ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦЕРУЛОПЛАЗМИНА, МИЕЛОПЕРОКСИДАЗЫ И ТРОМБИНА В СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ И ЕГО РОЛЬ В ТЕЧЕНИИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА



Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Чрезвычайная чувствительность медьсодержащей оксидазы плазмы крови церулоплазмина (Cp, молекулярная масса около 132 кДа) к действию протеиназ приводит к получению белка, расщепленного на фрагменты, при его выделении и к постепенной деградации препарата при хранении. Фрагментированный Cp не обладает рядом антиоксидантных свойств, присущих интактному белку, например, не ингибирует активность миелопероксидазы (Mpo). При анализе синовиальной жидкости больных ревматоидным артритом в образцах, содержавших нефрагментированный Cp с молекулярной массой около 132 кДа, не было выявлено активности тромбина (FIIa) и Mpo. Напротив, в образцах, не содержавших 132-килодаль-тонный Cp, выявлялась как активность FIIa, так и Mpo. Учитывая, что Cp - эволюционный родственник факторов свертывания крови V и VIII, являющихся субстратами FIIa, нами была высказана гипотеза об участии FIta в протеолитической деградации Cp. Рекомбинантные ингибиторы FIIa, гирудин 2 (HM2) и его фрагмент (1-47, S2R), полностью блокировали деградацию Cp в сыворотке крови при ее хранении в стерильных условиях. С помощью масс-спектрометрии сравнили фрагменты Cp, образующиеся при «спонтанном протеолизе» во время хранения очищенных препаратов белка, и фрагменты, на которые Ср расщепляется под действием FIIa. В обоих случаях образовывался один и тот же набор фрагментов. До сих пор не было указаний на способность FIIa гидролизовать пептидные связи в белках за остатками, отличными от аргинина. Однако образование из 132-кДа Cp фрагментов с молекулярной массой 116 кДа и 19 кДа обусловлено гидролизом FIIa неканонического сайта лизин887-валин888. Расщепление под действием FIIa неканонической пептидной связи в Cp может быть обусловлено гомологией между участком Cp 946-954 и последовательностью 62-70 в гирудине, взаимодействующей c экзосайтом I в FIIa.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А В Соколов

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный университет; Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА России

Email: biochemsokolov@gmail.com
кандидат биологических наук, заведующий лабораторией биохимической генетики Отдела молекулярной генетики 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12

В А Костевич

Институт экспериментальной медицины; Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА

аспирант, научный сотрудник Отдела молекулярной генетики 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12

Е Т Захарова

Институт экспериментальной медицины

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Отдела молекулярной генетики 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12

Л Аквасальенте

Падуанский Университет

кандидат биологических наук, сотрудник Отдела фармакологических наук Италия

В Де Филиппис

Падуанский Университет

профессор, доктор биологических наук, заведующий Отделом фармакологических наук Италия, Падуя, ул. Марзоло, д. 5

В Б Васильев

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный университет

профессор, доктор биологических наук, заведующий Отделом молекулярной генетики 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12

