Лаборатория клеточной биологии рецепторов

 сотрудники

 

Лаборатория занимается изучением механизмов функционирования клеточных рецепторов. В настоящее время проводится работа по двум основным направлениям.

Первое связано с исследованием адгезионного нейронального G-белоксопряженного рецептора CIRL. Рецепторы CIRL представляют собой природные гибриды двух классов белков – сигнальных рецепторов и молекул клеточной адгезии. Считается, что эти химерные рецепторы могут быть вовлечены в межклеточные взаимодействия и передачу сигналов, опосредованных G-белками. Однако до сих пор для рецепторов данного семейства не были найдены природные агонисты.

Второе направление связано с исследованием представителя семейства инсулинового рецептора – IRR (insulin receptor-related receptor). К этому семейству принадлежат также инсулиновый рецептор (IR) и рецептор инсулино-подобного фактора роста (IGF-IR). Лигандами рецепторов IR и IGF-IR являются эндогенные пептиды, тогда как для IRR до недавнего времени не удавалось обнаружить лиганд, несмотря на значительные усилия, предпринятые в этом направлении.

Ф.И.О.ДолжностьКонтакты
Петренко Александр Георгиевич, д. х. н.зав. лаб.petrenkoag@gmail.com+7(495)335-41-77
Горященко Александр Сергеевич, к. х. н.н.с.asgoryash@yandex.ru
Можаев Андрей Александрович, к. х. н.н.с.a.a.mozhaev@gmail.com+7(495)3354177
Попова Надежда Викторовна, к. б. н.н.с.popova@ibch.ru+7(495)335-41-77
Серова Оксана Викторовна, к. х. н.н.с.oxana.serova@gmail.com+7(495)335-41-77
Жевленев Егор Сергеевичасп.egor.zhevlenev@gmail.com
Пручковский Дмитрий Анатольевичасп.pruchkovskii@mail.ru
Чачина Наталия Андреевнаасп.Natali.chachina@gmail.com
Ганцова Елена Александровнаинж.-иссл.gantsova@mail.ru
Орса Александр НиколаевичинженерSaniaorsa@mail.ru

Ранее здесь работали:

Деев Игорь Евгеньевич, к. ф.-м. н.с.н.с.deyevie@ibch.ru
Радионов Никита Викторович, к. б. н.н.с.radionov_nikita@mail.ru
Шаяхметова Динара Маратовна, к. б. н.м.н.с.dinara.shayahmetova@gmail.com
Гавриленкова Алина Александровнатех.-лаб.
Лакутинова Надежда Николаевнатех.-лаб.
Лакутинова Ольга ст. инж.akutinova@bk.ru

Все публикации (показать избранные)

Загружаются...

Петренко Александр Георгиевич

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 31, комн. 208
  • Тел.: +7(495)335-41-77
  • Эл. почта: petrenkoag@gmail.com

Исследование внеклеточной части рецептора IRR методом малоугольного рентгеновского рассеяния и атомно-силовой микроскопией

Совместно с: Группа молекулярной физиологии

Активация IRR может быть достигнута за счет увеличения внеклеточного значения рН. Поскольку активация IRR определяется его внеклеточной частью (эктодоменом), очистка и изучение структуры эктодомена IRR (ectoIRR) представляет особый интерес для понимания фундаментальной основы механизма щелочной чувствительности. Эта работа посвящена определению возможных конформационных перестроек в эктодомене IRR, вызванных изменением рН, с использованием малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS). SAXS является особенно полезным инструментом для исследования некристаллизующихся белков, структурной организации многодоменных белков и позволяет моделировать структуру из субъединиц, для которых доступны кристаллические структуры или другие модели составляющих доменов.

Из данных, полученных в экспериментах SAXS, можно сделать вывод, что белок (растворимый IRR-эктодомен) в растворе существует в виде димера, имеющего молекулярную массу, близкую к той, которая рассчитана из аминокислотной последовательности с вкладом гликозилирования, но мы не смогли найти существенные различия в рассеянии рентгеновских лучей между рН 7,0 и рН 9,0

Чтобы получить подробную структурную организацию ectoIRR мы использовали гибридное моделирование с помощью программного обеспечения CORAL. Доступная рентгеновская кристаллическая структура с высоким разрешением эктодомена рецептора инсулина как ближайшего гомолога IRR была разделена на отдельные поддомены. Всего в CORAL смоделированы две полипептидные цепи (димер ectoIRR) и затем выполнен поиск оптимальных положений и ориентации жестких поддоменов. Моделирование дает хорошее соответствие с χ2 = 1.3, что подтверждает, что выбранная схема моделирования с двумя доменами на цепочку была адекватной.

Данные, полученные с помощью атомно-силовой микроскопии (AFM), также хорошо согласуются с результатами структурного анализа SAXS. Эксперименты AFM эктодомена IRR, адсорбированного на поверхности атомарно-плоской слюды, показали структуру, аналогичную структуре, наблюдаемой SAXS, без существенных различий между рН 7,0 и pH 9,0.

