|
НЕФЕРМЕНТАТИВНОЕ ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ НАТИВНОЙ
И МОДИФИЦИРОВАННОЙ ХОНДРОИТИНСУЛЬФАТОМ
БЫЧЬЕЙ ТЕСТИКУЛЯРНОЙ ГИАЛУРОНИДАЗЫ
А.Д. Турашев, Е.Г. Тищенко, А.В. Максименко
Институт экспериментальной кардиологии, Российский Кардиологический Научно-
Производственный Комплекс, 3-тья Черепковская улица 15А, 121552 Москва, Россия
alexmak@cardio.ru
Продукты неферментативного гликозилирования (гликирования) белков могут высту-
пать одной из причин развития (выражено в условиях окислительного или карбонильного
стресса) таких патологий как атеросклероз и сахарный диабет. Использование для их тера-
пии ферментных препаратов снижает эффективность лечебного действия из-за инактивации
биокатализаторов при гликировании. Препарат бычьей тестикулярной гиалуронидазы пред-
назначен для терапевтического контролирования тканевой проницаемости. Функционирова-
ние гиалуронидазы в условиях нарушения углеводного обмена может быть затруднено про-
теканием ее неферментативного гликозилирования, что пока исследовано недостаточно и
фрагментарно. Кроме того, в многофакторной картине нарушений микроциркуляторного
русла выделяется явление no-reflow, превращающееся в новый вызов в лечении пациентов с
острым инфарктом миокарда с подъемом ST-сегмента на ЭКГ. Среди многообразных при-
чин no-reflow (как и других нарушений микроциркуляции) весьма слабо изучена роль эндо-
телиального гликокаликса. Полагают, что гиалуронан определяет проницаемость эндотели-
ального гликокаликса, а ассоциирующиеся с ним протеогликаны – его объем. Регулятором
плотности углеводного покрытия эндотелия является фермент гиалуронидаза (ГУ). Модели-
руя гликозаминогликановое (ГАГ) микроокружение ГУ ковалентным многоточечным при-
соединением к ферменту разных ГАГ, мы изучили их воздействие на эндогликозидазную
активность биокатализатора и его резистентность к гепариновому ингибированию. Оказа-
лось, что сополимерные ГАГ (гепарин, дерматансульфат) инактивировали ГУ, а полимерные
ГАГ (гиалуронан, хондроитинсульфат) стабилизировали активность фермента и придавали
ему резистентность к гепариновому ингибированию. Наибольшей стабильностью обладала
ГУ с высокой степенью модификации (82-95%) хондроитинсульфатом (ГУ-ХС). Гликозида-
зы (в силу их функции) подвергаются в организме воздействию сахаридов (особенно при на-
рушениях углеводного обмена), поэтому мы провели сравнительное изучение гликирования
ГУ производных в нативной и модифицированной ХС форме нейтральными моно- (глюкоза,
галактоза) и ди- (целлобиоза, лактоза, мальтоза) сахаридами и положительно заряженными
гексозаминами.
Гликирование нативной ГУ моно- и ди- сахаридами заметно снижало ее эндогликози-
дазную активность (особенно для случаев галактозы, лактозы, смесей сахаридов) и увеличи-
вало величину ее гепаринового ингибирования. Экранирование молекулярной поверхности
ГУ от действия этих нейтральных сахаридов ХС микроокружением, созданным вокруг бел-
ковой молекулы в результате ковалентной модификации биокатализатора, способствовало
сохранению ГУ активности и придавало ферменту резистентность к ингибированию гепари-
ном. Функциональная стабильность нативной гиалуронидазы была заметно ниже стабильно-
сти ее модифицированной ХС формы.
В качестве гликирующих агентов могут выступать и продукты деградации гликокалик-
са, имеющие, как фрагменты ГАГ, с восстанавливающего конца N-ацетилглюкоз- или
N-ацетилгалактоз- амины. Эти N-ацетилгексозамины могут быть использованы как молеку-
лярные аналоги гликирующих ГАГ фрагментов. В физиологической области рН они обла-
дают
положительным
зарядом.
Их
взаимодействие (N-ацетилглюкозамин
и
N-ацетилгалактозамин) с ГУ и ГУ-ХС показало обратную действию моно- и ди- сахаридов
картину. Нативная ГУ оказалась достоверно стабильнее ГУ-ХС. Такой эффект объяснялся
30
вкладом электростатических взаимодействий ГУ-ХС (благодаря снижению ее рI после мо-
дификации) с положительно заряженными N-ацетилгексозаминами. С нативной ГУ (в этом
интервале рН 5,5 – 7,5) это не происходило. Полученные эффекты подтверждались сниже-
нием гликирующей инактивации ГУ-ХС, но не нативной ГУ, проводимой в среде с повы-
шенной величиной ионной силы (при ее изменении от 0,1 М к 0,75 М NaCl). При этом эн-
догликозидазная активность самой ГУ и ГУ-ХС слабо зависела от этого параметра.
Полученные данные указывают важность вида доминирующей фракции сахаридных
производных для регуляции функционирования ГУ гликированием и для анализа сравни-
тельного действия ГУ производных в организме в целях разработки подходов для монитори-
рования перфузии тканей и системы микроциркуляции. Производные ГУ (нативная ГУ и
модифицированная ГУ-ХС) представляются перспективными для оценки их воздействия на
эндотелиальный гликокаликс при ишемических нарушениях микроциркуляции. Таким обра-
зом, проведение парного ГУ теста (ГУ и ГУ-ХС) может позволить экспериментально вы-
явить in vivo участие гликокаликса в микроциркуляторных нарушениях и вид доминирую-
щих сахаридных производных в крови при этом. Полученные данные обосновано поставили
эту задачу для последующего изучения in vivo.
Настоящее исследование выполнено при частичной финансовой поддержке
Росмедтехнологий и грантов РФФИ 07-04-12057-офи и 09-04-00023.
1. Турашев А.Д., Тищенко Е.Г., Максименко А.В. Кардиологический вестник, 2007,
II (XIV), 2, 64.
2. Тищенко Е.Г., Турашев А.Д., Максименко А.В. Кардиологический вестник, 2007,
II (XIV), 2, 68.
3. Максименко А.В., Турашев А.Д., Тищенко Е.Г. Молекулярная медицина, 2008, 2, 12.
4. Турашев А.Д., Тищенко Е.Г., Максименко А.В. 2009, 3, 51.
5. Турашев А.Д., Тищенко Е.Г., Максименко А.В. 2009, 6, 50.
6. Турашев А.Д., Максименко А.В. Кардиологический вестник, 2009, IV (XVI), 2, 59.
31
Do'stlaringiz bilan baham: |
