НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система
Секрет пиявки: ученые выяснили строение белка, разрушающего тромбы
Тромбозы и их последствия, инфаркты и инсульты являются одной их основных причин смертей в современном мире. Для борьбы с ними биофизики из МФТИ предлагают использовать фермент медицинской пиявки ─ дестабилазу. С помощью метода рентгеноструктурного анализа ученые получили данные о трехмерной структуре этого белка, а изучив аналоги у близких и далеких родственников пиявки по эволюционному древу, смогли объяснить механизм его работы. Полученные данные, опубликованные в журнале Scientific Reports, будут полезны при разработке антикоагулянтных препаратов.
Гирудотерапия, или терапия медицинскими пиявками, ─ старинная методика, которая продолжает применяться и сегодня. Hirudo medicinalis используют при воспалительных и сердечно-сосудистых заболеваниях, тромбозах, а также после различных хирургических операций. В их слюне находится множество биологически активных веществ, обеспечивающих разжижение крови, в том числе и дестабилаза ─ фермент, вызывающий разрушение уже образовавшихся кровяных сгустков. Самой пиявке эти вещества нужны, чтобы кровь не свернулась у нее в желудке или в процессе питья, а с точки зрения ученых фермент представляет собой природную заготовку, которую можно доработать и использовать как лекарство для профилактики образования тромбов или растворения уже имеющихся.
«Тромбы образуются, когда белки крови связываются между собой изопептидными связями, — поясняет Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. — Известно, что белки представляют собой цепочку аминокислот, связанных пептидной связью. Но некоторые боковые группы этой цепи могут также образовывать связи, аналогичные пептидной. Они называются изопептидными. Так вот, дестабилаза расщепляет эти сшивки боковых цепей и, таким образом, растворяет сформировавшийся тромб».
Для того чтобы понять, как именно работает белок, ученым мало знать, из каких аминокислот он состоит, ─ нужна еще и пространственная структура. При этом если молекула, с которой взаимодействует белок, мала по сравнению с ним, то за функциональность белка отвечают мелкие детали небольшого участка его поверхности (активный центр), а остальное его тело обеспечивает стабильность центра. Ученые закристаллизовали белок, зафиксировав положение каждого атома в нем. Затем кристалл просветили рентгеновскими лучами и получили дифракционную картину, или рентгенограмму. По ней исследователи, пользуясь разнообразными методами (подробнее о них можно прочитать здесь), смогли восстановить структуру белка.
Схематическое изображение пространственной структуры дестабилазы. Правая и левая картинки являются параллельными стереопарами — они практически одинаковы, но изображены с небольшим смещением относительно друг друга. Если расфокусировать взгляд и смотреть как бы «сквозь» картинку, в глубине кадра возникает объемное изображение. Со способами, помогающими научиться рассматривать стереопары, можно ознакомиться здесь
Но исследователи не ограничились только рентгеноструктурным методом, они провели также филогенетический анализ около 1000 аминокислотных последовательностей в аналогах дестабилазы у других беспозвоночных .
«Для нас интереснее всего посмотреть, как эти гомологичные, то есть имеющие схожее строение и функцию белки развивались с ходом эволюции, как при каких-то изменениях структуры изопептидазная активность сохраняется, а при других — исчезает, — продолжает рассказ Валентин Борщевский. ─ Мы можем посмотреть, какие аминокислоты критически важны для сохранения функции, и сделать выводы, что они участвуют в формировании активного центра».
«Мы наложили последовательности аминокислот в этих белках друг на друга, определенным образом выровняли и сравнили, насколько они совпадают, — уточняет Даниил Корнилов, младший научный сотрудник лаборатории старения и возрастных нейродегенеративных заболеваний МФТИ. — Так мы определили степень эволюционной близости этих конкретных белков. Затем мы выявили из них те, которые, как и дестабилаза, умеют расщеплять изопептидные связи. Оказалось, что белки, имеющие предположительно тот же механизм расщепления изопептидных связей, образуют с дестабилазой единый кластер на эволюционном древе. Среди белков данного кластера нашлись два с подтвержденной изопептидазной активностью, структура которых была известна. И далее мы сравнивали структуру нашей дестабилазы со структурами этих двух белков, чтобы понять, как именно они (а значит, и все другие белки данного кластера) разрушают изопептидные связи».