Профиль экспрессии генов в почках мышей, нокаутных по гену insrr

Совместно с: Группа молекулярной физиологии

Рецепор, подобный инсулиновому рецептору (insulin receptor-related receptor, IRR), – это «сиротская» рецепторная тирозинкиназа, которая принадлежит к мини-семейству рецептора инсулина, включающему два его гомолога:  рецептор инсулиноподобного фактора роста (IGF-IR) и рецептор инсулина (IR). Биохимический анализ показал, что активация IRR гидроксил-анионом аналогична активации рецептора лигандом и определяется структурой внеклеточного домена IRR. IRR обнаруживается в отдельных популяциях клеток почек, желудка, поджелудочной железы, а также в части симпатических и холинергических нейронов. Наибольшее количество IRR выявлено в почках, где он обнаруживается лишь в бета-вставочных клетках – субпопуляции эпителиальных клеток, выстилающих дистальные канальцы. Для выявления конкретных молекулярных и клеточных механизмов функционирования IRR в почках и с целью выявления роли IRR в регуляции работы почек в живом организме нами был проведен сравнительный анализ транскриптомов из почек мышей дикого типа и мышей, нокаутных по гену insrr. Достоверное изменение (увеличение экспрессии более чем в 1.5 раза в нокаутных животных) было выявлено для транскриптов двух генов hsd3b2 и igf2. Полученные результаты позволяют предположить, что линия IRR-нокаутных мышей может найти применение в качестве животной модели для изучения роли этих генов в почках.

Публикации

  1. Deyev IE, Shayahmetova DM, Zhenilo SV, Radionov NV, Petrenko AG (2018). Profile of Gene Expression in the Kidneys of Mice with the insrr Gene Knockout. Russ. J. Bioorganic Chem. 44 (2), 256–260

Щелочной рН индуцирует IRR-опосредованное фосфорилирование IRS-1 и изменению актинового цитоскелета в линии бета-клеток поджелудочной железы

Совместно с: Группа молекулярной физиологии

Секреция слабощелочного (рН 8,0-8,5) сока в кишечник является одной из ключевых функций поджелудочной железы. Известно, что система поджелудочной железы, содержащая щелочной сок, может соприкасаться с эндокринными клетками островков поджелудочной железы. Ранее мы идентифицировали рецептор IRR, который экспрессируется в островках Лангерганса в качестве сенсора слабощелочного внеклеточного рН. В этом исследовании мы проанализировали влияние щелочной среды на линию бета-клеток поджелудочной железы MIN6. Была обнаружена активация эндогенного IRR, но не рецептора инсулина, которая может быть ингибирована с помощью ингибитора linsitinib. Автофосфорилирование IRR также приводило к фосфорилированию субстрата 1 рецептора инсулина (IRS-1), основного адаптера в сигнальном пути инсулина,  и также блокировалось ингибитором linsitinib. Однако, в отличие от стимуляции инсулина, в результате щелочной обработки не было обнаружено фосфорилирования белка киназы B (Akt / PKB). Мы также наблюдали повышение экспрессии нескольких генов раннего ответа (EGR2, IER2, FOSB, EGR1 и NPAS4) при щелочной обработке клеток MIN6. Щелочная среда, но не инсулин, также вызывала ремоделирование актинового цитоскелета, которое блокировалось предварительной инкубацией с ингибитором linsitinib. Мы предлагаем, чтобы активация IRR щелочью могла быть частью локальной петли сигнализации между экзокринной и эндокринной частями поджелудочной железы.

Сайт-направленный мутагенез в фибронектиновых повторах в рецепторе IRR

Совместно с: Группа молекулярной физиологии

Ранее мы продемонстрировали, что активация IRR определяется его внеклеточной областью, включает в себя несколько доменов и показывает положительную кооперативность с двумя синергетическими сайтами. Теперь мы рассмотрели роль FnIII повторов в рН-чувствительности IRR с помощью анализа точечных мутантов и химер IRR с рецептором инсулина (IR). Мы показали, что первый сайт активации включает в себя неупорядоченный участок (646-716) в домене FnIII-2 на С-конце IRR-альфа-субъединицы вместе с близко расположенными остатками L135, G188, R244, H318, K319 доменов L1 и C второй субъединицы. Второй сайт включает в себя остаток T582 домена FnIII-1 в верхней части пирамиды лямбда-формы IRR вместе с M406, V407, D408 из домена L2 во второй субъединице. Также была оценена возможная важность гликозилирования IRR для его активации. Обычно IRR менее гликозилирован, чем IR и IGF-IR. Замена доменов FnIII-2 и FnIII-3 в IRR на гомологичные домены из IR приводит к сдвигу массы β-субъединицы с 68 кДа для IRR до примерно 100 кДа из-за увеличения гликозилирования и отсутствию рН-чувствительность у этой химеры. Однако мутации четырех аспарагиновых остатков (сайтов гликозилирования в этой химере) приводили к уменьшению гликозилирования химер и к частичному восстановлению рН-чувствительности. Таким образом, мы предполагаем, что обширное гликозилирование FnIII-2 / 3 доменов обеспечивает стерическое препятствие для щелочной активации эктодомена IRR.