Сайт в стадии разработки [Старая версия сайта]
Самый цитируемый биологический институт РФ *
PDF Печать E-mail
Принадлежит к подразделению: Отдел химии и биохимии нуклеопротеидов
Руководитель: доктор химических наук, зав. отделом, профессор, Вартапетян Андрей Борисович

Основные направления исследований

  • исследование механизмов программированной клеточной смерти растений путем идентификации апоптотических протеаз – фитаспаз; изучение свойств, механизма функционирования и роли фитаспаз в процессе программированной клеточной смерти и в здоровых растениях
  • исследование механизма активации онкосупрессора р53 в клетках млекопитающих в ответ на нарушение функционирования митохондрий; изучение антиапоптотических и пролиферативных свойств ядерного белка животных протимозина альфа.

Группа под руководством д.х.н. Н.В.Чичковой

Группа идентифицировала фитаспазы (растительные аспартат-специфичные протеазы) – протеолитические ферменты, участвующие в осуществлении программированной клеточной смерти растений (Chichkova et al., Plant Cell, 2004; Plant Stress, 2008; EMBO J., 2010). Фитаспазы являются функциональными аналогами апоптотических протеаз (каспаз) животных (Vartapetian et al., Cell Death Differ., 2011; Tuzhikov et al., Abiotic Stress Response in Plants, 2011; Chichkova et al., Physiol. Plant. 2012). Фитаспазы обладают высокой избирательностью и строгой аспартатной субстратной специфичностью, активируются в клетках растений при индукции программированной клеточной смерти, а ингибирование фитаспаз предотвращает развитие клеточной смерти, вызванной биотическими и абиотическими стрессами.

Фитаспазы относятся к субтилизин-подобным (сериновым) протеазам и, таким образом, в структурном отношении принципиально отличаются от каспаз. Фитаспазы синтезируются в виде неактивного белка-предшественника, и их активация происходит путем автокаталитического процессинга профермента. В здоровых тканях растений фитаспаза секретируется из клеток и накапливается в межклеточной жидкости (апопласте). Это позволяет изолировать активный протеолитический фермент от внутриклеточных белков-мишеней и избежать несанкционированной гибели клеток. При индукции клеточной смерти фитаспаза возвращается из апопласта внутрь умирающей клетки, что дает возможность ферменту гидролизовать внутриклеточные белки (Chichkova et al., EMBO J., 2010).

Одной из мишеней фитаспазы оказался белок VirD2 агробактерий. Фрагментация агробактериального белка VirD2 фитаспазой является защитным механизмом, препятствующим доставке чужеродной ДНК в ядро растительной клетки (Reavy et al., Plant Cell Rep 2007).

Группа сотрудничает с лабораториями Michael Taliansky (The James Hutton Institute, Великобритания), Andreas Schaller (University of Hohenheim, Германия) и Markus Kalkum (Beckman Research Institute, США).

 

Группа под руководством д.х.н. А.Г.Евстафьевой

Группа изучает взаимосвязь процессов пролиферации, апоптоза и защиты от окислительного стресса клеток млекопитающих путем исследования мультифункционального ядерного белка протимозина α, а также некоторые новые пути активации опухолевого супрессора р53. Показано, что:

