Роль параоксоназ в патогенезе воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Генетическое семейство ферментов параоксоназ включает три представителя: PON1, PON2 и PON3. Все три представителя семейства обладают антиоксидантными свойствами и липолактоназной активностью и играют роль в патогенезе многих воспалительных заболеваний, в том числе атеросклероза, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, сахарного диабета и онкологических заболеваний. По данным последних исследований, внутриклеточные параоксоназы PON2 и PON3, связанные с митохондриями и ассоциированными с ними мембранами эндоплазматического ретикулума, регулируют митохондриальную продукцию супероксида и предотвращают апоптоз. Так как окислительный стресс является результатом митохондриальной дисфункции и вовлечен в развитие воспалительных заболеваний, в том числе атеросклероза и рака, исследования, посвященные изучению ферментов PON2 и PON3, могут положить начало проведению многих эпидемиологических исследований по поиску связи между генами параоксоназ и развитием многих воспалительных заболеваний. Понимание данных механизмов позволит внедрить новые методы лечения заболеваний, связанных с развитием окислительного стресса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Сергей Александрович Леваков

ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

д.м.н. профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии лечебного факультета

Наталия Алексеевна Шешукова

ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

д.м.н., профессор кафедры акушерства и гинекологии лечебного факультета

Елизавета Александровна Обухова

ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

аспирант кафедры акушерства и гинекологии лечебного факультета

Надежда Викторовна Антипова

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Российский университет дружбы народов

к.б.н., научный сотрудник; доцент кафедры фармацевтической и токсикологической химии РУДН.

