Полисахариды (ПС) растений являются наиболее представленным и бесконечно разнообразным классом биополимеров. Наряду с ПС в функционировании растительной клетки задействованы несколько типов гликан-узнающих белков. Первым событием взаимодействия любого белка (фермента, лектина, антитела) с полисахаридом является узнавание, на которое оказывают влияние нерегулярная структура ПС, его функционирование в клеточной стенке в виде комплексов с не-углеводными биополимерами, изменчивость в процессе роста клетки, и др. В этом узнавании проявляются нехарактерные для других взаимодействий особенности, которые в данном проекте предполагается выявить и, в конечном итог выйти на понимание кода узнавания, заложенного природой во взаимодействие полисахаридов с белками - сильно разнящимися как по функции, так и фолду. Исследование именно качественно различающихся белков поможет найти общие закономерности. Способность взаимодействовать не с одним конкретным ПС, а с разными, нередко резко отличающимися по химической структуре (полиреактивность) – ключевое свойство белков врожденного иммунитета (иммуноглобулинов, коллектинов, TLR), которые обязаны узнавать группы мишеней, а не отдельные молекулы. Согласно нашей гипотезе, полиреактивность объясняется наличием в составе разных (с точки зрения первичной и вторичной структуры) ПС одинакового «типового гликотопа» (ТГТ), узнаваемого данным белком. Сложность идентификации ТГТ заключается в том, что он может быть: 1) линейным, 2) конформационным, 3) сформированным несколькими молекулами полисахаридов, что реализуется в клеточной стенке растений, бактериальной капсуле и т.п., где являются истинными мишенями изучаемых белков. Мы предполагаем изучить взаимодействие белков с ПС и алгоритмизировать поиск соответствующих ТГТ. Планируется провести следующее. 1. Выделить из крови человека естественные антитела к нескольким растительным полисахаридам (рПС), имеющим существенно разные первичные структуры, охарактеризовать и сравнить их специфичность. 2. Изучить, с какими рПС взаимодействуют дендритные клетки, базофилы и НК человека, подтвердить возможность узнавания широкого репертуара рПС этими звеньями врожденного иммунитета. Если широкий репертуар подтвердится, выявить ТГТ и сделать обоснованное предположение о биологическом смысле узнавания рПС иммунной системой человека. 3. Получить несколько рекомбинантных растительных лектинов и с помощью рПС-эррея идентифицировать ПС, с которыми они связываются, доказать, что связывание реализуется не только на уровне индивидуальных молекул, но и в клеточной стенке, выявить те структурные элементы ПС, которые контактируют с лектинами, сравнить их между собой. 4. В итоге, сделать вывод, существует ли «код» узнавания полисахаридов белками, то есть, было ли в результате эволюции белков врожденного иммунитета выбран ограниченный репертуар ТГТ. Идентификацию ТГТ планируется проводить на основании совокупности информации, получаемой от: 1) сравнения узнаваемых белками ПС; 2) конформационного и молекулярно-динамического анализа тех же ПС; 3) исследования комплексов белок-ПС и белок-клеточная стенка с помощью ЯМР. Ранее проблема, поставленная в данном проекте, не формулировалась; успешность ее решения опирается на мультидисциплинарность проекта, в котором участвуют специалисты по растительной клетке, по структурной характеризации ПС, синтезу, иммунологии, ЯМР и конформационному анализу. Решению проблемы способствуют накопленные (РНФ № 20-63-47110) опыт и разработанные гликоэрреи, гликозонды, гликосорбенты и коллекция рПС. Понимание фундаментальных принципов ПС-белкового узнавания необходимо для решения медицинских задач, таких как диагностика и профилактика аллергии, которую связывают с растительными полисахаридами; профилактика и лечение хронических недугов ЖКТ, причина которых кроется в несовместимости иммунной системы индивидуума с растительной пищей, а также разработка экологически чистых препаратов для предотвращения заболеваний растений.