  1. При апоптозе ядерный белок человека протимозин α подвергается фрагментации каспазой-3, что приводит к инактивации его сигнала ядерной локализации [Evstafieva et al., 2000]. Протимозин α обладает анти-апоптотической активностью [Evstafieva et al., 2003] и защищает клетки от окислительного стресса. Расшифрован молекулярный механизм участия протимозина α в защите клеток от окислительного стресса, заключающийся в высвобождении ключевого транскрипционного фактора Nrf2 путем связывания протимозином α белка-ингибитора Keap1 [Karapetian et al., 2005].
  2. Гистон-связывающий домен протимозина α играет ключевую роль в стимуляции активности опухолевого супрессора р53 при повышенной экспрессии протимозина α [Захарова с соавт., 2008]. Обнаружено, что протимозин α и р53 конкурируют за связывание с линкерным гистоном Н1. Предложена модель усиления р53-регулируемой транскрипции путем вытеснения протимозином α гистона Н1 из репрессорного комплекса р53-гистон Н1 [Захарова с соавт., 2011].
  3. Ингибирование III комплекса дыхательной цепи митохондрий приводит к возрастанию уровня и активности опухолевого супрессора р53, что сопровождается остановкой клеточного деления и р53-зависимым апоптозом. Выяснено, что основной причиной служит нарушение биосинтеза пиримидинов вследствие ингибирования дигидрооротат дегидрогеназы, митохондриального фермента пути биосинтеза пиримидинов de novo [Khutornenko et al., 2010].

Группа сотрудничает с П.М.Чумаковым (Lerner Research Institute, Кливленд, США), Б.В.Черняком (НИИ ФХБ МГУ), с лабораторией В.И.Агола (Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П.Чумакова), c Р.Петерсоном (Стокгольмское отделение Людвиговского института рака, Швеция) и Маркусом Калкумом (Max-Planck Institute of Molecular Genetics, Берлин, Германия).

Обновлено 29.05.2012 15:37
Все статьи
  1. Galiullina R.A., Kasperkiewicz P., Chichkova N.V., Szalek A., Serebryakova M.V., Poreba M., Drag M., Vartapetian A.B. (2015) Substrate Specificity and Possible Heterologous Targets of Phytaspase, a Plant Cell Death Protease. J. Biol. Chem., 290 (41): 24806-24815. >>

  2. Babenko V.A., Silachev D.N., Zorova L.D., Pevzner I.B., Khutornenko A.A., Plotnikov E.Y., Sukhikh G.T., Zorov D.B. (2015) Improving the Post-Stroke Therapeutic Potency of Mesenchymal Multipotent Stromal Cells by Cocultivation With Cortical Neurons: The Role of Crosstalk Between Cells. Stem Cells Transl. Med., 4 (9): 1011-1020. >>

  3. Ivanenkov Y.A., Vasilevski S.V., Beloglazkina E.K., Kukushkin M.E., Machulkin A.E., Veselov M.S., Chufarova N.V., Chernyaginab E.S., Vanzcool A.S., Zyk N.V., Skvortsov D.A., Khutornenko A.A., Rusanov A.L., Tonevitsky A.G., Dontsova O.A., Majouga A.G. (2015) Design, synthesis and biological evaluation of novel potent MDM2/p53 small-molecule inhibitors. Bioorg. Med. Chem. Lett., 25 (2): 404-409. >>

  4. Chichkova N.V., Galiullina R.A., Beloshistov R.E., Balakireva A.V., Vartapetian A.B. (2014) Phytaspases: Aspartate-Specific Proteases Involved in Plant Cell Death. Russ. J. Bioorg. Chem., 40 (6): 606-611. >>

  5. Evstafieva A.G., Garaeva A.A., Khutornenko A.A., Klepikova A.V., Logacheva M.D., Penin A.A., Novakovsky G.E., Kovaleva I.E., Chumakov P.M. (2014) A sustained deficiency of mitochondrial respiratory complex III induces an apoptotic cell death through the p53-mediated inhibition of pro-survival activities of the activating transcription factor 4. Cell Death Dis., 5: . >>

  6. Panchin A.Y., Tuzhikov A.I., Panchin Y.V. (2014) Midichlorians - the biomeme hypothesis: is there a microbial component to religious rituals?. Biol. Direct, 9: . >>

  7. Dolgikh Y.I., Stepanova A.Y., Trusova S.V., Chichkova N.V., Vartapetian A.B. (2013) Mitochondria-targeted antioxidant provides for enhanced morphogenetic potential in plant tissue cultures. Russ. J. Plant Physiol., 60 (5): 706-712. >>

