Профилирование полиубиквитиновых цепей различного типа ветвления в клетках млекопитающих

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-74-10154

НазваниеПрофилирование полиубиквитиновых цепей различного типа ветвления в клетках млекопитающих

Руководитель Кудряева Анна Анатольевна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-202 - Протеомика; структура и функции белков

Ключевые слова убиквитин, убиквитиновые цепи, протеасома, аутофаголизосома, белок-белковые взаимодействия, деградация белков

Код ГРНТИ31.27.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Посттрансляционные модификации белков значительно увеличивают функциональное разнообразие протеома, обеспечивая уникальную приспособляемость живых организмов. Эти модификации зачастую полностью обратимы и тем самым позволяют динамично реагировать на широкий спектр внутриклеточных событий и влияние окружающей среды. Обширные исследования, проведенные за последние несколько десятилетий, выявили сложную сигнальную систему с участием небольшого белка убиквитина, контролирующую множество клеточных процессов, включая клеточный протеостаз, репарацию ДНК, транспорт и иммунный ответ. Убиквитин играет центральную роль в клеточном протеостазе, поскольку он служит ключевым сигналом для деградации белков и органелл, как в убиквитин-протеасомной системе, так и при аутофагии, соответственно. Убиквитин представляет собой небольшой (76 аа), очень компактный глобулярный белок. В клетках млекопитающих четыре разных гена (UBB, UBC, RPS27 и UBA52) кодируют убиквитин, что обеспечивает его широкую представленность (от латинского ubiquitous – вездесущий). Убиквитин в виде мономера или полиубиквитиновой цепи присоединяется к аминокислотным остаткам лизина в составе белковых мишеней за счет последовательной трансферазной активности E1- и E2-конъюгирующих ферментов и E3-убиквитинлигаз. Как правило, первый убиквитин присоединяется к аминокислотному остатку лизина, входящему в состав субстрата, с помощью карбоксильной группы С-концевого остатка глицина (G76). ε-аминогруппы семи аминокислотных остатков лизина (K6, K11, K27, K29, K33, K48, K63), входящих в состав убиквитина, позволяют ему образовывать изопептидные связи с другими мономерами убиквитина, обеспечивая дальнейший рост цепи. Параметры цепей крайне разнообразны: они могут быть как гомогенными (то есть образовывать связи через аминокислотные остатки лизина в строго определенном положении), так и гетерогенными (комбинировать различные типы связей), последние в свою очередь могут разветвляться посредством убиквитинирования сразу по нескольким сайтам. В последние годы научное сообщество с особым интересом сфокусировано на оценке физиологической важности гетерогенных полиубиквитиновых цепей, так согласно современным данным большинство цепей в клетке представлены именно смешанными, а не гомогенными вариантами, как считалось ранее. Проблематика подобных исследований заключается в комбинаторике сборки гетерогенных цепей, которую полноценно удается изучить в основном in vitro, изолируя отдельные каскады убиквитин-лигаз. Релевантность этих данных в терминах реальных внутриклеточных процессов находится под большим сомнением. Настоящий проект ставит своей целью установить фундаментальные характеристики гетеротипических убиквитиновых цепей в клетках млекопитающих с использованием интегрального подхода, позволяющего фенотипировать различные типы соединения убиквитина в цепи в режиме реального времени на уровне единичных клеток.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. К. А. Иванова, А. А. Белогуров, А.А. Кудряева Архитектоника убиквитиновых цепей Биоорганическая химия (год публикации - 2023)

2. А.А. Кудряева, Л.А. Якубова, Г.А. Саратов, В.И. Владимиров, В.М.Липкин, А.А. Белогуров Топология полиубиквитиновых цепей в хроматосомном окружении Е3 убиквитин-лигазы RNF168 Biochemistry (Moscow) (год публикации - 2023)
10.1134/S000629792312009X

3. Саратов ГА, Белогуров АА, Кудряева АА Myelin basic protein antagonizes the SARS-CoV-2 protein ORF3a-induced autophagy inhibition Biochimie, in press (год публикации - 2024)
10.1016/j.biochi.2024.04.011

4. Кудряева АА, Бутенко ИО, Саратов ГА, Ри М, Мокрушина ЮА, Бондарев АА, Евпак АС, Смирнов ИВ, Матюшкина ДС, Габибоа АГ, Говорун ВМ, Белогуров АА Mutational pressure drives enhanced release of proteasome-generated public CD8+ T cell epitopes from SARS-CoV-2 RBD of Omicron and its current lineages medRxiv, in press (год публикации - 2024)
10.1101/2024.04.03.24305074

5. Часов В, Змиевская Е, Ганеева И, Гилязова Е, Давлетшин Д, Филимонова М, Валиуллина А, Кудряева А, Булатов Э Systemic lupus erythematosus therapeutic strategy: from immunotherapy to gut microbiota modulation Journal of Biomedical Research (год публикации - 2024)

6. Якубова ЛА, Кудряева АА Сплит-система на основе люциферазы NanoLuc для исследования убиквитиновых целей в живых клетках Труды 66-й Всероссийской научной конференции МФТИ (год публикации - 2024)

7. Рыскина АМ, Кудряева АА Система splitFAST-Ub для визуализации убиквитиновых цепей различного типа строения Труды 66-й Всероссийской научной конференции МФТИ (год публикации - 2024)

8. Мидакова КМ Исследование взаимодействия hsa-miR-101 и кластера hsa-miR-371-373 Материалы IV Студенческой конференции (год публикации - 2024)

Публикации