Цитопротекторное действие нейроглобина и цитоглобина: разработка методов исследования молекулярных механизмов и подходов к рациональному дизайну препаратов для терапии патологий, ассоциированных с апоптотической клеточной гибелью
Гемсодержащие белки из семейства глобинов – нейроглобин и цитоглобин, были открыты в начале XXI века в тканях позвоночных животных. Нейроглобин преимущественно экспрессируется в клетках нейрональной ткани, тогда как экспрессия гена цитоглобина зарегистрирована в клетках большинства типов тканей позвоночных. Как для нейроглобина, так и для цитоглобина имеется большое количество исследований in vitro и in vivo, в которых была показана их антиапоптотическая (цитопротекторная, нейропротекторная) функция. Как известно, этиология множества заболеваний неразрывно связана с нарушением регуляции апоптотических процессов, что приводит либо к гибели клеток, либо к развитию злокачественных опухолей. К таким патологиям относятся, в частности, ишемии и гипоксии различного генеза, болезни Альцгеймера и Гентингтона, инсульт, травмы спинного мозга, дегенерация сетчатки, фиброз печени, атеросклероз, некоторые типы рака. Следует отметить, что большая часть упомянутых выше патологических состояний входит в топ основных причин смертности населения по данным ВОЗ. Таким образом, нейроглобин и цитоглобин являются перспективными объектами изучения не только с фундаментальной точки зрения, но и с практической – для создания на их основе препаратов для терапии широкого спектра заболеваний, ассоциированных с клеточной гибелью. Кроме того, данные глобины могут стать новыми терапевтическими мишенями и биомаркерами определенных типов рака. Однако для разработки подходов к рациональному дизайну терапевтических препаратов необходимо четкое понимание молекулярных механизмов антиапоптотического действия нейроглобина и цитоглобина, которые на настоящий момент изучены слабо. Настоящий проект направлен на исследование молекулярных механизмов цитопротекторного действия нейроглобина и цитоглобина. Одним из вероятных механизмов нейропротекторной функции нейроглобина является его взаимодействие с митохондриальным цитохромом с – гемсодержащим белком, обладающим проапоптотическими свойствами. Весьма вероятно, что цитоглобин способен взаимодействовать с цитохромом с, таким образом, блокируя запуск апоптоза по цитохром с-зависимому пути в клетках различных тканей организма. Следовательно, исследование белок-белковых взаимодействий нейроглобина и цитоглобина с цитохромом с, а именно, определение структуры и динамики реакционных комплексов, возможных путей переноса электрона в комплексах, в том числе с использованием современных методов и разработкой новых методик, позволит получить принципиально новые данные о молекулярных механизмах цитопротекторного действия нейроглобина и цитоглобина. Предполагаемые результаты данного проекта будут обладать не только несомненной фундаментальной значимостью, но и позволят в дальнейшем перейти к рациональному дизайну на основе нейроглобина и цитоглобина препаратов, направленных на терапию целого ряда патологических состояний и заболеваний, связанных с апоптотической гибелью клетки. Ожидаемые результаты данного проекта будут соответствовать мировому уровню исследований, обладать несомненной новизной и неоспоримой практической значимостью.
6 Января 2025 года 31 Декабря 2027 года
Список публикаций по проекту
- (2025). The molecular mechanism of redox interaction between neuroglobin and cytochrome c. Int J Biol Macromol 318 (Pt 3), 145040
- (2025). Development of a Bacterial Expression System for Producing 15N/13C-Labeled Neuroglobin and Cytochrome C. Russ. J. Bioorganic Chem. 51 (5), 2077–2088
- (2026). Development of Mutant C120S Neuroglobin, Its Characteristics and Interaction with Cytochrome c. Russ. J. Bioorganic Chem. 52 (3), 81
- (2026). Development of a Highly Efficient System for the Production of the Holoform of Recombinant Cytoglobin. Russ. J. Bioorganic Chem. 52 (5), 147