  8. Fomicheva A.S., Tuzhikov A.I., Beloshistov R.E., Trusova S.V., Galiullina R.A., Mochalova L.V., Chichkova N.V., Vartapetian A.B. (2012) Programmed cell death in plants. Biochem.-Moscow, 77 (13): 1452-1464. >>

  9. Chichkova N.V., Tuzhikov A.I., Taliansky M., Vartapetian A.B. (2012) Plant phytaspases and animal caspases: structurally unrelated death proteases with a common role and specificity. Physiol. Plant., 145 (1): 77-84. >>

  10. Vartapetian A.B., Tuzhikov A.I., Chichkova N.V., Taliansky M., Wolpert T.J. (2011) A plant alternative to animal caspases: subtilisin-like proteases. Cell Death and Differentiation, 18 (8): 1289-1297.

  11. Zakharova N.I., Sokolov V.V., Suvorova A.A., Shiau A.L., wu C.L., Evstafieva A.G. (2011) Prothymosin alpha interacts with C-terminal domain of histone H1 and dissociates p53-histone H1 complex. Molecular Biology, 45 (4): 624-633.

  12. Khutornenko A., Dalina A.A., Evstafieva A.G. (2011) Pyrimidine Nucleotide Biosynthesis Impairment after Mitochondrial Cytochrome bc1-complex Inhibition Leads to p53 Activation and p53-dependent Apoptosis. FEBS Journal, 278: 348.

  13. Musinova Y.R., Lisitsyna O.M., Golyshev S.A., Tuzhikov A.I., Polyakov V.Y., Sheval E.V. (2011) Nucleolar localization/retention signal is responsible for transient accumulation of histone H2B in the nucleolus through electrostatic interactions. Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research, 1813 (1): 27-38.

  14. Khutornenko A.A., Roudko V.V., Chernyak B.V., Vartapetian A.B., Chumakov P.M., Evstafieva A.G. (2010) Pyrimidine biosynthesis links mitochondrial respiration to the p53 pathway. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107 (29): 12828-12833.

  15. Chichkova N.V., Shaw J., Galiullina R.A., Drury G.E., Tuzhikov A.I., Kim S.H., Kalkum M., Hong T.B., Gorshkova E.N., Torrance L., Vartapetian A.B., Taliansky M. (2010) Phytaspase, a relocalisable cell death promoting plant protease with caspase specificity. EMBO Journal, 29 (6): 1149-1161.

  16. Zakharova N.I., Sokolov V.V., Roudko V.V., Melnikov S.V., Vartapetian A.B., Evstafieva A.G. (2008) Effect of prothymosin alpha and its mutants on the activity of the p53 tumor suppressor. Molecular Biology, 42 (4): 598-608.

  17. Shebzukhov Y.V., Koroleva E.P., Khlgatian S.V., Belousov P.V., Sazykin A.Y., Kadachigova T.S., Pomerantseva E.A., Lagarkova M.A., Nedospasov S.A., Kuprash D.V. (2007) RAP80/UIMC1 as cancer-associated antigen: Alternative splice variants and their immunogenicity. Cancer Letters, 255 (2): 255-262.

  18. Melnikov S.V., Evstafieva A.G., Vartapetian A.B. (2007) Interaction with Keap1 does not lead to ubiquitination and degradation of prothymosin alpha. Molecular Biology, 41 (5): 790-796.

  19. Reavy B., Bagirova S., Chichkova N.V., Fedoseeva S.V., Kim S.H., Vartapetian A.B., Taliansky M.E. (2007) Caspase-resistant VirD2 protein provides enhanced gene delivery and expression in plants. Plant Cell Reports, 26 (8): 1215-1219.

  20. Shebzukhov Y.V., Koroleva E.P., Khlgatian S.V., Belousov P.V., Kuz'mina K.E., Radko B.V., Longpre F., Lagarkova M.A., Kadachigova T.S., Gurova O.V., Meshcheryakov A.A., Lichinitser M.R., Knuth A., Jager E., Kuprash D.V., Nedospasov S.A. (2005) Antibody response to a non-conserved C-terminal part of human histone deacetylase 3 in colon cancer patients. International Journal of Cancer, 117 (5): 800-806.

  21. Evstafieva A.G., Karapetian R.N., Rubtsov Y.P., Filonov G.S., Abaeva I.S., Fateeva T.V., Melnikov S.V., Chichkova N.V., Vartapetian A.B. (2005) Novel functions of the well-known protein-prothymosin alpha is involved in protection of cells against apoptosis and oxidative stress. Molecular Biology, 39 (5): 729-745.

  22. Karapetian R.N., Evstafieva A.G., Abaeva I.S., Chichkova N.V., Filonov G.S., Rubtsov Y.P., Sukhacheva E.A., Melnikov S.V., Schneider U., Wanker E.E., Vartapetian A.B. (2005) Nuclear oncoprotein prothymosin alpha is a partner of Keap1: Implications for expression of oxidative stress-protecting genes. Molecular and Cellular Biology, 25 (3): 1089-1099.

  23. Romanova L.I., Belov G.A., Lidsky P.V., Tolskaya E.A., Kolesnikova M.S., Evstafieva A.G., Vartapetian A.B., Egger D., Bienz K., Agol V.I. (2005) Variability in apoptotic response to poliovirus infection. Virology, 331 (2): 292-306.

  24. Nomura S., Baxter T., Yamaguchi H., Leys C., Vartapetian A.B., Fox J.G., Lee J.R., Wang T.C., Goldenring J.R. (2004) Spasmolytic polypeptide expressing metaplasia to preneoplasia in H-felis-infected mice. Gastroenterology, 127 (2): 582-594.

  25. Yang C.H., Murti A., Baker S.J., Frangou-lazaridis M., Vartapetian A.B., Murti K.G., Pfeffer L.M. (2004) Interferon induces the interaction of prothymosin-alpha with STAT3 and results in the nuclear translocation of the complex. Experimental Cell Research, 298 (1): 197-206.

  26. Chichkova N.V., Kim S.H., Titova E.S., Kalkum M., Morozov V.S., Rubtsov Y.P., Kalinina N.O., Taliansky M.E., Vartapetian A.B. (2004) A plant caspase-like protease activated during the hypersensitive response. Plant Cell, 16 (1): 157-171.

  27. Evstafieva A.G., Belov G.A., Rubtsov Y.P., Kalkum M., Joseph B., Chichkova N.V., Sukhacheva E.A., Bogdanov A.A., Pettersson R.F., Agol V.I., Vartapetian A.B. (2003) Apoptosis-related fragmentation, translocation, and properties of human prothymosin alpha. Experimental Cell Research, 284 (2): 211-223.

  28. Markova O.V., Evstafieva A.G., Mansurova S.E., Moussine S.S., Palamarchuk L.A., Pereverzev M.O., Vartapetian A.B., Skulachev V.P. (2003) Cytochrome c is transformed from anti- to pro-oxidant when interacting with truncated oncoprotein prothymosin alpha. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics, 1557 (1): 109-117.

  29. Sukhacheva E.A., Evstafieva A.G., Fateeva T.V., Shakulov V.R., Efimova N.A., Karapetian R.N., Rubtsov Y.P., Vartapetian A.B. (2002) Sensing prothymosin alpha origin, mutations and conformation with monoclonal antibodies. Journal of Immunological Methods, 266 (1): 185-196.

  30. Kalmykova A.I., Shevelyov Y.Y., Polesskaya O.O., Dobritsa A.A., Evstafieva A.G., Boldyreff B., Issinger O.G., Gvozdev V.A. (2002) CK2 beta tes gene encodes a testis-specific isoform of the regulatory subunit of casein kinase 2 in Drosophila melanogaster. European Journal of Biochemistry, 269 (5): 1418-1427.

More articles