrophages. Taking into account that NO acts as a primary activator of soluble guanylate cyclase (sGC), it can be assumed that the activating effect of octarphin on macrophages is realized in the following way: increase in th iNOS expression --> increase in the NO production --> increase in the sGC activity --> increase in intracellular levels of cGMP.

    ID:1729
  6. Наволоцкая Е.В. (2015). Октарфин – неопиоидный пептид опиоидного происхождения. Биоорган. химия 41 (5), 524–530 ID:1754