-Молекулярный механизм нейропротекторного действия белка нейроглобина при его взаимодействии с митохондриальным цитохромом с
В последние годы в мире отмечается тенденция нарастания числа случаев нейродегенеративных заболеваний, инсультов, ишемий, состояний гипоксии головного мозга, вызванных теми или иными причинами. Все эти патологические состояния связаны с прогрессирующей гибелью нейронов головного мозга – нейродегенерацией, ведущей к различным неврологическим симптомам — прежде всего, к деменции и нарушению подвижности. На клеточном уровне в основе этих патологических процессов лежит апоптоз - ключевой физиологический механизм удаления избыточных, поврежденных или устаревших клеток. Нарушение регуляции апоптоза играет важную роль в этиологии различных патологий. В последнее время повышенное внимание исследователей уделяется роли гемсодержащего белка нейроглобина в регуляции апоптотического процесса нейронов и способности белка ингибировать внутренний путь апоптоза путем взаимодействия с митохондриальными белками, в частности, с цитохромом с. Однако молекулярные детали этих взаимодействий остаются в значительной степени неопределенными. Настоящий проект направлен на исследование молекулярных механизмов взаимодействия гемсодержащих белков митохондриального цитохрома с и нейроглобина, лежащих в основе антиапоптотической (нейропротекторной) функции нейроглобина в нейрональных клетках в условиях индуцированного апоптоза. Понимание механизмов нейропротекторного действия нейроглобина, реализующихся за счет взаимодействия с митохондриальным цитохромом с, имеет как фундаментальную, так и практическую значимость, а их исследование несомненно актуально. Понимание механизмов действия нейроглобина обладает существенным потенциалом практического применения в качестве основы для рационального дизайна биомедицинских препаратов, действие которых направлено на ингибирования гибели нейрональных клеток. Подобные препараты могут быть чрезвычайно востребованы в качестве терапевтических средств как патологических состояний - нейродегенеративных заболеваний, инсультов, ишемий и гипоксий различного генеза, так и физиологического состояния старения. В результате выполнения проекта будут получены принципиально новые данные о молекулярных механизмах взаимодействия цитохрома с и нейроглобина, лежащих в основе нейропротекторного действия последнего, получена информация об окислительно-восстановительных и конформационных перестройках, происходящих при взаимодействии нейроглобина и цитохрома с. Предполагаемые результаты будут обладать несомненной новизной и соответствовать мировому уровню исследований. Кроме того, выполнение этого проекта послужит хороших заделом для более масштабного и комплексного исследования функций нейроглобина, и в конечном итоге позволит перейти к разработке терапевтических препаратов на его основе.
January 6, 2022 December 31, 2023
List of publications
- (2022). Multiple Mutations in the Non-Ordered Red Ω-Loop Enhance the Membrane-Permeabilizing and Peroxidase-like Activity of Cytochrome c. Biomolecules 12 (5),
- (2023). Development of a System for Biosynthesis, Isolation and Purification of the Holoform of Recombinant Human Neuroglobin and Its Characteristics. Russ. J. Bioorganic Chem. 49 (3), 550–561
- (2023). Molecular Interactions between Neuroglobin and Cytochrome c: Possible Mechanisms of Antiapoptotic Defense in Neuronal Cells. Biomolecules 13 (8),
- (2023). Mutant Cytochrome C as a Potential Detector of Superoxide Generation: Effect of Mutations on the Function and Properties. Cells 12 (18), 2316
- (2023). Development of Mutant Forms of Neuroglobin with Substitutions in the Interaction Surface with Cytochrome c. Russ. J. Bioorganic Chem. 49 (6), 1483–1488
- (2024). The Increase in the Peroxidase Activity of the Cytochrome C with Substitutions in the Universal Binding Site Is Associated with Changes in the Ability to Interact with External Ligands. Int J Mol Sci 25 (15), 8237
- (2024). Charged Amino Acid Substitutions Affect Conformation of Neuroglobin and Cytochrome c Heme Groups. Curr Issues Mol Biol 46 (4), 3364–3378
- (2025). The molecular mechanism of redox interaction between neuroglobin and cytochrome c. Int J Biol Macromol 318 (Pt 3), 145040