Научно-практическая конференция и школа с международным участием, посвященная 90-летию со дня рождения академика В.В.Фролькиса

МОЛЕКУЛЯРНО-КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕПТИДНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ ПРИ СТАРЕНИИ

2013

Цель. Важной проблемой патогенеза сердечнососудистых заболеваний является молекулярная характеристика эндотелия сосудов, которая активно вовлекается в нарушение метаболизма основного вещества и белков (эластина, коллагена) в сосудистой стенке. Эти изменения могут возникать даже на ранних стадиях атеросклеротического поражения сосудов и гипертонической болезни. Одними из ключевых сигнальных молекул сосудистой стенки и ее патологии являются молекула адгезии ICAM, маркер эндотелиоцитов CD34, Е-селектин, хемокин FGFв и молекулы, вовлеченные в процессы клеточного обновления - Ki67 и р53. При старении происходит снижение синтеза этих белков в клетках. Ранее было показано, что при введении пептида Lys-Glu-Asp наблюдается увеличение синтеза CD34, ICAM-1, FGFb, E-селектина и Prox-1 в клетках эндотелия сосудов. Такой биологический эффект скорее всего связан с участием пептида в регуляции экспрессии генов этих белков. Целью работы явился поиск селективного сайта связывания для пептида Lys-Glu-Asp и создание трехмерной модели такого взаимодействия.

Материалы и методы. Учитывая геометрические и электрохимические свойства пептида Lys-Glu-Asp и правоспиральной ДНК был предложен сайт связывания для пептида - d(CCTGCC). Посчитано количество повторов сайта в промоторных участках генов белков CD34, ICAM-1, FGFb, E-селектина и Prox-1. Нуклеотидные последовательности генов белков взяты из базы данных GenBank на расстоянии -499 +100 от стартовой точки транскрипции. Пептид подставлялся в оптимизированную молекулу ДНК в предполагаемый сайт связывания, и проводилась оптимизация геометрии системы. Модель рассчитывалась с учетом растворителя в поле AMBER12 EHT. Далее выполнялся конформационный поиск наиболее энергетически выгодных расположений пептида в сайте связывания методом LowModeMD. Молекуле ДНК задавались ограниченные движения (tether), а пептид был лабильным (flexible).

Результаты. Предполагаемый сайт связывания d(CCTGCC) найден в промоторах генов CD34, ICAM1, FGFB по одному повтору. В других белках сайт не обнаружен. Была рассчитана модель взаимодействия пептида Lys-Glu-Asp с дуплексом d(CCTGCC). Пептид взаимодействовал с большой бороздкой ДНК, и обнаружена сеть из 8 водородных связей, образованных между карбоксильными группами Glu и Asp и аминогруппами аденина и цитозинов, и между аминогруппами основной цепи и Lys и атомами азота N7 гуанинов.

Выводы. Таким образом, пептид Lys-Glu-Asp может реализовывать свою биологическую активность через связывание со специфическим сайтом связывания d(CCTGCC), локализованным в промоторной области генов.