Михаил Иванович Шахпаронов

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

д.х.н., ведущий научный сотрудник

Список литературы

  1. Duhig K., Chappell L.C., Shennan A.H. Oxidative stress in pregnancy and reproduction. Obstetric Medicine. 2016; 9(3): 113-6. doi: 10.1177/1753495X16648495
  2. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free Radicals in Biology and Medicine. In: Halliwell, B. and Gutteridge, J.M.C., eds., Free Radicals in Biology and Medicine, 3rd Edition, Oxford University Press, Oxford. 1999: 1-25.
  3. Cadenas E., Davies K.J.A. Mitochondrial free radical generation, oxidative stress, and aging. Free Rad Biol Med. 2000; 29: 222-30. doi: 10.1016/s0891-5849(00)00317-8
  4. Furlong C.E., Marsillach J., Jarvik G.P., Costa L.G. Paraoxonases-1, -2 and -3: What are their functions? Chemico-Biological Interactions. Chem Biol Interact. 2016; 259(Pt B): 51-62. doi: 10.1016/j.cbi.2016.05.036.
  5. Ефимцева Э.А., Челпанова Т.И. Параоксоназа: молекулярно-генетические аспекты и клиническое значение. Успехи современной биологии. 2012; 132(3): 282-96. [Efimtseva E.A., Chelpanova T.I. Paraoxonase: Molecular Genetic Aspects and Clinical Value. Uspekhi sovremennoy biologii. 2012; 132(3): 282-96. (in Russian)].
  6. She Z.G., Chen H.Z, Yan Y., Li H., Liu D.P. The human paraoxonase gene cluster as a target in the treatment of atherosclerosis. Antioxid Redox Signal. 2012; 16: 597-632. doi: 10.1089/ars.2010.3774.
  7. Курдюков И.Д. Параоксоназа-1: генетические, биохимические и токсикологические аспекты. Профилактическая токсикология. 2011; 48-55. [Kurdukov I.D. Paraoxinase-1: genetic, biochemical and toxicological aspects. Profilakticheskaya toksikologiya. 2011; 48-55. (in Russian)].
  8. Garcia-Heredia A, Kensicki E., Mohney R.P., Rull A., Triguero I., Marsillach J., et al. Paraoxonase-1 deficiency is associated with severe liver steatosis in mice fed a high-fat high-cholesterol diet: a metabolomic approach. J Proteome Res. 2013; 12: 1946-55. doi: 10.1021/pr400050u
  9. Bhattacharyya T., Nicholls S.J., Topol E.J., Zhang R., Yang X., Schmitt D., et al. Relationship of paraoxonase 1 (PON1) gene polymorphisms and functional activity with systemic oxidative stress and cardiovascular risk. JAMA. 2008; 299: 1265-76. doi: 10.1001/jama.299.11.1265.
  10. Stevens R.S., Suzuki S.M., Cole T.B., Park S.S., Richter R.J., Furlong C.E. Engineered recombinant human paraoxonase 1 (rHuPON1) purified from Escherichia coli protects against organophosphate poisoning. Proc Natl Acad Sci USA. 2008; 105(35): 12780-4. doi: 10.1073/pnas.0805865105.
  11. Stoltz D.A., Ozer E.A., Ng C.J., Yu J.M., Reddy S.T., Lusis A.J., Bourquard N., Parsek M.R., Zabner J., Shih D.M. Paraoxonase-2 deficiency enhances Pseudomonas aeruginosa quorum sensing in murine tracheal epithelia. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2007 Apr;292(4):L852-60.
  12. Witte I., Foerstermann U., Devarajan A., Reddy S.T., Horke S. Protectors or Traitors: The Roles of PON2 and PON3 in Atherosclerosis and Cancer. J Lipids. 2012; 2012: 342806. doi: 10.1155/2012/342806.
  13. Schweikert E.M., Devarajan A., Witte I., Wilgenbus P., Amort J., Forstermann U., Shabazian A., Grijalva V., Shih D.M., Farias-Eisner R., Teiber J.F., Reddy S.T., Horke S. PON3 is upregulated in cancer tissues and protects against mitochondrial superoxide-mediated cell death. Cell Death Differ. 2012; 19: 1549-60. doi: 10.1038/cdd.2012.35.
  14. Ng C.J., Bourquard N., Grijalva V., Hama S., Shih D.M., Navab M., Fogelman A.M., Lusis A.J., Young S., Reddy S.T. Paraoxonase-2 deficiency aggravates atherosclerosis in mice despite lower apolipoprotein-B-containing lipoproteins: anti-atherogenic role for paraoxonase-2. J Biol Chem. 2006; 281: 29491-500. doi: 10.1074/jbc.M605379200
  15. Besler C., Heinrich K., Rohrer L., Doerries C., Riwanto M., Shih D.M., Chroni A., Yonekawa K., Stein S., Schaefer N., Mueller M., Akhmedov A., Daniil G., Manes C. Templin C., Wyss C., Maier W., Tanner F.C., Matter CM, Corti R, Furlong C, Lusis AJ, von Eckardstein A., Fogelman A.M., Luscher T.F., Landmesser U. Mechanisms underlying adverse effects of HDL on eNOS-activating pathways in patients with coronary artery disease. J Clin Invest. 2011; 121(7): 2693-708. doi: 10.1172/JCI42946.
  16. Huang Y., Wu Z., Riwanto M., Gao S., Levison B. S., Gu X., et al. Myeloperoxidase, paraoxonase-1, and HDL form a functional ternary complex. J Clin Invest. 2013; 123(9): 3815-28. http://doi.org/10.1172/JCI67478
  17. Levy E., Trudel K., Bendayan M., Seidman E., Delvin E., Elchebly M., Lavoie J.C., Precourt L.P., Amre D., Sinnett D. Biological role, protein expression, subcellular localization, and oxidative stress response of paraoxonase 2 in the intestine of humans and rats, Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2007; 293(6): G1252-61. doi: 10.1152/ajpgi.00369.2007
  18. Devarajan A., Bourquard N., Hama S., Navab M., Grijalva V.R., Morvardi S., Clarke C.F., Vergnes L., Reue K., Teiber J.F., Reddy S.T. Paraoxonase 2 deficiency alters mitochondrial function and exacerbates the development of atherosclerosis, Antioxid Redox Signal. 2011; 14: 341-51. doi: 10.1089/ ars.2010.3430.
  19. Horke S., Witte I., Wilgenbus P., Altenhofer S., Kruger M., Li H., Forstermann U. Protective effect of paraoxonase-2 against endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis is lost upon disturbance of calcium homoeostasis. Biochem J. 2008; 416(3): 395-405. doi: 10.1042/BJ20080775.
  20. Reddy S.T., Wadleigh D.J., Grijalva V., Ng C., Hama S., Gangopadhyay A., Shih D.M., Lusis A.J., Navab M. Fogelman A.M. Human paraoxonase-3 is an HDL-associated enzyme with biological activity similar to paraoxonase-1 protein but is not regulated by oxidized lipids. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2001; 21: 542-7. doi: 10.1161/01.atv.21.4.542
  21. Боровкова Е.И., Антипова Н.В., Корнеенко Т.В., Шахпаронов М.И., Боровков И.М. Параоксоназа: универсальный фактор антиоксидантной защиты организма человека. Вестник Российской академии медицинских наук. 2017; 72(1): 5-10. https://doi.org/10.15690/ vramn764
  22. Devarajan A., Shih D., Reddy S.T. Inflammation, Infection, Cancer and All That..The Role of Paraoxonases. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2014; 824: 33-41. http://doi.org/10.1007/978-3-319-07320-0_5
  23. Kim D.S., Marsillach J., Furlong C.E., Jarvik G.P. Pharmacogenetics of paraoxonase activity: elucidating the role of high-density lipoprotein in disease. Pharmacogenomics. 2013; 14(12): 1495-1515. http://doi.org/10.2217/ pgs.13.147
  24. Schweikert E.-M., Amort J., Wilgenbus P., Forstermann U., Teiber J. F., Horke S. Paraoxonases-2 and -3 Are Important Defense Enzymes against Pseudomonas aeruginosa Virulence Factors due to Their Anti-Oxidative and AntiInflammatory Properties. J Lipids. 2012; 2012: 352857. http://doi.org/10.1155/ 2012/352857.1155/2012/352857
  25. Bacchetti T., Ferretti G., Sahebkar A. The role of paraoxonase in cancer. Semin. Cancer Biol. 2017; 56: 72-86. doi: 10.1016/j.semcancer.2017.11.013.
  26. Шахпаронов М.И., Антипова Н.В., Шендер В.О., Шнайдер П.В., Арапиди Г.П., Песто Н.Б., Павлюков М.С. Экспрессия и внутриклеточная локализация параоксоназы 2 в опухолевых клетках различного типа. Acta Naturae. 2018; 10(3): 100-7.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах