Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Идентификация клеточного олигонуклеотид-связывающего белка Р38 и его взаимодействие с нуклеиновыми кислотами

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Идентификация клеточного олигонуклеотид-связывающего белка Р38 и его взаимодействие с нуклеиновыми кислотами"

ООЗОВЗОБЗ

На правах рукописи

БРЫКСИН АНТОН ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ КЛЕТОЧНОГО ОЛИГОНУКЛЕОТИД-СВЯЗЫВАЮЩЕГО БЕЛКА Р38 И ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С НУКЛЕИНОВЫМИ КИСЛОТАМИ

03 00 04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

003063063

Работа выполнена в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (бывший Новосибирский институт биоорганической химии СО РАН)

Научный руководитель

к б н Лактионов Павел Петрович

Официальные оппоненты

д б н , доцент Бунева Валентина Николаевна

д б н , профессор Дымшиц Григорий Моисеевич

Ведущая организация

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Министерства здравоохранения и социального развития РФ

Защита состоится « 25 » мая 2007 г в У_часов

на заседании диссертационного совета Д 003 045 01 при

Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

по адресу 630090 г Новосибирск-90, пр Лаврентьева, 8

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Автореферат разослан « 24 » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Д х н

Федорова О С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Малые одно- и двуцепочечные нуклеиновые кислоты играют важную роль в процессах модуляции экспрессии генов и в регуляции ферментативной активности белков Доступность полной последовательности генома многих организмов, в том числе и человека, а также успехи в разработке методов молекулярной селекции позволяют создавать синтетические аналоги малых нуклеиновых кислот и, используя их, влиять на процессы, происходящие как внутри одной клетки, так и в организме в целом

К сожалению, сложность доставки нуклеиновых кислот в клетки и клеточные компартменты, проблема направленной доставки нуклеиновых кислот в органы и ткани, а также неспецифические эффекты, вызываемые нуклеиновыми кислотами, стоят на пути их массового внедрения в медицинскую практику Данные о поведении малых нуклеиновых кислот в биологических системах и их взаимодействии с клеточными белками позволят устранить эти препятствия

Взаимодействие малых нуклеиновых кислот с белками определяет эффективность действия первых на гены-мишени Такое взаимодействие влияет на проникновение нуклеиновых кислот в клетку, их внутриклеточную локализацию и формирование специфических комплексов с мишенью Идентификация и изучение белков, связывающих нуклеиновые кислоты, представляет большой интерес, поскольку открывает перспективы использования природных механизмов доставки нуклеиновых кислот в клетку и клеточные компартменты, что позволит избежать неспецифических эффектов и уменьшить расход нуклеотидных реагентов, требуемых для получения терапевтического эффекта

Цель работы Целью настоящей работы являлась идентификация клеточного олигонуклеотид-связывающего белка р38 и исследование его взаимодействия с нуклеиновыми кислотами В процессе выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

- Выделить и идентифицировать олигонуклеотид-связывающий белок р38 клеток человека

- Определить специфичность связывания р38 с олигонуклеотидами определенной последовательности, найти нуклеотидный мотив - сайт связывания белка

- Локализовать олигонуклеотид-связывающий домен р38

- Получить антитела против р38 и с их помощью исследовать локализацию белка в клетке и его роль в транспорте нуклеиновых кислот

Научная новизна и практическая ценность работы В ходе выполнения работы показано, что олигонуклеотид-связывающий белок ядерного экстракта клеток р38, влияющий на внутриклеточное распределение олигонуклеотидов в зависимости от их последовательности, представляет собой фермент гликолиза

- глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназу (GAPDH) Олигонуклеотид-связывающий участок GAPDH локализован в С-концевой области молекулы между а к 286—334 Показано, что ЫАО+-связывающий сайт не является основным местом связывания олигонуклеотидов, а взаимодействие ДНК и РНК с ферментом ингибирует оксидоредуктазную активность GAPDH по неконкурентному механизму Разработан метод ПЦР-сплайсинга, с помощью которого проведен сплайсинг гена gapdh человека т vitro без использования обратной транскриптазы Установлен олигонуклеотидный мотив, специфичный для связывания молекулы GAPDH Получены поликлональные антитела кролика против GAPDH Исследовано влияние формирования комплекса GAPDH-олигонуклеотид на внутриклеточное распределение компонентов комплекса Показано, что GAPDH, находящаяся в комплексе с олигонуклеотидами, локализована преимущественно в ядрах клеток, тогда как в отсутствии олигонуклеотидов - главным образом в цитоплазме Полученные данные важны для понимания механизмов транспорта нуклеиновых кислот, и позволят разработать более эффективные терапевтические средства на основе малых нуклеиновых кислот с учетом вклада, оказываемого GAPDH на их распределение между ядром и цитоплазмой Специфичное взаимодействие между нуклеиновыми кислотами и GAPDH может быть также использовано для избирательного подавления функций фермента и для лечения заболеваний, в патогенезе которых GAPDH играет ключевую роль, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона

Апробация работы По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ Материалы диссертации были доложены на международных конференциях

1 The Second International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure (BGRS'2000), Novosibirsk, Russia, August 7- 11, 2000

2 XIV International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides, and Their Biological Applications September 11-15, 2000, San-Francisco

3 The 3rd Annual Conference on Vaccines, "All Things Considered" Alexandria, VA, USA November 3-4, 2005

4 "Basic Science for Biotechnology and Medicine", September 3-7, 2006, Novosibirsk, Russia

Структура и объем работы Диссертация состоит из Введения, Обзора литературы, Экспериментальной части, Результатов и их обсуждения, Выводов и Списка цитированной литературы Работа изложена на 144 страницах, содержит 27 рисунков и 4 таблицы Библиография включает 223 литературных источника

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Исследование олигонуклеотид-связывающего белка р38 клеток линии HeLa

Группой клеточной и молекулярной физиологии (отделение экспериментальной биологии университета Bologna, Италия) под руководством Vittorio Tomasi было показано, что антисмысловой олигонуклеотид pN21, в отличие от большинства других олигонуклеотидов, накапливается преимущественно в ядрах клеток линии HeLa При исследовании взаимодействия pN21 с ядерным экстрактом клеток HeLa методом задержки в геле было установлено, что такой олигонуклеотид, в отличие от контрольного, взаимодействует с белком молекулярной массы 38 кДа (р38)

Для подтверждения данных о специфичности взаимодействия р38 из ядерного экстракта клеток с pN21 в настоящей работе были использованы ядерные экстракты клеток линий HeLa и А431, а также аффинные реагенты, синтезированные на основе дезоксирибоолигонуклеотидов p(T)i4, pN16, pN16_2 и pN21 В качестве реакционноспособной группы для синтеза аффинных реагентов был выбран 4-[(Ы-2-хлорэтил-М-метил)амино] бензиламин (C1R), ранее неоднократно использовавшийся для аффинной модификации белков и нуклеиновых кислот

Оказалось, что в ядерном экстракте клеток линий HeLa и А431 модифицируется преимущественно один белок По данным аффинной модификации, реакционноспособные производные pN21 и его укороченного аналога pN16 модифицируют белок более эффективно, чем

реакционноспособные производные олигонуклеотидов р'Г16 и рИ 16_2 (рис. 1), что свидетельствует о том, что последовательность олигонуклеотида, а не его длина является важным фактором для такого взаимодействия. Введение

лактофернн (78 кДа) IgGy (52 кДа)

IgG)- (25 кДа)^. лишним (14 к'Дй)

- р38

Ile La A43I

lJnc. i. Аффинная модификация олигонуклеотид-связываюшего белка ядерного экстракта клеток линии HeLa и Л431. Ядерный экстракт инкубировали с 1 мкМ 13Р-меченными алкилирующимя производными следующих олигонуклеотидов: pTÎ4 (1, 5), pN 16 (2, 6), pN16_2 (3, 7) и pN21 (4, 8), в течение [ ч при 37°С, Маркерные белки (IgG, лизоцим, лактоферрин) инкубировали с 1 мкМ ^-меченным алкилирующим производным pN16 в течение 1 ч при 37"С. Продукты модификации анализировали SDS-диск-электрофорезом в градиентном (10-20%) ПАЛ1 с последующей радиоавтографией,

алкилирующей группировки C1R в состав аффинных реагентов значительно упрощает проведении эксперимента, гак как время полураспада реакционного производного составляет -40 мин, что является достаточным временем для образования специфичных ковалентных комплексов, стабильных в условиях денатурирующего электрофореза. В то же время, наличие ароматического кольца в составе олигонуклеотидов может влиять на специфичность их взаимодействия с белками ядерного экстракта.

Для того, чтобы исключить влияние модификации олигонуклеотида алкилирующим реагентом на связывание с белком, pN 16 инкубировали с ядерным экстрактом клеток линии llcLa в течение 15 мин. с последующим облучением реакционной смеси коротковолновым ультрафиолетом в течение !-10 мип (рис. 2). Такое облучение приводит к фотоактивации оснований в составе олигонуклеотида, что ведет к образованию высокореактивных

Время, минут

0123-15 6 7 Й 9 10

?нс. 1. Модификации олигонуклеотид-е вяз икающего белка ядерного экстракта клеток линии Не(,а, Ядерный экстракт инкубировали с 1 мкМ 31Р-мечениыми pN ] 6 в течение 15 мин при 37°С, с последующим облучением ультрафиолетом в течение 1-10 мин, Продукт ы модификации анализировал»* 808-диск-зл е ктроф срезом в градиентном (10-20%) ПДАГ с последующей радиоавтографией.

короткоживугцих промежуточных соединений, способных образовывать ко валентные комплексы с белками. Как видно из данных, представленных на рис. 2, при облучении ядерного экстракта клеток лииии НеЬа ультрафиолетом в присутствии 16. последний формирует ковалентный комплекс преимущественно с белком молекулярной массы 38 кДа независимо от времени облучения ультрафиолетом (начиная со второй мин). Таким образом, данные, полученные с использованием алкилирующих производных олигонуклеотидов, н сочетании с данными, полученными при облучении ультрафиолетом, подтверждают специфическое взаимодействие рШ1 с р38 - белком ядерного экстракта клеток НеЬа. Более того, полученные данные также свидетельствуют

0 наличии такого специфического взаимодействия в ядерных экстрактах клеток других линий, например А431 (рис. 1),

Для исследования внутриклеточного распределения комплекса р38-олигонуклеотид живые клетки линий НеЬа, А431 и НаСа! инкубировали с

1 мкМ )2Р-меченным адкилирующим производным 16 и, после разделения клеток на мембранно-цитозольную и ядерную фракции, анализировали содержимое фракций электрофорезом в условиях 81>8"ПААГ (рис. 3). Анализ полученных данных свидетельствует о том, что в процессе инкубации клеток линий 11еЬа, А43! и Н^СзЛ с реакционноспособным производным олигонуклеотида оли го н у клеот ид-белковый комплекс накапливается в мембран но-цитозол ь ной и в ядерной фракциях клеток. Причем по всех трех клеточных линиях олигонуклеотиды в составе таких комплексов накапливаются в ядрах клеток (рис. 3). Полученные данные совпадают с

лактоферин (78 кДа)

1йСу {52 кДа) -> рЗЯ->

1кСШ5 кДа) -»■ лишним {14 кДа)

Окраска серебром | Радиоа»торграф

Рис. 5, Электрофоретичеекий анализ фракций различных стадий выделения р38. Ядерный экстракт последовательно насыщали сульфатом аммония до концентраций 40%, 60% и 80%. Осадки белков, полученные на каждой ЯЗ стадий фракционирования, растворяли в Н20 и диалмтовали, получая фракции 40%, 60%, 80%, соответственно. Исходный ядерный экстракт клеток линии НеЬа и белковый материал фракций 60% и 80% инкубировали с I мкМ 32Р-меченным алкилирующим производным олигонуклеотида рЫ 16 в течение 1 ч при 37°С Аффинную хроматографию фракции 80% проводила на сорбенте с иммобилизованным олш онуклеотидом рЫ16. Продуты модификации разделяли ЗЩ-Диск-электрофорезом в градиентном (10-20%) ПААГ, После разделения белки переносили на нитроцеллюлозу, окрашивали коллоидным серебром (дорожки 4-7) и радиоавтографировали (11-13).

1, 2, 3 и 8, 9, 10 - маркеры молекулярной массы.4, 11 - ядерный экстракт клеток НеЬа; 5, 12 - фракция 60 %; 6,13 — фракция 80 %; 7 - белок, элюируемьш с аффинного сорбента.

фракций 60 % и 80 %, демонстрирует, что ступенчатое фракционирование сульфатом аммония является эффективной стадией, результатом которой является частичная очистка исследуемого белка из ядерного экстракта клеток линии ПсЬа. Однако, окраска серебром выявляет три основных белка на одномерном денатурирующем электрофорезе в искомой области (38 к Да), что

К

клеток происходит за счет взаимодействия белков с реакционноспособными олигонуклеотидами, а не с продуктами их деградации

Согласно данным по модификации ядерного экстракта клеток, а также живых клеток реакционноспособным производным СШ-рШб, образование комплекса между рШ6 и белком р38 является высокоспецифичным, так как может быть легко детектировано в присутствии более чем 50 тысяч других белков Для того, чтобы охарактеризовать прочность олигонуклеотид-белкового комплекса была оценена величина Ка комплекса рШ6-р38 Для определения значения К^ядерный экстракт клеток линии НеЬа инкубировали с 32Р-меченным алкилирующим производным рШб, взятым в диапазоне концентраций от 0 005 до 5 мкМ Степень модификации белка определяли по радиоактивности (в имп/мин) в полосах геля, соответствующих модифицированному белку Величина Кс1 комплекса, определенная по методу УакиЬоу и соавторов, составила ~0 5 мкМ [УакиЬоу й а11, 1989]

2 Выделение и идентификация олигонуклеотид-связывающего белка р38

Для предварительной очистки олигонуклеотид-связывающего белка ядерного экстракта клеток линии НеЬа был использован метод ступенчатого сульфат-аммонийного фракционирования

Белковые осадки, полученные в результате ступенчатого фракционирования ядерного экстракта сульфатом аммония, диализовали и инкубировали с 32Р-меченным алкилирующим производным рШ6 для выявления фракций, содержащих искомый белок (рис 5) Сопоставление продуктов модификации 32Р-меченным алкилирующим производным рШб исходного ядерного экстракта клеток линии НеЬа (дорожка 11) и фракций 60 % и 80 % (дорожки 12, 13), позволили сделать вывод о том, что высаливание искомого белка происходит при 80 % насыщении ядерного экстракта сульфатом аммония Однако, если на дорожке 11, соответствующей продуктам модификации исходного ядерного экстракта, видны только две полосы, то на дорожке 13 (продукты модификации фракции 80 %) четко прослеживается появление дополнительной третьей полосы Кроме того, изменяется соотношение интенсивности двух нижних полос - интенсивность нижней полосы на дорожке 13 заметно слабее, чем на дорожке 11, в то время как интенсивность верхней полосы, напротив, становится сильнее

Сравнение дорожек 4, 5 и 6, на которых представлен неспецифически окрашенный серебром белковый материал исходного ядерного экстракта и

2 3 4 5 6 7 Я

1'лс, 7, Аффинная модификация СШ-рМ 16 клеток линии НеЬа, ядерного экстракта клеток линии НсЬа

лактофернн (7,4 к Да) -у

лишни к (14 к Да)

(25 кДа) ->

(52 кДа) ->

и О АР СИ. Клетки <-&АРОН инкубировали в течение 1ч с

I мкМ "Р-меченным С1Я-рЫ1б в Р[3Ы при 37°С, разделяли на мембранно-цитозольную (6), иитозольную (7) и ядерную (5) фракции.

Ядерный экстракт (4) и ОАРВН (8) инкубировали I мкМ с иР-меченым алкилирующим производным олигонуклеотида рИ 16. в течение 1 ч, при 37°С Продукты модификации анализировали 808-диск-электрофорезом в градиентном (10-20%) ПААГ с последующей радиоавтографией. 1-3 - маркеры молекулярной массы.

Для подтверждения того, что выделенный и идентифицированный нами белок р38 является ОАРОН, препарат ОАРВН из эритроцитов человека, ядерный экстракт и живые клетки линии НсЬа инкубировали с 32Р-меченным алкилирующим производным рЫ 16. После инкубации клетки разделяли на фракции. Продукты модификации анализировали 5-диск-злектрофорезом в градиентном (10-20%) ПААГ с последующей радиоавтограф»ей. Результаты аффинной модификации представлены на рис. 7. В ядерной и мембранно-цитозольной фракциях клеток, а также в ядерном экстракте клеток ПсЬа модифицировался белок, идентичный по э л с ктроф о рети ческой подвижности САРПП эритроцитов человека. В то же время на основании данных электрофореза (поскольку разделение белка происходит исключительно по молекулярной массе) нельзя утверждать однозначно, что модифицируемый белок является САРПН.

В качестве подтверждения идентичности двух бел кон была проведена инкубация ядерных экстрактов клеток линий НаСаи А431, НеЬй и препарата ОАРОН из эритроцитов человека с Р-меченным рЫ21. Образование оли гону к лсотид-белковых комплексов анализировали электрофорезом в нативных условиях. Как видно из данных, представленных на рис. 8. в ядерных экстрактах трех клеточных линий образовался комплекс с рЫ21. сходный по электрофоре™ческой подвижности в нативных условиях с комплексом р^1-

ОАРОН.

хорошо видно на увеличенном фрагменте (дорожка 6) и демонстрирует необходимость в дополнительных этапах очистки

Препарат белка после фракционирования 80% сульфатом аммония очищали аффинной хроматографией на сорбенте с иммобилизованным рЫ16 (рис 5) Сравнение дорожек 6 и 7 показывает, что с аффинным сорбентом связывается единственный белок, представляющий собой верхнюю полосу исходного белкового триплета области 38 кДа

Для определения первичной последовательности белок, очищенный аффинной хроматографией, отделяли от минорных примесей препаративным 8П8-диск-электрофорезом в ПААГ (10-20%) После окрашивания геля Соотаязю 11-250 было обнаружено, что область 38 кДа представлена на геле дуплетом, состоящим из более выраженной верхней полосы и менее интенсивной нижней (данные не представлены) Обе полосы были вырезаны из геля для дальнейшего определения их первичной последовательности

Поиск в базах данных показал, что все полученные пептиды, относящиеся

Верхняя полоса дуплета

1 бКУКУСТЮТ СКГеЫЛГГКА АПтеВЮТНУ А1ШРПга.Н ТО\ГО!?0ТОЗ 51 ТНСКХНСТУК АЕОСКЬУНХЗ КА1Т1Г0ЕРО РЕШКМСОАС ТАУУУЕЗТОУ 101 ЕТТМЕКАСАН LKGGAKP.IV! ЗЛ1\"АСАГМ.~ УМОТШГКУА 151 СТТИСПАРЬА КУХНРНЕаУ ЕСЬМТТУНА! ТАТОКТУОЗР зскгтассне 201 АГ.рП11РАЗТ СЛАКАУСКУТ РЕНХЖЬТОМ АДгУРТАЕГУЭ УЪРЬТСВ.ЕЕК 251 РАКТОРХККУ УКЕАБЕСРЬК СГЬСУТЕПЕУ УЗООРЫСЗИН ЗЭТЕЮАСАС!

301 ЕЦГОТЕУКИГ ВУУРЯЕГ&ГБ ЕЛУУРШАИМ Д5КЕ

Нижняя полоса дуплета

1 СКУКУСУБСГ СР-ТСРЬУТРА АГЫЗСКУВ1У АТЬГОРПОЬН УМУУМГОУОЗ 51 ТНСЫ"НСГУК АЕОСКЬУЮС КА1Т1ЕСЕРО РЕШКНСЭАС ТАУУУЕЭТСУ 101 ЕТТМЕКАаДЯ иГССАККТУ! ЗАР^/ОАГМГ УМСУЫНГКУА 151 СТТИСЬАР1А КУГКОНЕИУ Е51МТТУНА1 ТАТОЮТОгР 8вК1,И1«301!С 201 АГС1711РА5Т йЛЛХАУвКУ! РЕШСКЬТСЗМ АГВУРТА27У5 УЬРЬТСШЯК 251 РАКУШ1ККУ УКЕАЙЕСРЕК СХЬСУТЕПЕУ УБООЕиСЗЫН Б31ГОАСАС1 301 ЕЫТОТЕЧЛаУ ВЮТМЕГСУЭ ЕВУУРШаЯМ ДЭКЕ

Рис 6 Аминокислотная последовательность ОЛРПН человека Выделенные фрагменты соответствуют пептидам, аминокислотная последовательность которых была определена

3 Исследование олигонуклеотид-связывающих свойств САРОН

Участие ОАРП! I в сиквенс-специфичном транспорте нуклеиновых кислот в ядра клеток никогда не исследовалось и представляет большой интерес в связи с возможным использованием белка для сиквенс-специфичной доставки олигонуклеотидов в ядра клеток

как к верхней, так и нижней полосе дуплета, принадлежат одному и тому же белку - ферменту гликолиза,

глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназе (ОАРПН) На рис. 6 приведена первичная структура ОАРБН человека и отмечены пептиды,

аминокислотная последовательность которых была определена

Рис. 8, Щразоввние специфичных комплексов pN21 -GAI'Dl 1 в ядерных экстрактах клеток линий HaCat, А43] и lleLa. Ядерные экстракты клеток линий llaCat, Л431, IleLa и GAPDH эритроцитов человека инкубировали л течение 1ч с 5 мкМ Р-меченным йлигоиуклеотидом pN21. Разделение проводили в 4% ПДЛГ в иативных условиях с последующей

радиоавтограф и си

Для определения величины Kd комплекса GAPDH-pN16 препарат GAPDH, выделенный из эритроцитов человека, инкубировали с Т-меченным алкилирующим производным pN16, взятым в различных концентрациях, и результаты аффинной модификации анализировали SDS-д иск-электрофорезом в градиентном (10-20%) ПААГ с последующей радиоаътографией (данные не представ л еНЩ Значение Щ комплекса GAPDI 1-pN 16 составило 0.2 мкМ. Сопоставление констант диссоциации, а также электрофорет и ческой подвижности оли I о ну к леи гид-бел ковы х комплексов позволяет прийти к заключению, что белок, модифицирующийся в живых клетках и в ядерном экстракте клеток линии HeLa, является GAPDH.

Изучение олигонукдеотид-связщающего центра GAPDH, Влияние взаимодействия нуклеиновых кислотг с GAPDH на ферментативную активность

Для исследования специфичности связывания GAPDH с pN 16 была проведена аффинная модификация белка алкилирующим производным олигонуклеотида в присутствии ингибиторов. Было показано, что NAD+, poly(A), poiyiU), poly(C) и гепарин ингибируют модификацию, тогда какМАПН, poly (1С), дцДНК, ATP, AMP. GTP. GMP. сульфат декстрана (DexS) и G3P практически не влияют на взаимодействие GAPDI 1 с pN 16 (рис. 9).

Ипгибирующий эффект NAD может свидетельствовать об участии №Ш+-енязывагашего центра фермента но изаимодействии е нуклеиновыми кислотами. [PerucfiO ct all.. 1980]. Действительно, гипотеза о том, что NAD -связывающий домен является базисом для формирования в ходе эволюции структур, принимающих участие во взаимодействии с нуклеиновыми кислотами, была сформулирована Rossmann в 1975 ;.. хотя прямые доказательства такого взаимодействия отсутствуют.

НяСя! AJ3I Hela - GAPDH

ЗОл

1/ДАм» PN16

20 ¿А

10 jf

.-«£ Г ----г----1

40 ■

IMAj* poly(U) .

30

20 /У*

10

jA

-1---1

0.04 0.09 0.14 1/NAD*, 1/мкМ

-oos 4)01 0.04 0.09 0.14 1/NACT, 1/mkM

Рис. 10. Ингибированне ферментативной активности GAPDH в присутствии pN16 и poly(U). Начальную скорость восстановления NAD+ определяли при концентрациях NAD+ 7.5, 15 и 30 мкМ в присутствии различных концентраций poly(U) (0, 5, 50, 500 мкг/мл) либо pN16 (0, 15, 30 мкМ). Восстановление NAD+ определяли спектрофотометричвещ по изменению оптической плотности X = 340 нМ.

Для локализации олйгону клеотид-связывающего центра фермента, комплекс GAPD1 l-"pN 16, полученный фотоаффинной модификацией, обрабатывали г и дроке и л амин ом. Такая обработка приводит к гидролизу связи Asn-GIy, в результате чего из молекулы OAPDII образуется два пептида с молекулярными массами 31 и 4.9 кДа (рис. И). На радиоавтографе выявляется исходный белок н фрагмент с молекулярной массой 4.9 кДа. Таким образом,

Рис. II, Идентификация ол ш о н у клеогид-связывающего участка молекулы глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназы. GAPDI1, модифицированную Э2Р-меченным алкилирующим производным

оли гону клеотида pN 16, обрабатывали гидроксиламином. Продукты гидролиза

IsGï (52 к Да) -

GAPDH-»

IgG). (25 кД.ч) -

лвзоции (14 кДа) -4,9 кДа-

4-GAPDH

- 4,9 кДа

окрлека cepcgjwm i'.i uioobtoi раф

переосаждали ТХУ и разделяли SDS-Диск-электрофорезом в градиентном (15-20%) ПААГ. После разделения белки переносили па нитроцеллюлозную мембрану, окрашивали коллоидным серебром (дорожки 1-4) и радиоавтографировали (5-8). Дорожки 1, 2, 5, 6 - маркеры молекулярной массы; 3, 7 - исходный препарат GAPDH; 4, 8 - фрагменты гидролиза GAPDH.

- GAPDH Рис 9 Влияние

различных соединений на модификацию препарата GAPDH человека 32Р-меченным

алкилирующим производным

олигонуклеотида pN16 GAPDH инкубировали с 1 мкМ ClR-pN16 в течение 1 ч в присутствии 5 кратного молярного избытка ATP, GTP, AMP, GMP, NAD*, NADH, G3P, p(N)16, либо 15 кратного весового избытка оцДНК, poly(A), poly(U), poly(C), poly(IC), гепарин, DexS Модифицированные белки разделяли SDS-диск-электрофорезом в градиентном (10-20%) ПААГ и радиоавтографировали Полосы белка, соответствующие продуктам модификации GAPDH, вырезали из геля и определяли радиоактивность по Черепкову

Для детального изучения влияния NAD+ на взаимодействие GAPDH с

малыми нуклеиновыми кислотами было проведено исследование модификации

GAPDH с помощью ClR-pN42 в присутствии различных концентраций NAD+

(данные не представлены) Концентрация NAD+, при которой достигалось 50%

ингибирование взаимодействия GAPDH с pN42, составила 1 56 мкМ, что почти

в 25 раз выше величины Kd комплекса GAPDH-pN42 Полученные данные

свидетельствуют в пользу того, что ЫАО+-связывающий центр возможно не

является основным местом связывания олигонуклеотидов в молекуле GAPDH, а

выполняет вспомогательную функцию

Для изучения влияния олигонуклеотидов на оксидоредуктазную активность

фермента было определено значение К„ для ЫАО+-связывающего центра

(50 мкМ) и исследовано влияние олигонуклеотидов и poly(U) на скорость

реакции, катализируемой GAPDH (рис. 10) Анализ кривых зависимости

скорости ферментативной реакции от концентрации реагента позволяет

утверждать, что образование олигонуклеотид-белкового комплекса приводит к

незначительному ингибированию ферментативной активности GAPDH по

неконкурентному механизму

Таким образом, ЫАО+-связывающий центр, по-видимому, не участвует в

связывании олигонуклеотидов, а ингибирование с помощью NAD+

взаимодействия олигонуклеотидов с GAPDH может объясняться

конформационной перестройкой фермента

\ - Б V ,1 ■ 1 Этап 3

г Ш juoo 1р

- ш S lf- ÍOO Ьр 1- UW hfl

Рис. 12. ПЦР-сгшайшнг к ДНК гена gapdh человека. Л - Схема 1 ШР-Сплайсинга кДНК гена gapdh человека Б — Анализ продуктов слияния различных экзонов гена gapdh человека разделением в 1.5% агарозном геле с последующей окраской бромистым эти днем,

1 — слияние экзонов V, VI и VÍI;

2 - слияние экзонов П, Ш, IV и V;

3 - слияние экзонов Vil,VIII и IX;

4 - слияние полной копии кДНК гена gapdh человека (экзопы I-IX); 5 — маркеры молекулярной массы.

п рай мере п. На этом этапе происходит формирование различных продуктов, состоящих из двух и более (вплоть до полной копии кДНК) продуктов за счет комплементарного взаимодействия перекрывающихся концов экзонов. Наконец, на третьем этапе конечный ПНР-продукт амплифицировали, используя праймеры для получения полной копии кДНК гена GAPDH человека либо определенных участков кДНК гена (рис. 12Б). Правильность сборки гена проверяли ПЦР-амплификацией внутренних фрагментов гена с последующим анализом в агарозном геле па соответствие теоретически предсказанным размерам (рис. 12Б).

Для получения генно-инженерного препарата GAPDH (rGAPDH) кДНК гена gapdh человека клонировали в вектор pQE30 но сайтам рестрикции Ват!¡I и Pstl. Полученную плазмнду pQE2t}-gapdh трансформировали электронорацией в клетки Е. coli M15[pREP4J.

rGAPDH выделяли из лизата клеток М15_Q3ÖGAPDH_26, индуцированных 1PTG в течение 1 ч. Реком б и йантн ы й препарат GAPDH человека, полученный в результате очистки, использовали в экспериментах по определению нуклеотидпой последовательности, специфично взаимодействующей с белком.

Мол екулярн ая сел еНЦ ия

Для определения специфического мотива связывания GAPDH человека с оцДНК использовали библиотеку дезокси рибонуклеиновых

последовательностей длиной 11 пар оснований - AV1385. Основания A, G, С, и Т были включены случайным образом при синтезе олигонухлешида в II

можно заключить, что олигонуклеотид-связывающий участок локализован между 286 и 334 аминокислотными остатками в С-концевом фрагменте молекулы GAPDH, который относится как к NAD+-, так и к ОЗР-связывающим доменам фермента В то же время, он дистанцирован от сайтов связывания G3P и NAD+ и, по-видимому, представляет собой обособленную структуру молекулы GAPDH

4. Поиск олигонуклеотидов, обладающих высоким сродством к GAPDH

методом молекулярной селекции

Perucho и соавторы [Perucho et all, 1980], открывшие взаимодействие GAPDH с нуклеиновыми кислотами, высказали предположение о том, что такое взаимодействие может зависеть от последовательности нуклеиновых кислот В ряде работ было показано, что GAPDH обладает повышенным сродством к АТ-богатыми участкам ДНК и некоторым последовательностям РНК Успехи в развитии методов молекулярной эволюции и наличие методов получения препарата рекомбинантной GAPDH в количествах достаточных для проведения эксперимента, позволяют провести поиск такой последовательности

ПЦР-сплайсинг гена gapdh Клонирование и экспрессия гена gapdh человека в Е coli

В настоящее время в геноме человека выявлено 60 псевдогенов GAPDH ("http //www nebí nlm nih gov/mapview/map search cgi9taxid=9606&querv=GAPDH +AND+%28gene%5Bobi type%5D%29&qchr') Показано, что в соматических клетках человека существует 7 РНК-транскриптов (http //www genecards org/cgi-bin/carddisp pl?gene=GAPDH&asd=7#seq') Обратная транскриптаза, часто используемая для получения кДНК, является малопроцессивным ферментом и может приводить к образованию рекомбинантных форм при наличии паралогов в реакционной смеси Поэтому для получения кДНК гена человека был использован разработанный в настоящей работе метод ПЦР-сплайсинга Использование метода не ограничивается сплайсингом экзонов гена gapdh Метод может быть применен для быстрого лигирования любых фрагментов ДНК методом ПЦР Метод получения кДНК гена gapdh человека состоял из 3 основных этапов (рис 12А) На первом этапе индивидуальные экзоны гена gapdh человека амплифицировали с ПЦР фрагмента 12-й хромосомы человека, используя химерные праймеры, несущие на 5'-конце последовательности, перекрывающиеся с соседними экзонами На втором этапе продукты первых реакций объединяли и проводили несколько циклов ПЦР в отсутствие

монокдОн ал ьны м и антителами против ОЛРГЛI проводили локализацию олнгонуклеотида и фермента в клетке. Методом конфокальной микроскопии было показано, что 6-Г;АМ-рМ21 и ОАРОМ со локализуются в ядрах клеток НиУЕС (рис. 14). Анализируя полученные данные о распределении комплекса САРОН-олшшуклеотпд между ядром и цитоплазмой, нельзя не отметить

Рис. 14. Солокализация ОАРО! ] и 6-ГЛМ-рШ1 в клетках линии НЦУЕС. Для детекции О АРИН использовали моноклональные антитела мыши и СуЗ-коныотированные 1§0 против мыши.

А - локализация 6-РАМ-рМ21 после 6 ч инкубации с клетками линии НИУЕС методом конфокальной микроскопии; Б - локализация ОАРО] 1; В — совмещенный сигнал с А и Б.

очевидное противоречие. ПАРИИ согласно литературным данным преимущественно локализуется в цитоплазме и перемещается в значительных количествах в ядра клеток только при апоптозе либо при прохождении клеткой 5-фазы. В тоже время при анализе клеточных фракций наибольшее количество комплекса ОАРИН-рШб наблюдается в ядрах клеток независимо от используемой клеточной линии. После инкубации клеток ШХУБС с 6-РАМ-(рис. 14) большая часть СЛРОН также выявляется в ядрах клеток. Учитывая, что используемые в данном исследовании культуры клеток не были синхронизованы, остается предположить, что либо а клетках идет процесс апоптоза, либо используемые моноклинальные антитела реагируют с эпитопом, наиболее экспонированным у ядерной формы О АРОН. Второе предположение кажется более вероятным, так как согласно данным некоторых авторов ядерная форма ОАРОН представлена преимущественно димерной и мономерной формами, тогда как цитоплазматическая форма фермента представлена, главным образом, тетрамером. Таким образом, возможно, моноклональные антитела распознают преимущественно эпитоп, недоступный в тетрамерпой конфигурации фермента в нативных условиях. Для проверки этой гипотезы было решено использовать поликлональпые антитела, распознающие

позициях, фланкированных справа и слева известными последовательностями длинной 25 и 30 оснований, соответственно Такие участки были использованы как сайты "посадки" праймеров ЛУВ86 и АУВ88 в ходе дальнейшей ПЦР-амплификации вариабельных фрагментов после каждого цикла селекции После инкубации ЮАР ОН с библиотекой АУВ85, образовавшиеся комплексы отделяли от несвязавшихся нуклеиновых кислот в нативном полиакриламидном геле Комплексы вырезали из геля и находящуюся в составе комплекса ДНК амплифицировали Для получения оцДНК полученный ПЦР продукт обрабатывали экзонуклеазой А. ДНК с 4-го, 5-го, 6-го и 7-го раундов селекции, а так же ПЦР-амплифицированный АУВ85 клонировали в плазмиду рВ1ие8спр1 ЩТА) С каждого раунда селекции были отобраны 10 колоний для определения последовательности вставки Результаты с 7-го раунда селекции проявили ожидаемую вырожденность Обнаруженный мотив, взаимодействие с которым наиболее специфично в условиях поставленного эксперимента, приведен на рис. 13

Поиск полученного мотива в базе данных BLAST выявил, что такая последовательность встречается 2792 раза в геноме человека Тем не менее интересно отметить, что такая последовательность находится в D-петле тРНК метионина, а также в промоторных районах генов гормонов роста

На основании данных молекулярной селекции олигонуклеотидной последовательности, наиболее специфично взаимодействующей с GAPDH, было получено 6 различных последовательностей протяженностью 9 нуклеотидных оснований Олигонуклеотид pN42 был синтезирован, исходя из данных о 4-х наиболее часто встречающихся последовательностях Значение Kj комплекса GAPDH-pN42 составило 0 065 мкМ

5 Локализация GAPDH и олигонуклеотидов в эидотелиальных клетках и клетках линий А431, HeLa и HaCat

Данные о клеточной локализации GAPDH и флуоресцентно-меченного 6-FAM-pN21 были получены в сотрудничестве с группой профессора Vittorio Tomasi Для этого клетки HUVEC растили на покровных стеклах в присутствии 6-FAM-pN21 Затем клетки фиксировали и после инкубации с

^50%

^100% т

1 40%

Рис 13 Нуклеотидный т-оо% с90% ®00% ^80% aoo%g60oac60'% мотив, специфически

распознаваемый rGAPDH

моноклональными антителами против ОАРОП проводили локализацию олигонуклеотида и фермента в клетке Методом конфокальной микроскопии было показано, что 6-1:АМ-рЫ21 и ОАРОН солокализуются в ядрах клеток IШУЕС (рис. 14) Анализируя полученные данные о распределении комплекса ОАРОН-олигонуклеотид между ядром и цитоплазмой, нельзя не отметить

Рис 14 Солокализация ОАРВН и 6-ГЛМ-рЫ21в клетках линии НиУЕС Для детекции вАРОН использовали моноклональные антитела мыши и СуЗ-коньюгированные против мыши

А - локализация 6-РАМ-рШ1 после 6 ч инкубации с клетками линии НиУЕС методом конфокальной микроскопии, Б - локализация вАРОН, В - совмещенный сигнал с А и Б

очевидное противоречие ОАРОН согласно литературным данным преимущественно локализуется в цитоплазме и перемещается в значительных количествах в ядра клеток только при апоптозе либо при прохождении клеткой в-фазы В тоже время при анализе клеточных фракций наибольшее количество комплекса ОАРОН-рШб наблюдается в ядрах клеток независимо от используемой клеточной линии После инкубации клеток НиУЕС с 6-РАМ-рЫ21 (рис. 14) большая часть ОАРОН также выявляется в ядрах клеток Учитывая, что используемые в данном исследовании культуры клеток не были синхронизованы, остается предположить, что либо в клетках идет процесс апоптоза, либо используемые моноклональные антитела реагируют с эпитопом, наиболее экспонированным у ядерной формы ОАРОН Второе предположение кажется более вероятным, так как согласно данным некоторых авторов ядерная форма ОАРОН представлена преимущественно димерной и мономерной формами, тогда как цитоплазматическая форма фермента представлена, главным образом, тетрамером Таким образом, возможно, моноклональные антитела распознают преимущественно эпитоп, недоступный в тетрамерной конфигурации фермента в нативных условиях Для проверки этой гипотезы было решено использовать поликлональные антитела, распознающие

множество эпитопов на молекуле GAPDH для локализации фермента в клетках различных Линий,

Для получения антител против GAPDI1 кроликов иммунизировали препаратом GAPDH из эритроцитов человека. Для получения моноснецифичпых антител против GAPDH проводили очистку антител аффинной хроматографией на колонке с иммобилизированной GAPDH с последующим истощением антител на колонке с иммобилизованным клеточным лизачом, дефицитным no GAPDH.

] 1олученные антитела затем были использованы для исследования внутриклеточной локализации GAPDH методом флуоресцентной микроскопии. Распределение GAPDH в клетках линий А431, HeLa и HaCat оценивали по отношению интенснвностей флуоресценции ядер клеток к флуоресценции цитоплазмы (рис, IS). Оказалось, что распределение фермента практически не зависит от используемой клеточной линии и что GAPDH локализуется главным образом в цитоплазме клеток, что под тверждают данные других авторов. Таким образом, использование моноклоналг.ных антител против GAPDH приводит к идентификации преимущественно ядерной формы GAPDH. С другой стороны, полученные данные (см. раздел 1) свидетельствуют о том, что инкубация клеток с олигонуклеотидами, специфически взаимодействующими с GAPDH, приводит к изменению внутриклеточного распределения GAPDH таким образом, что GAPDH, локализующаяся в норме в цитоплазме клеток, при образовании

Рис. (5. Внутриклеточное распределение GAPDH в клетках линий HaCal, А431 н HeLa, наблюдаемое методом флуоресцентной микроскопии. А — Флуоресцентная микроскопия клеток линий HaCat, А431 и HeLa. выполненная с использованием

] faCkd

(статистические да иные

МЦ

кроличьих поликлональпых антител против GAPDH. К - Количественная оценка интенсивности флуоресценции ядерной (я) и мембраино-лм1 iti,. цитозольной (мц) фракций

по распределению в 20 случайно выбранных клетках).

стабильного комплекса с нуклеиновыми кислотами (каковым является ковалентный комплекс с pN16) преимущественно локализуется в ядрах клеток Как уже было сказано выше, транспорт олигонуклеотидов в клетки происходит преимущественно по эндоцитозному пути При таком транспорте олигонуклеотиды проводят значительную часть времени в цитоплазме клеток, где скорее всего и происходит их связывание с GAPDH Однако нельзя исключить, что олигонуклеотиды проникают в ядро и модифицируют ядерную форму GAPDH

Механизм циркуляции GAPDH между ядром и цитоплазмой активно обсуждается в научной литературе GAPDH содержит в своей структуре сигнал ядерного экспорта, но в то же время, в отличие от белков, постоянно обменивающихся между ядром и цитоплазмой, в ней отсутствует сигнал ядерного импорта Было показано [Нага et all, 2006], что транслокация GAPDH в ядро происходит за счет образования комплекса с Siahl протеазой Наблюдаемый перенос GAPDH в ядро после образования комплекса с олигонуклеотидом свидетельствует об изменении работы такого транспортного механизма, при котором равновесие сдвигается в сторону ядерного экспорта Такой сдвиг может быть обусловлен удержанием комплекса GAPDH-олигонуклеотид в ядре за счет взаимодействия олигонуклеотидной компоненты комплекса с ядерным содержимым либо за счет изменения аффинности фермента к компонентам транспортной системы после образования комплекса с олигонуклеотидом Последняя гипотеза более обоснована, так как сигнал ядерного экспорта белка расположен в его С-концевой части и пересекается с обнаруженным ранее (см раздел 3) олигонуклеотид-связывающим сайтом Таким образом, олигонуклеотид, связываясь с GAPDH, может блокировать сайт ядерного экспорта от распознавания специфической экспортазой и препятствовать транспорту фермента в цитоплазму, приводя к его накоплению в ядре

Ранее нами было показано, что константа диссоциации комплекса GAPDH-pN21 составляет 0 2 мкМ Согласно литературным данным, окисление GAPDH может увеличивать стабильность комплекса фермента с нуклеиновыми кислотами более чем в 10 раз Эти данные вместе с полученными результатами о транслокации комплексов GAPDH с сиквенс-специфичными олигонуклеотидами позволяют предположить клеточный механизм, в котором GAPDH выступает в роли сенсора окислительного стресса Вполне вероятно, что окисление GAPDH может приводить к увеличению ее аффинности к

специфическим внутриклеточным нуклеиновым кислотам, которые и

регулируют транслокацию GAPDH в ядро и, таким образом, определяют судьбу

клетки

Выводы

1 Обнаружено, что в ядерном экстракте клеток линии HeLa и А431 основным белком, взаимодействующим с олигонуклеотидами, является белок с молекулярной массой 38 кДа (р38) Установлено, что специфичность взаимодействия р38 с олигонуклеотидом pN21, эффективно доставляемым в ядра клеток, выше чем с другими олигонуклеотидами, локализующимися в цитоплазме Разработан метод выделения р38 Анализ первичной последовательности р38 показал, что олигонуклеотид-связывающий белок ядерного экстракта клеток представляет собой фермент гликолиза -глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназу (GAPDH)

2 Сравнительный анализ физико-химических свойств GAPDH, выделенной из эритроцитов человека, и р38 подтвердил идентичность двух белков Показано, что в процессе внутриклеточного транспорта олигонуклеотиды находятся в комплексе с GAPDH в ядерной, мембранно-цитозольной и цитозольной фракциях клеток

3 Показано, что КАО+-связывающий сайт не является основным местом связывания олигонуклеотидов, а олигонуклеотид-связывающий участок GAPDH локализован в С-концевой области молекулы между а к 286-334

4 Разработана методика ПЦР-сплайсинга, с помощью которой проведен сплайсинг гена gapdh человека in vitro без использования обратной транскриптазы Полученный ген был экспрессирован в клетках Е coli Разработана методика выделения генно-инженерного белка GAPDH человека из клеток Е coli

5 Установлен олигонуклеотидный мотив, специфичный для связывания молекулы GAPDH Показано, что величина Kd комплекса GAPDH с обнаруженной последовательностью составляет 65 нМ

6 Показано, что GAPDH в комплексе с олигонуклеотидами, локализована преимущественно в ядрах клеток, тогда как GAPDH не связанная с олигонуклеотидами, локализована главным образом в цитоплазме

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1 Исследование фармакокинетики и стабильности в крови in vivo фосфодиэфирных и модифицированных производных олигонуклеотидов / Лактионов, П П , Bryksin, А V , Рыкова, Е Ю , Амирханов, Н В , и Власов, В В //Вопросы Медицинской Химии - 1999 -Т 45 -№3 -С 206-215

2 Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is responsible for intranuclear localization of some oligonucleotides / Tomasi, V , Laktionov, P P , Bryksin, A V , Volod'ko, N V , Griffoni, С , Rykova, E Y , Spism, E, Kraft, R, and Vlassov, V V //Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids-2001 - Vol 20 -№4-7 -P 863-867

3 The Rossmann fold of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a nuclear docking site for antisense oligonucleotides containing a TAAAT motif / Griffoni, С, Laktionov, P P, Rykova, E Y, Spisni, E, Riccio, M, Santi, S, Bryksin, A, Volodko, N, Kraft, R, Vlassov, V, and Tomasi, V // Biochim Biophys Acta -2001 - Vol 1530 -№1 -P 32-46

4 Knock down of cytosolic phosphohpase A2 an antisense oligonucleotide having a nuclear localization binds a C-terminal motif of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase / Laktionov, P , Rykova, E , Tom, M , Spisni, E , Griffoni, С , Bryksin, A, Volodko, N , Vlassov, V , and Tomasi, V // Biochim Biophys Acta -2004 - Vol 1636 -№2-3 -P 129-135

5 Construction of long DNA molecules using long PCR-based fusion of several fragments simultaneously / Shevchuk, N A, Bryksin, A V, Nusinovich, Y A, Cabello, F С , Sutherland, M , and Ladisch, S // Nucleic Acids Res - 2004 - Vol 32 - № 2 -P el9

6 Construction of long DNA molecules from multiple fragments using PCR/ Shevchuk, N A , Bryksin, A V //Chaptei 12 in PCR (Methods Express Series) Ed -Hughes, S and Moody, A Scion Publishing 2007 , London P 197-216

Контакты e-mail - anton_bryksin@gorodok net факс - 7-(383)-333-36-77

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Брыксин, Антон Вячеславович

ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Малые нуклеиновые кислоты как регуляторы экспрессии генов.

1.1.1 Антисмысловые олигонуклеотиды (Рациональный подход).

1.1.1.1 Влияние олигонукпеотидов основанное на конкуренции с нуклеиновыми кислотами.

Подавление транскрипции.

Подавление сплайсинга.

Подавление трансляции.

Изменение структуры РНК.

1.1.1.2 Активация РНКазы Н.

1.1.1.3 РНК - интерференция.

1.1.2 Нуклеиновые аптамеры (Иррациональный подход).

1.1.3 Механизмы проникновения малых нуклеиновых кислот в клетки.

1.1.3.1 Жидкофазный эндоцитоз.

1.1.3.2 Рецептор-опосредованный эндоцитоз.

1.1.4 Распределение олигонукпеотидов внутри клетки.

1.2 Глицеральдегид-З-фосфат дегндрогеназа.

1.2.1 Струшура фермента.

1.2.2 Участие GAPDH в слиянии клеточных мембран, взаимодействии с микротрубочками и везикулярном транспорте.

1.2.3 Взаимодействие GAPDH с нуклеиновыми кислотами.

1.2.3.1 GAPDH - ДНК/РНК-связывающий белок (физико-химические характеристики взаимодействия GAPDH с нуклеиновыми кислотами).

1.2.3.2 Модификации и полимерные структуры GAPDH и их роль во взаимодействии фермента с нуклеиновыми кислотами.

1.2.3.3 Сайт GAPDH, ответственный за связывание нуклеиновых кислот.

1.2.3.4 Влияние взаимодействия GAPDH с нуклеиновыми кислотами на оксидоредуктазную активность фермента.

1.2.3.5 Функциональная роль взаимодействия GAPDH с нуклеиновыми кислотами.

Транспортная функция.

GAPDH - регулятор транскрипции.

Защита нуклеиновых кислот от гидролиза.

GAPDH - катализатор активности рибозимов.

GAPDH и патогенез РНК-содержащих вирусов.

Хеликазные свойства GAPDH.

Участие GAPDH в поддержке структуры теломер.

GAPDH и репарация ДНК.

1.2.4 GAPDH и клеточный апоптоз. Взаимодействие с SiaHl протеазой.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Идентификация клеточного олигонуклеотид-связывающего белка Р38 и его взаимодействие с нуклеиновыми кислотами"

В последнее десятилетие стало очевидно, что малые одно- и двуцепочечные нуклеиновые кислоты играют важную роль в процессах модуляции экспрессии генов и в регуляции ферментативной активности белков [2]. Доступность полной последовательности генома многих организмов, в том числе и человека, а также успехи в разработке методов молекулярной селекции, позволяют создавать синтетические аналоги малых нуклеиновых кислот и использовать их, для влияния на процессы, происходящие как внутри одной клетки, так и в организме в целом [2-5]. К сожалению, сложность доставки нуклеиновых кислот в клетки и клеточные компартменты, проблема направленной доставки нуклеиновых кислот в органы и ткани, а также неспецифические эффекты, вызываемые нуклеиновыми кислотами, стоят на пути их массового внедрения в медицинскую практику [2,6]. Эти препятствия в будущем будут преодолены благодаря появлению новых данных о поведении малых нуклеиновых кислот в биологических системах [6]. Накопление эмпирических знаний позволит создать модели, с высокой точностью предсказывающие биологические эффекты таких молекул, что сделает возможным внедрение нуклеиновых кислот в повседневную медицинскую практику в качестве средств индивидуальной терапии специфического действия.

Данная работа посвящена изучению поведения синтетических малых дезоксирибонуклеиновых кислот в клетках карциномы человека. В основе работы лежит наблюдение Griffoni и соавторов, которые, изучая влияние антисмысловых олигонуклеотидов на экспрессию гена фосфолипазы А2, обнаружили, что олигонуклеотид cPLA2 специфически взаимодействуют с одним из белков ядерного экстракта и, что такое взаимодействие, возможно, способствует более эффективному проникновению олигонуклеотида в ядра клеток [1]. Идентификация такого белка представляет большой интерес, поскольку открывает перспективы для сиквенс-специфичной доставки нуклеиновых кислот в ядра клеток, что потенциально позволит достигать специфический эффект при более низкой дозе препарата, снижать общую токсическую нагрузку и расход олигонуклеотидов. Кроме того, изучение физико-химических характеристик взаимодействия нуклеиновых кислот с таким белком и влияния нуклеиновых кислот на функционирование связывающих их белков, дополнит общую модель поведения малых нуклеиновых кислот в клетке и организме.

Материал, представленный в работе, демонстрирует, что таким белком, способствующим более эффективной доставке антисмыслового олигонуклеотида cPLA2 в ядра клеток, является глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназа (GAPDH).

На протяжении длительного времени GAPDH считалась белком "домашнего хозяйства", катализирующим в процессе гликолиза реакцию окисления D-глицеральдегид-3-фосфата, сопряженную с фосфорилированием [7]. Фермент, так же как и кодирующий его ген, представлен во многих научных работах и учебниках как образец понимания механизма ферментативной реакции, организации структуры гена и регуляции его экспрессии. Интересно, что GAPDH является очень консервативным белком, медленно меняющемся в ходе эволюции. Так, разница между белком человека и Е. coli составляет всего 30 аминокислотных оснований (из 334). Столь высокая степень консервативности может свидетельствовать о том, что помимо гликолиза, GAPDH возможно выполняет другие функции в клетке. Действительно, на протяжении последних трех десятилетий было показано участие белка во многих клеточных процессах, зачастую не связанных с гликолизом, таких как, например, ядерный экспорт RNA [8,9], фосфотрансферазная активность [10], участие в репликации и репарации ДНК [11,12], регуляция экспрессии генов гистонов [13], участие в процессе слияния ядерных мембран [14] и сборке микротрубочек [15-19]. Было также обнаружено, что при определенных условиях GAPDH в значительных количествах перемещается в ядро клетки. Более того, GAPDH может эффективно связываться с нуклеиновыми кислотами, и такое взаимодействие, по-видимому, играет немаловажную роль в функционировании клетки [20,21].

В настоящей работе дана оценка эффективности такого взаимодействия, определен участок фермента, ответственный за связывание нуклеиновых кислот, а так же оценено влияние взаимодействия на оксидоредуктазную активность фермента. Использование генно-инженерного препарата GAPDH и метода молекулярной селекции, позволило установить последовательность одноцепочечной ДНК, наиболее эффективно взаимодействующая с ферментом. В клеточной системе показано, что комплексы GAPDH-оцДНК эффективно транспортируются в ядра клеток.

Целью настоящей работы являлась идентификация клеточного олигонуклеотид-связывающего белка р38 и исследование его взаимодействия с нуклеиновыми кислотами. В процессе выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- Выделить и идентифицировать олигонуклеотид-связывающий белок р38 клеток человека.

- Определить специфичность связывания р38 с олигонуклеотидами определенной последовательности, поиск нуклеотидного мотива - сайта связывания белка.

- Локализовать олигонуклеотид-связывающий домен р38.

- Получить антитела против р38 и с их помощью исследовать локализацию белка в клетке и роль в транспорте нуклеиновых кислот.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Брыксин, Антон Вячеславович

выводы

1. Обнаружено, что в ядерном экстракте клеток линии HeLa и А431 основным белком, взаимодействующим с олигонуклеотидами, является белок с молекулярной массой 38 кДа (р38). Установлено, что специфичность взаимодействия р38 с олигонуклеотидом pN21, эффективно доставляемым в ядра клеток, выше чем с другими олигонуклеотидами, локализующимися в цитоплазме. Разработан метод выделения р38. Анализ первичной последовательности р38 показал, что олигонуклеотид-связывающий белок ядерного экстракта клеток представляет собой фермент гликолиза - глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназу (GAPDH).

2. Сравнительный анализ физико-химических свойств GAPDH, вьщеленной из эритроцитов человека, и р38 подтвердил идентичность двух белков. Показано, что в процессе внутриклеточного транспорта олигонуклеотиды находятся в комплексе с GAPDH в ядерной, мембранно-цитозольной и цитозольной фракциях клеток.

3. Показано, что ЫА1)+-связывающий сайт не является основным местом связывания олигонуклеотидов, а олигонуклеотид-связывающий участок GAPDH локализован в С-концевой области молекулы между а.к. 286-334.

4. Разработана методика ПЦР-сплайсинга, с помощью которой проведен сплайсинг гена gapdh человека in vitro без использования обратной транскриптазы. Полученный ген был экспрессирован в клетках Е. coli. Разработана методика выделения генно-инженерного белка GAPDH человека из клеток Е. coli.

5. Установлен олигонуклеотидный мотив, специфичный для связывания молекулы GAPDH. Показано, что величина Kd комплекса GAPDH с обнаруженной последовательностью составляет 65 нМ.

6. Показано, что GAPDH в комплексе с олигонуклеотидами, локализована преимущественно в ядрах клеток, тогда как GAPDH не связанная с олигонуклеотидами, локализована главным образом в цитоплазме.

1.3 Заключение

Таким образом, за последние 3 десятилетия рядом независимых исследователей было открыто участие GAPDH во многих процессах, связанных с ключевыми этапами функционирования клетки. Описанные выше функции фермента могут быть связаны с программируемой гибелью клеток, старческими заболеваниями нервной системы, раковым перерождением клеток простаты и вирусным патогенезом.

Взаимодействие фермента гликолиза - GAPDH, с нуклеиновыми кислотами был обнаружен более 30 лет назад. За прошедшее время опубликованы работы, демонстрирующие, что GAPDH участвует в транспорте тРНК из ядер клеток млекопитающих, регулирует транскрипцию генов, защищает нуклеиновые кислоты от гидролиза, работает как хеликаза, катализирует активность рибозимов, участвует в репарации ДНК, а также принимает участие в патогенезе вирусов. Как видно из представленного обзора, объединяющим началом всех перечисленных функций фермента является способность образовывать эффективные, специфичные комплексы с нуклеиновыми кислотами. Однако, механизм такого взаимодействия до конца не понятен. Так, на сегодняшний день неизвестно, каким образом происходит регуляция вышеописанных функций фермента, как один и тот же фермент демонстрирует специфичность к нуклеиновым кислотам различной природы и последовательности и проявляет такое многообразие функций. Нет определенности и относительно сайта связывания нуклеиновых кислот на молекуле GAPDH. Очевидно, что наиболее вероятной моделью разнообразия является постгрансляционная модификация в сочетании с полимерной структурой белка. Можно предположить, что GAPDH, находясь в клетке, претерпевает постоянные перестройки между мономерной, димерной и тетрамерной формами. Мономеры в составе таких димеров и тетрамеров могут обладать различными посттрансляционными модификациями, генерируя разнообразие форм одного фермента для выполнения множества функций. Однако, если сайт нитрозилирования на молекуле GAPDH установлен однозначно, то сайт(ы) преимущественного фосфорилирования окончательно не определены). Нет однозначности и с сайтами, подвергающимися окислению на молекуле GAPDH. Кроме того, требуется определить условия, влияющие на деполимеризацию белка, а так же возможность участия различных посттрансляционно-модифицированных субъединиц GAPDH в формировании димера и тетрамера. (Формирование тетрамера из неэквивалентных субъединиц было недавно показано в работе Patterson и соавторов [64]).

К общим вопросам относится установление механизма эволюционного формирования свойства GAPDH связывать нуклеиновые кислоты. На сегодняшний день неизвестно, насколько новы эти функции - являются ли они недавним эволюционным приобретением эукариот, либо сформировались на заре эволюционного процесса? Предположения о том, что свойство связывать нуклеиновые кислоты является древним приобретением, кажется наиболее вероятной, т.к. гликолиз - один из первых биохимических процессов получения энергии и существовал в то время, когда, как считается, геномы живых организмов были преимущественно РНК-содержащие, а защита РНК от внешних факторов являлась актуальной задачей. Кроме того, на ранних этапах эволюции рибозимы, возможно, играли более значимую роль в функционировании биологических объектов, чем они играют сейчас. Если бы такая теория была бы верна, то она бы объясняла избыточное для процесса гликолиза присутствие GAPDH в клетках млекопитающих. Избыточностью GAPDH на ранних этапах эволюции так же могут быть объяснены и другие функции фермента не связанные с гликолизом, поскольку эволюционный процесс сам по себе безыдеен и использует наиболее доступный материал для выполнения необходимых функций.

Каков бы не был механизм, лежащий в основе формирования функций GAPDH не связанных с гликолизом, на сегодняшний день такие функции являются необходимыми для жизнедеятельности клетки. Так, например, попытки создать мутант по двум из трех аллелей гена gapdh в дрожжах окончились неудачей, несмотря на то, что в качестве источника углерода в среде использовался лактат [192].

Дальнейшие исследования функций GAPDH позволят понять эволюционные процессы, а так же, возможно, приведут к созданию более эффективных препаратов для борьбы с вирусными заболеваниями и злокачественными карциномами, использующими свойство GAPDH связывать нуклеиновые кислоты.

Ранее было показано, что GAPDH взаимодействует с олигонуклеотвдами и, по-видимому, отвечает за их локализацию в ядре. Несомненно, что во взаимодействии GAPDH с олигонуклеотидами принимают участие сайты, необходимые для функционирования фермента, поэтому исследование влияния олигонуклеотидов на функции фермента и клеточный метаболизм является актуальной исследовательской задачей.

Дальнейшее изучение GAPDH позволит установить молекулярные механизмы такой связи, разработать эффективные методы диагностики и профилактики подобных нарушений.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Реактивы и материалы

2.1.1 Реактивы

В работе использованы следующие реактивы и материалы: акриламид, N,N-метиленбисакриламид, аммоний надсернокислый, глицин, трис-гидроксиметил аминометан, диметилсульфоксид, додецилсульфат натрия, перхлорат лития, дипиридилдисульфид, трифенилфосфин, среда ДМЕМ, трипсин, глицерин, формалин, 4-хлоро-1-нафтол, диаминобензидин (ДАБ), полный и неполный адъювант Фрейнда, бычий сывороточный альбумин (BSA), dNTP смесь, Hoechst 33258 (Sigma, США); NP-40, ЭДТА, тритон Х-100 (LKB, Швеция); ультрагель А2, Sepharose CL-4B, Sephadex G-25 (Pharmacia, Швеция); фенилметилсульфонилфторид (PMSF), боргидрид натрия (Serva, Германия); нитроцеллюлозные фильтры с размером пор 0.2 мкм и 0.45 мкм (Schleicher & Schull, Германия); ДЕ-52-целлюлоза (Whatman, Англия); ТЕМЕД, человеческий сывороточный альбумин (Reanal, Венгрия); Ы-ацетил-Ы,-(3-диметиламинопропил)-карбодиимид (EdaC) (Aldrich); центрикон-50, центрикон-20 (Amicon, США), рентгеновская пленка Kodak X-ОМАТ (Kodak, США); рентгеновская пленка AGFA CP-BU (AGFA, Бельгия); у-[32Р] АТР с удельной активностью 5 103 Ки/мМоль, лактоферрин из человеческого молока, IgG мыши, лизоцим, козьи антитела против IgG кролика (GAR) (БИОСАН, Новосибирск); флуоресцеинизигиоционат, родаминизитиоционат, периодат натрия, PBS, эмбриональная телячья сыворотка (ISN, США); 1,4-диазабицикло-[2.2.2]октан (DABCO), DACO® Fluorescent mounting medium (DACO Corporation, США); N-метилимидазол (Fluka, Швейцария); мочевина, аммоний сернокислый (НПО Биохимреактив, Россия); Трис, ЭДТА (Prolabo, США); ДТТ (Fluka, Швейцария); фенилметилсульфонилфторид, бромфеноловый синий, набор белковых маркеров (Sigma, США); пептон, дрожжевой экстракт (DIFCO Laboratories, США); AA, БАА, мочевина, изопропил-P-D-тиогалактопиранозид (НИКТИ БАВ, Бердск); у-[ Р]АТР с удельной радиоактивностью 4500 Ки/ммоль (БИОСАН, Новосибирск); нуклеозидмонофосфаты (Reanal, Венгрия).

Хроматографические сорбенты: Q- и SP-сефароза (Pharmacia, Швеция). Фильтровальная бумага FN-16 (Whatman, Англия).

Неуказанные реактивы являются препаратами отечественного производства с квалификацией осч или хч.

Центрифугирование проводили на центрифуге фирмы Beckman (роторы JA-10, -14 и -20), (США).

LB-agar чашки с ампицилином.

LB-agar чашки с ампицилином и 250 мкМ IPTG.

2.1.2 Олигонуклеотиды

Олигонуклеотиды, использованные в работе были синтезированы на базе компании Biosset (Россия), либо IDT DNA (США) и представлены в Таблице 4.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Брыксин, Антон Вячеславович, Новосибирск

1. Griffoni,C., Spisni,E., Orlandi,M., Santi,S., Riccio,M., and Tomasi,V., 1999. A 38 kDa nuclear protein is involved in the retention of an antisense oligonucleotide directed against cytosolic phospholipase A2. Nucleosides Nucleotides 18,1673-1676.

2. Coppelli,F.M. and GrandisJ.R., 2005. Oligonucleotides as anticancer agents: from the benchside to the clinic and beyond. Curr.Pharm.Des 11,2825-2840.

3. Kipshidze,N., Tsapenko,M., Iversen,P., and Burger,D., 2005. Antisense therapy for restenosis following percutaneous coronaiy intervention. Expert.Opin.Biol.Ther. 5,79-89.

4. Popescu,F.D., 2005. Antisense- and RNA interference-based therapeutic strategies in allergy. J.Cell Mol.Med. 9,840-853.

5. Soder,S., Hakimiyan^A., Rueger,D.C., Kuettner,K.E., Aigner,T., and Chubinskaya,S., 2005. Antisense inhibition of osteogenic protein 1 disturbs human articular cartilage integrity. Arthritis Rheum. 52,468-478.

6. Scherr,M. and Eder,M., 2004. RNAi in functional genomics. Curr.Opin.Mol.Ther. 6,129-135.

7. Harris,J.I. and Waters,M., 1976. chapter 13, pp. 12968-12976. In Boyer P.D. (ed.) Academic Press, New York.

8. Singh,R. and Green,M.R., 1993. Sequence-specific binding of transfer RNA by glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Science 259,365-368.

9. Carmona,P., Rodriguez-Casado,A., and Molina,M., 1999. Conformational structure and binding mode of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase to tRNA studied by Raman and CD spectroscopy. Biochim.Biophys.Acta 1432,222-233.

10. Meyer-Siegler,K., Mauro,D.J., Seal,G., WurzerJ., deRiel^.K., and Sirover,M.A., 1991. A human nuclear nracil DNA glycosylase is the 37-kDa subunit of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 88, 84608464.

11. Mansur,iV.R., Meyer-Siegler,K., Wurzer^.C., and Sirover,M.A., 1993. Cell cycle regulation of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase/uracil DNA glycosylase gene in normal human cells. Nucleic Acids Res. 21,993-998.

12. Zheng,L., Roeder,R.G., and Luo,Y., 2003. S phase activation of the histone H2B promoter by OCA-S, a coactivator complex that contains GAPDH as a key component. Cell 114,255-266.

13. Kumagai,H. and Sakai,H., 1983. A porcine brain protein (35 К protein) which bundles microtubules and its identification as glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase. J.Biochem. (Tokyo) 93,1259-1269.

14. WalshJ.L., Keith,T.J., and Knull,H.R., 1989. Glycolytic enzyme interactions with tubulin and microtubules. Biochim.Biophys.Acta 999,64-70.

15. VolkerJCW. and Knull,H.FL, 1993. Glycolytic enzyme-tubulin interactions: role of tubulin carboxy terminals. J.Mol.Recognit. 6, 167-177.

16. Volker,K.W„ Reinitz,C.A., and Knull,H.R., 1995. Glycolytic enzymes and assembly of microtubule networks. Comp Biochem. Physiol В Biochem.Mol.Biol. 112,503-514.

17. Tisdale,E.J., 2002. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is phosphorylated by protein kinase Ciota /lambda and plays a role in microtubule dynamics in the early secretory pathway. J.Biol.Chem. 277,3334-3341.

18. Sirover,M.A., 1999. New insights into an old protein: the functional diversity of mammalian glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Biochim.Biophys.Acta 1432,159-184.

19. Ronai,Z., 1993. Glycolytic enzymes as DNA binding proteins. Int.J.Biochem. 25, 1073-1076.

20. Ball,H.A., Van Scott,M.R., and Robinson,C.B., 2004. Sense and antisense: therapeutic potential of oligonucleotides and interference RNA in asthma and allergic disorders. Clin.Rev.Allergy Immunol. 27,207-217.

21. Corey,D.R., 2002. Telomerase inhibition, oligonucleotides, and clinical trials. Oncogene 21,631-637.

22. Karkare,S. and Bhatnagar,D., 2006. Promising nucleic acid analogs and mimics: characteristic features and applications of PNA, LNA, and morpholino. Appl.Microbiol.Biotechnol. 71,575-586.

23. Achenbach,T.V., Brunner,B., and Heermeier,K., 2003. Oligonucleotide-based knockdown technologies: antisense versus RNA interference. Chembiochem. 4, 928935.

24. Karkare,S., Daniel,S., and BhatnagarJ)., 2004. RNA interference silencing the transcriptional message: aspects and applications. Appl.Biochem.Biotechnol. 119, 112.

25. Faria,M. and Ulrich,H., 2002. The use of synthetic oligonucleotides as protein inhibitors and anticode drugs in cancer therapy: accomplishments and limitations. Curr.Cancer Drug Targets. 2, 355-368.

26. Wacheck,V. and Zangemeister-Wittke,U., 2006. Antisense molecules for targeted cancer therapy. Crit Rev. Oncol. Hematol. 59,65-73.

27. Sledz,C.A., Holko,M., de Veer,M.J., Silverman,R.H., and Williams,B.R., 2003. Activation of the interferon system by short-interfering RNAs. Nat.Cell Biol. 5, 834839.

28. Jackson,A.L., Bartz,S.R., Schelter,J., Kobayashi,S.V., Burchard,J., Mao,M., Li,В., Cavet,G., and Linsley,P.S., 2003. Expression profiling reveals off-target gene regulation by RNAi. Nat.Biotechnol. 21,635-637.

29. SierakowskaJL, Sambade,M.J., Agrawal,S., and Kole,R., 1996. Repair of thalassemic human beta-globin mRNA in mammalian cells by antisense oligonucleotides. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 93,12840-12844.

30. Condon,T.P. and Bennett,C.F., 1996. Altered mRNA splicing and inhibition of human E-selectin expression by an antisense oligonucleotide in human umbilical vein endothelial cells. J.Biol.Chem. 271, 30398-30403.

31. Mirabelli,C.K., Bennett,C.F., Anderson,К., and Crooke,S.T., 1991. In vitro and in vivo pharmacologic activities of antisense oligonucleotides. Anticancer Drug Des 6, 647-661.

32. Cowsert,L.M., Fox,M.C., Zon,G., and Mirabelli,C.K., 1993. In vitro evaluation of phosphorothioate oligonucleotides targeted to the E2 mRNA of papillomavirus: potential treatment for genital warts. AntimicrobAgents Chemother. У1,171-177.

33. Westermann,P., Gross,В., and Hoinkis,G., 1989. Inhibition of expression of SV40 virus large T-antigen by antisense oligodeoxyribonucleotides. Biomed.Biochim.Acta 48, 85-93.

34. Stein,C.A. and Cheng,Y.C., 1993. Antisense oligonucleotides as therapeutic agents-is the bullet really magical? Science 261,1004-1012.

35. Wagner,R.W., 1995. The state of the art in antisense research. Nat.Med. 1, 11161118.

36. Morvan,F., Rayner,B., and Imbach,J.L., 1991. Alpha-oligonucleotides: a unique class of modified chimeric nucleic acids. Anticancer Drug Des 6, 521 -529.

37. Chiang,M.Y., Chan,H., Zounes,M.A., Freier,S.M., Lima,W.F., and Bennett,C.F.,1991. Antisense oligonucleotides inhibit intercellular adhesion molecule 1 expression by two distinct mechanisms./ Biol. Chem. 266,18162-18171.

38. Barik,S., 2005. Silence of the transcripts: RNA interference in medicine. J.Mol.Med. 83,764-773.

39. Loke,S.L., Stein,C.A., Zhang^X.H., Mori,K., Nakanishi,M., Subasinghe,C., Cohen,J.S., and Neckers,L.M., 1989. Characterization of oligonucleotide transport into living cells. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 86,3474-3478.

40. Guy-Caffey^J.K., Bodepudi,V., Bishop,J.S., Jayaraman,K., and Chaudhary,N.,1995. Novel polyaminolipids enhance the cellular uptake of oligonucleotides. J.Biol.Chem. 270,31391-31396.

41. Iversen,P.L., Zhu,S., Meyer Д., and Zon,G., 1992. Cellular uptake and subcellular distribution of phosphorothioate oligonucleotides into cultured cells. Antisense Res. Dev. 2,211-222.

42. Liu,X.Y., Li,B.L., and Li,S.W., 1986. Measurement of a receptor for (2'-5')-oligoadenylate(trimer) on macrophages. Methods Enzymol. 119,351-356.

43. Yakubov,L.A., Deeva,E.A., Zarytova,V.F., Ivanova,E.M., Ryte,A.S., Yurchenko,L.V., and Vlassov,V.V., 1989. Mechanism of oligonucleotide uptake by cells: involvement of specific receptors? Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 86,6454-6458.

44. Geselowitz,D.A. and Neckers,L.M., 1992. Analysis of oligonucleotide binding, internalization, and intracellular trafficking utilizing a novel radiolabeled crosslinker. Antisense Res. Dev. 2,17-25.

45. Goodarzi,G., Watabe,M., and WatabeJC, 1991. Binding of oligonucleotides to cell membranes at acidic pH. Biochem.Biophys.Res.Commun. 181,1343-1351.

46. Benimetskaya,L., LoikeJ.D., Khaled,Z., Loike,G., Silverstein,S.C., Cao,L., elJCJ., Cai,T.Q., and Stein,C.A., 1997. Mac-1 (CDllb/CD18) is an oligodeoxynucleotide-binding protein. Nat. Med. 3,414-420.

47. Akhtar,S., Basu,S., Wickstrom,E., and Juliano,R.L., 1991. Interactions of antisense DNA oligonucleotide analogs with phospholipid membranes (liposomes). Nucleic Acids Res. 19,5551-5559.

48. Shoji,Y., Akhtar,S., Periasamy,A., НегтапД, and JuIiano,R.L., 1991. Mechanism of cellular uptake of modified oligodeoxynucleotides containing methylphosphonate linkages. Nucleic Acids Res. 19,5543-5550.

49. Leonetti,J.P., Mechti,N., Degols,G., Gagnor,C., and Lebleu,B., 1991. Intracellular distribution of microinjected antisense oligonucleotides. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 88,2702-2706.

50. Chin,D.J., Green,G.A., Zon,G., Szoka,F.C., Jr., and Straubinger,R.M., 1990. Rapid nuclear accumulation of injected oligodeoxyribonucleotides. New Biol. 2, 1091-1100.

51. Chin,R. and Locarnini,S., 1998. New therapies for the treatment of chronic hepatitis В infection. Curr.Opin.Infect.Dis. 11,719-726.

52. LeonettiJ.P., Degols,G., Clarenc,J.P., Mechti,N., and Lebleu,B., 1993. Cell delivery and mechanisms of action of antisense oligonucleotides. Prog.Nucleic Acid Res.Mol.Biol. 44,143-166.

53. Griffoni,C., SpisniJE., Orlandi,M., Santi,S., Riccio,M., and Тошаsi,V., 1999. A 38 kDa nuclear protein is involved in the retention of an antisense oligonucleotide directed against cytosolic phospholipase A2. Nucleosides Nucleotides 18,1673-1676.

54. Moras,D., 01sen,K.W., Sabesan,M.N., Buehner,M., Ford,G.C., and Rossmann,M.G., 1975. Studies of asymmetry in the three-dimensional structure of lobster D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, J.Biol.Chem. 250,9137-9162.

55. Skarzynski,T., Moody,P.C., and Wonacott,A.J., 1987. Structure of holo-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Bacillus stearothermophilus at 1.8 A resolution. J.Mol.Biol. 193,171-187.

56. Yun,M., Park,C.G., Kim^I.Y., and Park,H.W., 2000. Structural analysis of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase from Escherichia coli: direct evidence of substrate binding and cofactor-induced conformational changes. Biochemistry 39, 10702-10710.

57. Warburg,O. and Christian,W., 1939. Isolierung und Krystallisation des Proteins des oxydierenden Garungsferments. Biochem.Z. 303,40-68.

58. Robbins,A.R., Ward,R,D., and Oliver,C., 1995. A mutation in glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase alters endocytosis in CHO cells. J. Cell Biol. 130, 10931104.

59. Patterson,R.L., van Rossum,D.B., Kaplin,A.I., Barrow,R.К., and Snyder,S.H.,2005. Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor/GAPDH complex augments Ca2+ release via locally derived NADH. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 102,1357-1359.

60. Morgenegg,G., Winkler,G.C., Hubscher,U., Heizmann,C.W., MousJ., and Kuenzle,C.C., 1986. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is a nonhistone protein and a possible activator of transcription in neurons. J.Neurochem. 47, 54-62.

61. Chuang,D.M., Hough,С., and Senatorov,V.V., 2005. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, apoptosis, and neurodegenerative diseases. Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol. 45,269-290.

62. Schulze,H., Schuler>A., Stuber,D., Dobeli,H., Langen,H., and Huber,G., 1993. Rat brain glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interacts with the recombinant cytoplasmic domain of Alzheimer's beta-amyloid precursor protein. J.Neurochem. 60,1915-1922.

63. BurkeJ.R, Enghild,J.J., Martin,M.E., Jou,Y.S., Myers,RM., Roses,A.D., Vance^J.M., and Strittmatter,W.J., 1996. Huntingtin and DRPLA proteins selectively interact with the enzyme GAPDH. Nat.Med. 2,347-350.

64. Nagradova^V.K., 2001. Interdomain interactions in oligomeric enzymes: creation of asymmetry in homo-oligomers and role in metabolite channeling between active centers of hetero-oligomers. FEBSLett. 487,327-332.

65. Levashov,P.A., Muronetz,V.I., Kiyachko,N.L., and Nagradova,N.K., 1998. Catalytically active monomers of E. coli glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. J.Protein Chem. 17,229-235.

66. Jenkins^J.L. and Tanner,J.J., 2006. High-resolution structure of human D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Acta Crystallogr.D.Biol.Crystallogr. 62, 290-301.

67. IsmaiI,S.A. and Park,H.W., 2005. Structural analysis of human liver glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Acta Crystallogr.D.Biol.Crystallogr. 61, 1508-1513.

68. Michels,S., Rogalska,E., and Branlant,G., 1996. Phosphate-binding sites in phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Bacillus stearothermophilus. Eur.J.Biochem. 235,641-647.

69. Soukri,A., Mougin,A., Corbier,C., Wonacott,A., Branlant,C., and Branlant,G.,1989. Role of the histidine 176 residue in glyceraIdehyde-3-phosphate dehydrogenase as probed by site-directed mutagenesis. Biochemistry 28,2586-2592.

70. Jahn,R., Lang,Т., and Sudhof,T.C., 2003. Membrane fusion. Cell 112,519-533.

71. DE,D.C., WATTIAUX,R., and BAUDHUIN,P., 1962. Distribution of enzymes between subcellular fractions in animal tissues. Adv.Enzyme Regul. 24,291-358.

72. Wooster,M.S. and Wrigglesworth^J.M., 1976. Adsorption of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase on condensed monolayers of phospholipid. BiochemJ. 153,93-100.

73. Wooster,M.S. and Wrigglesworth^J.M., 1976. Modification of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase activity by adsorption on phospholipid vesicles. BiochemJ. 159,627-631.

74. Morero,R,D., Vinals,A.L., Bloj,B., and Farias,R.N., 1985. Fusion of phospholipid vesicles induced by muscle glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in the absence of calcium. Biochemistry 24,1904-1909.

75. Lopez Vinals,A.E., Farias,R.N., and Morero,R.D., 1987. Characterization of the fusogenic properties of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: fusion of phospholipid vesicles. Biochem.Biopkys.Kes.Commun. 143,403-409.

76. Hessler,R.J., Blackwood,R.A., Brock,T.G., Francis ,J.W., Harsh,D.M., and SmolenJ.E., 1998. Identification of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase as a Ca2+-dependent fusogen in human neutrophil cytosol. J.Leukoc.Biol. 63,331-336.

77. Dowhan W. and Bogdanov M., 2002. In Vance D.E. and Vance J.E. (eds.) Biochemistry of Lipids,Lipoproteins, and Membranes. Elsevier.

78. Volker,K.W. and Knull,H., 1997. A glycolytic enzyme binding domain on tubulin. Arch.Biochem.Biophys. 338,237-243.

79. TisdaIe,EJ., 2001. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is required for vesicular transport in the early secretory pathway. J.Biol.Chem. 276,2480-2486.

80. TisdaIe,E.J., Kelly,C., and Artalejo,C.R., 2004. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interacts with Rab2 and plays an essential role in endoplasmic reticulum to Golgi transport exclusive of its glycolytic activity. J.Biol.Chem. 279, 54046-54052.

81. Springer,S., Spang,A., and Schekman,R., 1999. A primer on vesicle budding. Cell 97,145-148.

82. Bi,X., Corpina,RA, and Goldberg^., 2002. Structure of the Sec23/24-Sarl pre-budding complex of the COPII vesicle coat. Nature 419,271-277.

83. Grosshans,B.L., Ortiz,D., and Novick,P., 2006. Rabs and their effectors: achieving specificity in membrane traffic. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 103,11821-11827.

84. Presley ,J.F., ColeДВ., Schroer,T.A., Hirschberg,K., Zaal,K.J., and Lippincott-Schwartz,J., 1997. ER-to-Golgi transport visualized in living cells. Nature 389, 8185.

85. Beard,M., Satoh,A., Shorter^., and Warren,G., 2005. A cryptic Rabl-binding site in the pi 15 tethering protein. J.Biol.Chem. 280,25840-25848.

86. Sonnichsen3*> Lowe,M., Levine,T., Jamsa,E., rac-Svejstrup,B., and Warren,G.,1998. A role for giantin in docking COPI vesicles to Golgi membranes. J.Cell Biol. 140,1013-1021.

87. BethuneJ., Wieland,F., and Moelleken,J., 2006. COPI-mediated Transport. J.Membr.Biol.

88. TisdaIe,E.J., 1999. A Rab2 mutant with impaired GTPase activity stimulates vesicle formation from pre-Golgi intermediates. Mol.Biol.Cell 10,1837-1849.

89. Tisdale,E.J., BourneJ.R., Khosravi-Far,R., Der,C.J., and Balch,W.E., 1992. GTP-binding mutants of rabl and rab2 are potent inhibitors of vesicular transport from the endoplasmic reticulum to the Golgi complex. J.Cell Biol. 119, 749-761.

90. Gallione,C.J. and RoseJ.K., 1985. A single amino acid substitution in a hydrophobic domain causes temperature-sensitive cell-surface transport of a mutant viral glycoprotein. J.Virol. 54,374-382.

91. Tisdale,E.J. and Jackson,M.R., 1998. Rab2 protein enhances coatomer recruitment to pre-Golgi intermediates. J.Biol.Chem. 213,17269-17277.

92. Tisdale,E.J., 2000. Rab2 requires PKC iota/lambda to recruit beta-COP for vesicle formation. Traffic. 1, 702-712.

93. Forster,R., Weiss,M., Zimmermann,T., Reynaud,E.G., Verissimo,F., Stephens,D.J., and Pepperkok,R., 2006. Secretory cargo regulates the turnover of СОРИ subunits at single ER exit sites. Curr.Biol. 16,173-179.

94. Barry,M. and FruhJC, 2006. Viral modulators of cullin RING ubiquitin ligases: culling the host defense. Sci.STKE. 2006, e21.

95. Appenzeller-Herzog,C. and Hauri,H.P., 2006. The ER-Golgi intermediate compartment (ERGIC): in search of its identity and function. J.Cell Sci. 119, 21732183.

96. Tisdale,E.J., 2005. Rab2 purification and interaction with protein kinase С iota/lambda and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Methods Enzymol. 403, 381-391.

97. Lippincott-SchwartzJ., Cole,N.B., Marotta,A., Conrad,P.A., and Bloom,G.S.,1995. Kinesin is the motor for microtubule-mediated Golgi-to-ER membrane traffic. J.Cell Biol. 128,293-306.

98. Roghi,C. and Allan,V.J., 1999. Dynamic association of cytoplasmic dynein heavy chain la with the Golgi apparatus and intermediate compartment. J.Cell Sci. 112 (Pt 24), 4673-4685.

99. Burri,L., Varlamov,0., Doege,C.A., Hofmann,K., BeiIharz,T., Rothman,J.E., Sollner,T.H., and Lithgow,T., 2003. A SNARE required for retrograde transport to the endoplasmic reticulum. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 100,9873-9877.

100. Dilcher,M., Veith,B., Chidambaram,S., Hartmann,E., Schmitt,H.D., and Fischer von,M.G., 2003. Uselp is a yeast SNARE protein required for retrograde traffic to the ER. EMBO J. 22,3664-3674.

101. TsaiJLL. and Green,H., 1973. Studies on a mammalian cell protein (P8) with affinity for DNA in vitro. J.Mol.Biol. 73,307-316.

102. Salasj. and Green,H., 1971. Proteins binding to DNA and their relation to growth in cultured mammalian cells. Nat.New Biol. 229,165-169.

103. Perucho,M., Salas,J., and Salas,M.L., 1977. Identification of the mammalian DNA-binding protein P8 as glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Eur. J. Biochem. 81,557-562.

104. Rossman,M.G., Liijas,A., Branden,C.I., and BANASZAK,L.J., 1975. Evolution and structural relationships among dehydrogenases, pp. 61-102. In Boyer P.D. (ed.) The Enzymes. Academic Press, New York.

105. Lodish,H.F., 2004. Molecular cell biology, 5th ed ed. W.H. Freeman and Company, New York.

106. Perucho,M., SalasJ., and Salas,M.L., 1980. Study of the interaction of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase with DNA. Biochim.Biophys.Acta 606, 181-195.

107. Milhaud,P., Blanchard,J.M., and Jeanteur,P., 1978. Hela cytosolic protein isolated by poly (A)-sepharose chromatography is gIyceraldehyde-3-Р-dehydrogenase. Biochimie 60,1343-1346.

108. Karpel,RX. and Burchard,A.C., 1981. A basic isozyme of yeast glyceraldehyde-3 -phosphate dehydrogenase with nucleic acid helix-destabilizing activity. Biochim.Biophys.Acta 654,256-267.

109. Ryazanov,A.G., 1985. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is one of the three major RNA-binding proteins of rabbit reticulocytes. FEBS Lett. 192,131-134.

110. Nagy,E. and Rigby,W.F., 1995. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase selectively binds AU-rich RNA in the NAD(+)-binding region (Rossmann fold). J.Biol.Chem. 270,2755-2763.

111. Sioud,M. and Jespersen,L., 1996. Enhancement of hammerhead ribozyme catalysis by glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. J.Mol.Biol. 257,775-789.

112. Schultz,D.E., Hardin,C.C., and Lemon,S.M., 1996. Specific interaction of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase with the 5'-nontranslated RNA of hepatitis A virus. J.Biol.Chem. 271,14134-14142.

113. Carlile,G.W., Tatton,W.G., and Borden,K.L., 1998. Demonstration of a RNA-dependent nuclear interaction between the promyelocytic leukaemia protein and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Biochem. J. 335 (Pt 3), 691-696.

114. Petrik^J., Parker,H., and Alexander,G.J., 1999. Human hepatic glyceraldehyde-3 -phosphate dehydrogenase binds to the poly(U) tract of the 3' non-coding region of hepatitis С virus genomic RNA. J.Gen. Virol. 80 ( Pt 12), 3109-3113.

115. Lin,S.S., Chang,S.C., Wang,Y.H., Sun,C.Y., and Chang,M.F., 2000. Specific interaction between the hepatitis delta virus RNA and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase: an enhancement on ribozyme catalysis. Virology 271,46-57.

116. Bock-Taferner,P. and Wank^L, 2004. GAPDH enhances group II intron splicing in vitro. Biol.Chem. 385,615-621.

117. McGowan,K. and Pekala,P.H., 1996. Dehydrogenase binding to the 3'-untranslated region of GLUT1 mRNA. Biochem.Biophys.Res.Commun. 221,42-45.

118. Choudhary,S., De,B.P., and Banerjee,A.K., 2000. Specific phosphorylated forms of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase associate with human parainfluenza virus type 3 and inhibit viral transcription in vitro. J. Virol. 74,3634-3641.

119. Dollenmaier,G. and Weitz,M., 2003. Interaction of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase with secondaiy and tertiary RNA structural elements of the hepatitis A virus 3' translated and non-translated regions. J. Gen. Virol. 84,403-414.

120. RyzlaMLT. and Pietruszko,R., 1988. Heterogeneity of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human brain. Biochim.Biophys.Acta 954,309-324.

121. Beisswenger,P.J., Howell,S.K., Smith,K., and Szwergold,B.S., 2003. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity as an independent modifier of methylglyoxal levels in diabetes. Biochim.Biophys.Acta 1637,98-106.

122. Arutyunova,E.I., Danshina,P.V., Domnina,L.V., Pleten,A.P., and Muronetz,Y.I.,2003. Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase enhances its binding to nucleic acids. Biochem.Biophys.Res.Commun. 307,547-552.

123. Nagy,E., Henics,T., Eckert,M., Miseta,A., Lightowlers,R.N., and Kellermayer,M., 2000. Identification of the NAD(+)-binding fold of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase as a novel RNA-binding domain. Biochem.Biophys.Res.Commun. 275,253-260.

124. Zasloff,M., 1983. tRNA transport from the nucleus in a eukaryotic cell: carrier-mediated translocation process. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 80,6436-6440.

125. HammJ. and Mattaj,I.W., 1990. Monomethylated cap structures facilitate RNA export from the nucleus. Cell 63,109-118.

126. Tobian^I.A., Drinkard,L., and Zasloff,M., 1985. tRNA nuclear transport: defining the critical regions of human tRNAimet by point mutagenesis. Cell 43,415422.

127. Kutay,U., Lipowsky,G., Izaurralde,E., Bischoff,F.R., Schwarzmaier,P., Hartmann,E., and Gorlich,D., 1998. Identification of a tRNA-specific nuclear export receptor. Mol.Cell 1,359-369.

128. Ishitani,R, Tanaka,M., Sunaga,K., Katsube,N., and Chuang,D.M., 1998. Nuclear localization of overexpressed glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in cultured cerebellar neurons undergoing apoptosis. Mol.Pharmacol. 53,701-707.

129. Shashidharan,P., Chalmers-Redman,R.M., Carlile,G.W., Rodic,V., Gurvich,N., Yuen,Т., Tatton,W.G., and Sealfon,S.C., 1999. Nuclear translocation of GAPDH-GFP fusion protein during apoptosis. Neuroreport 10,1149-1153.

130. Schmitz,H.D., 2001. Reversible nuclear translocation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase upon serum depletion. Eur. J. Cell Biol. 80,419-427.

131. Schmitz,H.D., Dutine,C., and Bereiter-Hahn,J., 2003. Exportin 1-independent nuclear export of GAPDH. Cell Biol.Int. 27,511-517.

132. Dastoor,Z. and Dreyer^I.L., 2001. Potential role of nuclear translocation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in apoptosis and oxidative stress. J.Cell Sci. 114,1643-1653.

133. Luo,Y. and Roeder,R.G., 1995. Cloning, functional characterization, and mechanism of action of the B-cell-specific transcriptional coactivator OCA-B. Mol.Cell Biol. 15,4115-4124.

134. Kim,J.W. and Dang,C.V., 2005. Multifaceted roles of glycolytic enzymes. Trends Biochem.Sci. 30,142-150.

135. Mitsuzawa,H., Kimura,M., Kanda,E., and Ishihama,A., 2005. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and actin associate with RNA polymerase II and interact with its Rpb7 subunit. FEBS Lett. 579,48-52.

136. Frank,D.N. and Pace,N.R., 1998. Ribonuclease P: unity and diversity in a tRNA processing ribozyme. Лиии.Rev.Biochem. 67,153-180.

137. Wu,H.N., Lin,Y.J., Lin,F.P., Makino,S., Chang,M.F., and Lai,M.M., 1989. Human hepatitis delta virus RNA subfragments contain an autocleavage activity. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 86,1831-1835.

138. Bonen,L. and Vogel,J., 2001. The ins and outs of group II introns. Trends Genet. 17, 322-331.

139. Kusov,Y., Weitz,M., Dollenmeier,G., Gauss-Muller,V., and Siegl,G., 1996. RNA-protein interactions at the 3' end of the hepatitis A virus RNA. J.Virol. 70, 18901897.

140. Palmenberg,A.C. and Sgro,J.Y., 1997. Topological organization of picornaviral genomes: statistical prediction of RNA structural signals. Semin. Virol. 8,231-241.

141. Yanagi,M., St,C.M., Emerson,S.U., Purcell,R.H., and Bukh,J„ 1999. In vivo analysis of the 3' untranslated region of the hepatitis С virus after in vitro mutagenesis of an infectious cDNA clone. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S. A 96,2291-2295.

142. Blackburn^.H., 2000. Telomere states and cell fates. Nature 408,53-56.

143. Ogretmen,B., Schady,D., Usta,J., Wood,R, Kraveka^I.M., Luberto,C., Birbes,H., Hannun,Y.A., and Obeid,L.M., 2001. Role of ceramide in mediating the inhibition of telomerase activity in A549 human lung adenocarcinoma cells. J.Biol.Chem. 276,24901-24910.

144. Aledo,J.C., SeguraJ.A., Barbero,L.G., and Marquez^I., 1999. Upregulation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase mRNA in the spleen of tumor-bearing mice. Biochimie 81,1109-1113.

145. Vollberg,T.M., Siegler,K.M., Соо1ДЬ., and Sirover,M.A., 1989. Isolation and characterization of the human uracil DNA glycosylase gene. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 86,8693-8697.

146. VoIlberg,T.M., Соо1ДЬ., and Sirover^M.A., 1987. Biosynthesis of the human base excision repair enzyme uracil-DNA glycosylase. Cancer Res. 47,123-128.

147. Arenaz,P. and Sirover,M.A., 1983. Isolation and characterization of monoclonal antibodies directed against the DNA repair enzyme uracil DNA glycosylase from human placenta. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 80,5822-5826.

148. Baxi,M.D. and Vishwanatha,J.K., 1995. Uracil DNA-glycosylase/glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is an Ap4A binding protein. Biochemistry 34, 97009707.

149. Sawa,A., Khan,A.A., Hester,L.D., and Snyder,S.H., 1997. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: nuclear translocation participates in neuronal and nonneuronal cell death. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 94,11669-11674.

150. Ishitani,R and Chuang,D.M., 1996. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase antisense oligodeoxynucleotides protect against cytosine arabinonucleoside-induced apoptosis in cultured cerebellar neurons. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 93,9937-9941.

151. Chuang,D.M. and Ishitanijl, 1996. A role for GAPDH in apoptosis and neurodegeneration. Nat.Med 2,609-610.

152. Hara,M.R and Snyder,S.H., 2006. Nitric Oxide-GAPDH-Siah: A Novel Cell Death Cascade. Cell Mol.Neurobiol.

153. Hara,M.R, Cascio,M.B., and Sawa,A., 2006. GAPDH as a sensor of NO stress. Biochim.Biophys.Acta 1762,502-509.

154. Alderton,W.K., Cooper,C.E., and KnowIes,RG., 2001. Nitric oxide synthases: structure, function and inhibition. Biochem.J. 357,593-615.

155. Mungrue,I.N. and Bredt,D.S., 2004. nNOS at a glance: implications for brain and brawn. J. Cell Sci. 117,2627-2629.

156. Bredt,D.S. and Snyder,S.H., 1990. Isolation of nitric oxide synthetase, a calmodulin-requiring enzyme. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 87,682-685.

157. DimmeIer,S., Fleming^., FisslthaIer,B., Hermann,C., Busse,R., and Zeiher,A.M., 1999. Activation of nitric oxide synthase in endothelial cells by Akt-dependent phosphorylation. Nature 399, 601-605.

158. BarananoJXE. and Snyder,S.H., 2001. Neural roles for heme oxygenase: contrasts to nitric oxide synthase. Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 98,10996-11002.

159. WestAR- and Grace,A.A., 2004. The nitric oxide-guanylyl cyclase signaling pathway modulates membrane activity States and electrophysiological properties of striatal medium spiny neurons recorded in vivo. J.Neurosci. 24,1924-1935.

160. Hess,D.T., Matsumoto,A., Kim,S.O., Marshall,H.E., and Stamler,J.S., 2005. Protein S-nitrosylation: purview and parameters. Nat.Rev.Mol.Cell Biol 6,150-166.

161. McAlisterJj. and Holland,M.J., 1985. Isolation and characterization of yeast strains carrying mutations in the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase genes. J.Biol.Chem. 260,15013-15018.

162. Osterman,L.A., 1984. Methods of protein and nucleic acid research Springer-Verlag, Berlin.

163. Langdon,S.P., 2004. Cancer cell culture methods and protocols Humana Press, Totowa, N.J.

164. ОстерманД.А., 1981. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и ультрацентрифугирование Наука, Москва.

165. Kovarik,A., Ondrkalova,M., PracharJ., and StofkoJ., 1992. Rapid and sensitive colloidal silver staining on cellulose acetate membranes. Clin. С him. Acta 208, 137139.

166. Bradford,M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal.Biochem. 72,248-254.

167. Karran,P. and Lindahl,T., 1978. Enzymatic excision of free hypoxanthine from polydeoxynucleotides and DNA containing deoxyinosine monophosphate residues. J.Biol.Chem. 253,5877-5879.

168. Maniatis,T., Fritsch,E.F., and SambrooM-, 1989. Molecular cloning a laboratory manual, 2nd ed ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.

169. Rykova,E.Y., Pautova,L.V., Yakubov,L.A., Karamyshev,V.N., and Vlassov,V.V., 1994. Serum immunoglobulins interact with oligonucleotides. FEBS Lett. 344,96-98.

170. Laktionov,P.P., Rykova,E.Y., Krepkii,D.V., Bryksin,A.V., and Vlassov,V.V., 1997. Interaction of oligonucleotides with barrier fluid proteins. Biochemistry (Mosc.) 62,613-618.

171. Harlow,E. and Lane,D., 1988. Antibodies a laboratory manual Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.

172. Scopes,R.K., 1994. Protein purification principles and practice, 3rd ed ed. Springer-Verlag, New York.

173. Heinz,F. and Freimuller,B., 1982. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human tissues. Methods Enzymol. 89 Pt D, 301-305.

174. Yakubov,L., Khaled,Z., Zhang^L.M., Truneh,A., Vlassov,V., and Stein,C.A., 1993. Oligodeoxynucleotides interact with recombinant CD4 at multiple sites. J.Biol.Chem. 268,18818-18823.

175. Келети,Т., 1990. Основы ферментативной кинетики Мир, Москва, pp. 131-183.

176. Darbre,A., 1986. Practical protein chemistry a handbook Wiley, Chichester Sussex.

177. Sambrook,J., Fritsch,E.F., and Maniatis,T., 1989. Molecular cloning a laboratory manual, 2nd ed ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.

178. Laktionov,P.P., Bryksin,A.V., Rykova,E.L, Amirkhanov,N.V., and Vlasov,V.V., 1999. Pharmacokinetics and stability in the blood in vivo of phosphodiester and modified oligonucleotide derivatives. Vopr.Med.Khim. 45,206-215.

179. Babkin,I.V., ButorinAS., Ivanova,E.M., and Rait^4.S., 1988. Chemical transformation of radioactive 4-(N-2-chloroethyl-N-methylamino)benzyl-5'-[32P.phosphamides of oligodeoxyribonucleotides during in vivo experiments]. Biokhimiia. 53,384-393.

180. Yakubov,L.A., Deeva,E.A., Zarytova,V.F., Ivanova,E.M., Ryte,A.S., Yurchenko,L.V., and Vlassov,V.V., 1989. Mechanism of oligonucleotide uptake by cells: involvement of specific receptors? Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A 86,6454-6458.

181. CzichosJ., Kohler,M., Reckmann,B., and Renz,M., 1989. Protein-DNA conjugates produced by UV irradiation and their use as probes for hybridization. Nucleic Acids Res. 17,1563-1572.

182. Vlassov,V.V., Balakireva,L.A., and Yakubov,L.A., 1994. Transport of oligonucleotides across natural and model membranes. Biochim.Biophys.Acta 1197, 95-108.

183. Shaw ДР., Kent,К, Bird,J., Fishback,J., and Froehler,B., 1991. Modified deoxyoligonucleotides stable to exonuclease degradation in serum. Nucleic Acids Res. 19, 747-750.

184. Agrawal,S., TemsamaniJ., Galbraith,W., and Tang,J., 1995. Pharmacokinetics of antisense oligonucleotides. Clin.Pharmacokinet. 28, 7-16.

185. ShawJ.P., Kent,K., Bird,J., Fishback,J., and Froehler^., 1991. Modified deoxyoligonucleotides stable to exonuclease degradation in serum. Nucleic Acids Res. 19, 747-750.

186. LiUey4).M.J., 1995. DNA-protein structural interactions Oxford University Press, Oxford.

187. Sauer,R.T. and CoIowick,S.P., 1992. Protein: DNA interactions Academic Press Inc, San Diego.

188. Edman,P., 1970. Sequence determination. Mol.Biol.Biochem.Biophys. 8,211-255.

189. LeonettiJP.» Degols,G., ClarencJ.P., Mechti,N., and Lebleu,B., 1993. Cell delivery and mechanisms of action of antisense oligonucleotides. Prog.Nucleic Acid Res.Mol.Biol. 44,143-166.