Полученные результаты закладывают основу для дальнейших исследований взаимосвязи строения дестабилазы и ее тромболитической активности, а также могут служить отправной точкой для дизайна белковых структур, на основе которых будут разработаны новые лекарства.
Читайте также
Новую методику измерения кровотока в тканях сердца после инфаркта разработали специалисты Национального медицинского исследовательского центра...
Известно, что длительная терапия бета-блокаторами после инфаркта миокарда снижает смертность примерно на 20%. Однако эти исследования проводились преимущественно...
Результаты исследования подтверждают безопасность биоимплантатов PeriCord, получаемых на основе донорских стволовых клеток пуповинной крови и ткани перикарда...
Компания Abbott Laboratories сообщила, что Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) одобрило устройство для замены...
Российские учёные выяснили, что киберспортсмены нуждаются в периоде восстановления после участия в напряжённых соревнованиях так же, как и обычные атлеты. Авторы работы провели...
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале EClinicalMedicine, группа китайских ученых провела систематический обзор и метаанализ, чтобы понять взаимосвязь между...
Врач Лисицкая: Человек реагирует на погоду из-за психологических особенностей
Погода опять крутит – помимо потепления в конце недели и начале следующей нас...
Ученые Томского политехнического университета в составе международной научной коллаборации изучили влияние сердечно-сосудистых заболеваний на здоровье и продолжительность...
Сердечная мышца дольше сохраняет свою силу у тех, кто хорошо спит ночью и не хочет спать днем.
У людей, которые придерживаются паттернов здорового сна, сердечная недостаточность...
Исследователи из Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН совместно с ООО «Медин» разрабатывают эмболизаты — полимеры, которые заполняют патологические сосудистые...
Иследование, опубликованное в Journal of the American College of Cardiology, показало, что при избытке перикардиального жира увеличивается риск сердечной недостаточности. Эта проблема более опасна для женщин...
У женщин риск смерти или развития сердечной недостаточности после инфаркта миокарда на 20% выше, чем у мужчин, показало новое исследование, опубликованное в Сirculation...
В ряде исследований было показано, что лечение пероральной гормонозаместительной терапией (ГЗТ) у женщин в перименопаузе ассоциируется с увеличением риска венозных тромбозов, а также инсульта и инфаркта миокарда...
САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ
- Нормы роста и веса детей – данные ВОЗ
- Зеленые выделения из влагалища: причины и лечение
- Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей
- Насморк с кровью: причины симптома и способы лечения
- Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности мочевыделительной системы у детей
- Сравнительная характеристика параметров функции внешнего дыхания (обзор литературы)
- Современные представления о норме и патологических отклонениях размеров восходящей аорты при приобретенных пороках сердца
- Анатомо-физиологические особенности детей
- Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей
- Паллиативная химиотерапия рака: основные понятия и особенности (oбзор литературы)
- Что можно и что нельзя делать после удаления аппендицита
- Увеличенные яичники: симптомы, причины и лечение
- О чем говорит головная боль за ухом? Причины, симптомы и лечение
- Характер мужчины проявляется в выборе позы для секса
- Желтые выделения из влагалища: причины и лечение
- Рвота у ребенка без температуры: возможные причины
- Применение летрозола для стимуляции овуляции
- Врожденные аномалии и пороки развития
- Арам Бадалян: Родинку трогать нельзя?
- КАТИОНОРМ – представитель нового поколения искусственных слез для симптоматической терапии синдрома “сухого глаза”
- Армянская ассоциация медицинского туризма (ААМТ)
- Применение противоспаечных средств в профилактике спаечной болезни живота (oбзор литературы)
- Вздутие живота при месячных: 7 способов справиться с неприятным ощущением
- Онкология является самой быстроразвивающейся отраслью медицины: интервью с Левоном Бадаляном
- Как избавиться от лямблий — 25 эффективных рецептов народной медицины
- Компресс при ангине: будет ли полезным прогревание горла?
- Лечение марганцовкой
- Некоторые новые подходы к системной терапии метипредом больных ревматоидным артритом
- Медицинские информационные системы.Информационная система для интегрального фармацевтического и здравоохранного мониторинга
- Подходы к оперативному лечению костно-хрящевых экзостозов
- Фармацевтическая опека
- Повреждения при родах
- Курение марихуаны влияет на потенцию
- Инциденталома надпочечников
- Почему противозачаточные увеличивают грудь?
- Применение индинола и эпигаллата при аденомиозе
- Су-Джок терапия
- Отдых на море: польза, лечение и... вред