Список литературы

  1. Holmberg C. G. On the presence of a laccase-like enzyme in serum and its relation to the copper in serum // Acta Physiol. Scand.- 1944.- Vol. 8.- P. 227-229.
  2. Holmberg C. G., Laurell C. B. Investigations in serum copper. II // Acta Chem. Scand.- 1948.- Vol. 2.- P. 550-556.
  3. Holmberg C. G., Laurell C. B. Investigations in serum copper. III // Acta Chem. Scand.- 1951.- Vol. 5.- P. 476-480.
  4. Ryden L. Evidence for proteolytic fragments in commercial samples of human ceruloplasmin // FEBS Lett.- 1971.- Vol. 18.- P. 321-325.
  5. Соколов А. В., Костевич В. А. Протеолитическая деградация церулоплазмина тромбином - пример неканонического гидролиза связи K887-V888 // Мед. акад. журн.- 2010.- Т. 10.- С. 63-64
  6. Самыгина В. Р., Соколов А. В., Пулина М. О., Бартуник Г., Васильев В. Б. Рентгеноструктурный анализ высокоочищенного церулоплазмина человека // Кристаллография.- 2008.- Т. 53.- С. 690-698.
  7. Poulik M. D. Heterogeneity and structure of human ceruloplasmin // Ann. N.Y. Acad. Sci.- 1968.- Vol. 151.- P. 476-501.
  8. Simons K., Bearn A. G. Isolation and partial characterization of the polypeptide chains of human ceruloplasmin // Biochim. Biophys. Acta.- 1969.- Vol. 175.- P. 260-270.
  9. Ryden L. Single-chain structure of human ceruloplasmin // Eur. J. Biochem.- 1972.- Vol. 26.- P. 380-386.
  10. McCombs M. L., Bowman B. H. Biochemical studies of ceruloplasmin // Biochim. Biophys. Acta.- 1976.- Vol. 434.- P. 452-461.
  11. Takahashi N., Bauman R. A., Ortel T. L., Dwulet F. E., Wang C.-C., Putnam F. W. Internal triplication in the structure of human ceruloplasmin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1983.- Vol. 80.- P. 115-119.
  12. Kingston I. B., Kingston B. L., Putnam F. W. Chemical evidence that proteolytic cleavage causes the heterogeneity present in human ceruloplasmin preparations // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1977.- Vol. 74.- P. 5377-5381.
  13. Kingston I. B., Kingston B. L., Putnam F. W. Complete amino acid sequence of a histidine-rich proteolytic fragment of human ceruloplasmin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1979.- Vol. 76.- P. 1668-1672.
  14. Prozorovski V. N., Rashkovetski L. G., Vasiliev V. B., Shavlovski M. M., Neifakh S. A. Evidence that human ceruloplasmin molecule consists of homologous parts // Int. J. Pept. Prot. Res.- 1982.- Vol. 19.- P. 40-53.
  15. Соколов А. В., Захарова Е. Т., Шавловский М. М., Васильев В. Б. Получение стабильного церулоплазмина человека и его взаимодействие с протамином кеты // Биоорганическая химия.- 2005.- Т. 31.- С. 1-11.
  16. Соколов А. В., Костевич В. А., Романико Д. Н., Захарова Е. Т., Васильев В. Б. Двухстадийный метод получения церулоплазмина на основе его взаимодействия с неомицином // Биохимия.- 2012.- Т. 77.- С. 775-784.
  17. Соколов А. В., Захарова Е. Т., Костевич В. А., Васильев В. Б. Способ получения особо чистого препарат ферроксидазы церулоплазмина и/или фактора свертывания крови протромбина. Аффинный сорбент для их получения. Патент на изобретение RUS 2488403 15.12.2011
  18. Noyer M., Dwulet F. E., Hao Y. L., Putnam F. W. Purification and characterization of undegraded human ceruloplasmin // Anal. Biochem.- 1980.- Vol. 102.- P. 450-458.
  19. Ehrenwald E., Fox P. L. Isolation of nonlabile human ceruloplasmin by chromatographic removal of a plasma metalloproteinase // Arch. Biochem. Biophys.- 1994.- Vol. 309.- P. 392-395.
  20. Bianchini, A., Musci, G., Calabrese, L. Inhibition of endothelial nitric-oxide synthase by ceruloplasmin // J. Biol. Chem.- 1999.- Vol. 274.- P. 20265-20270.
  21. Соколов А. В., Пулина М. О., Агеева К. В., Черкалина О. С., Захарова Е. Т., Васильев В. Б. Идентификация комплексов церулоплазмина с матриксными металлопротеиназами 2 и 12 // Биохимия.- 2009.- Т. 74.- С. 1703-1708.
  22. Соколов А. В., Пулина М. О., Агеева К. В., Рунова О. Л., Захарова Е. Т., Васильев В. Б. Идентификация катионных белков лейкоцитов, взаимодействующих с церулоплазмином // Биохимия.- 2007.- Т. 72.- С. 1072-1077.
  23. Соколов А. В., Агеева К. В., Костевич В. А., Берлов М. Н., Рунова О. Л., Захарова Е. Т., Васильев В. Б. Исследование взаимодействия церулоплазмина с серпроцидинами // Биохимия.- 2010.- Т. 75.- С. 1544-1552.
  24. Kim I. G., Park S. Y. Requirement of intact human ceruloplasmin for the glutathione-linked peroxidase activity // FEBS Letters.- 1998.- Vol. 437.- P. 293-296.
  25. Van Eden M. E., Aust S. D. Intact human ceruloplasmin is required for the incorporation of iron into human ferritin // Arch. Biochem. Biophys.- 2000.- Vol. 381.- P. 119-126.
  26. Панасенко О. М., Чеканов А. В., Власова И. И., Соколов А. В., Агеева К. В., Пулина М. О., Черкалина О. С., Васильев В. Б. Влияние церулоплазмина и лактоферрина на хлорирующую активность лейкоцитарной миелопероксидазы. Изучение методом хемилюминесценции // Биофизика.- 2008.- Т. 53.- С. 573-581.
  27. Sokolov A. V., Ageeva K. V., Pulina M. O., Tcherkalina O. S., Samygina V. R., Vlasova I. I., Panasenko O. M., Zakharova E. T., Vasilyev V. B. Ceruloplasmin and myeloperoxidase in complex affect the enzymatic properties of each other / / Free Rad. Res.- 2008.- Vol. 42.- P. 989-998.
  28. Sang Q. A. Specific proteolysis of ceruloplasmin by leukocyte elastase // Biochem. Mol. Biol. Int.- 1995.- Vol. 37.- P. 573-581.
  29. Musci G., Bonaccorsi di Patti M. C., Petruzzelli R., Giartosio A., Calabrese L. Divalent cation binding to ceruloplasmin // Biometals.- 1996.- Vol. 9.- P. 66-72.
  30. Church W. R., Jernigan R. L., Toole J., Hewick R. M., Knopf J., Knutson G. J., Nesheim M. E., Mann K. G., Fass D. N. Coagulation factors V and VIII and ceruloplasmin constitute a family of structurally related proteins / / Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1984.- Vol. 81.- P. 6934-6937.
  31. Sokolov A. V., Acquasaliente L., Kostevich V. A., Frasson R., Zakharova E. T., Pontarollo G., Vasilyev V. B., De Filippis V. Thrombin Inhibits the Anti-Myeloperoxidase and Ferroxidase Functions of Ceruloplasmin: Relevance in Rheumatoid Arthritis // Free Rad. Biol. Med.- 2015.- Vol. 86.- P. 279-294.
  32. Varisco P. A., Péclat V., van Ness K., Bischof-Delaloye A., So A., Busso N. Effect of thrombin inhibition on synovial inflammation in antigen induced arthritis // Ann. Rheum. Dis.- 2000.- Vol. 59.- P. 781-787.
  33. Marty I., Péclat V., Kirdaite G., Salvi R., So A., Busso N. Amelioration of collagen-induced arthritis by thrombin inhibition // J. Clin. Invest.- 2001.- Vol. 107.- P. 631-340.
  34. Fling S. P, Gregerson D. S. Peptide and protein molecular weight determination by electrophoresis using a high-molarity tris buffer system without urea // Anal. Biochem.- 1986.- Vol. 155.- P. 83-88.
  35. Anderson N. L., Nance S. L., Pearson T. W., Anderson N. G. Specific antiserum staining of two-dimensional electrophoretic patterns of human plasma proteins immobilized on nitrocellulose // Electrophoresis.- 1982.- Vol. 3.- P. 135-142.
  36. Соколов А. В. Структурно-функциональная характеристика комплексов церулоплазмина с белками лейкоцитов и их роль при воспалительных процессах: дисс. д-ра биол. наук ФГБНУ «ИЭМ».- СПб., 2015.
  37. Соколов А. В., Пулина М. О., Агеева К. В., Айрапетов М. И., Волгин Г. Н., Берлов М. Н., Марков А. Г., Яблонский П. К., Колодкин Н. И., Захарова Е. Т., Васильев В. Б. Взаимодействие церулоплазмина, лактоферрина и миелопероксидазы // Биохимия.- 2007.- Т. 72.- С. 506-514.
  38. Макаров В. А, Момот А. П., Баркаган З. С., Мамаев А. Н., Воюшина Т. Л., Шилова А. Н., Зяблицкая Н. К., Неведрова О. А. Новый метод определения антитромбина III и его диагностическое значение / / Клиническая лабораторная диагностика.- 2004.- Т. 7.- С. 18-21.
  39. Mann K. G., Lawler C. M., Vehar G. A., Church W. R. Coagulation Factor V contains copper ion // J. Biol. Chem.- 1984.- Vol. 259.- P. 12949-12951.
  40. Tagliavacca L., Moon N., Dunham W. R., Kaufman R. J. Identification and functional requirement of Cu(I) and its ligands within coagulation factor VIII // J. Biol. Chem.- 1997.- Vol. 272.- P. 27428-27434.
  41. Wakabayashi H., Koszelak M. E., Mastri M., Fay P. J. Metal ion-independent association of factor VIII subunits and the roles of calcium and copper ions for cofactor activity and inter-subunit affinity // Biochemistry.- 2001.- Vol. 40.- P. 10293-10300.
  42. De Filippis V., Vassiliev V.B., Beltramini M., Fontana A., Salvato B., Gaitskhoki V. S. Evidence for the molten globule state of human apoceruloplasmin // Biochim. Biophys. Acta.- 1996.- Vol. 1297.- P. 119-123.
  43. Ofosu F. A. Modulation of the enzymatic activity of alpha-thrombin by polyanions: consequences on intrinsic activation of factor V and factor VIII // Haemostasis.- 1991.- Vol. 21.- P. 240-247.
  44. Белова С. В., Корякина Е. В. Состояние окислительного гомеостаза и возможность его коррекции в условиях экспериментального ревматоидного артрита // Росс. физиол. журн.- 2008.- Т. 94.- С. 962-968.
  45. Squitti R., Quattrocchi C. C., Salustri C., Rossini P. M. Ceruloplasmin fragmentation is implicated in ‘free’ copper deregulation of Alzheimer’s disease // Prion.- 2008.- Vol. 2.- P. 23-27.
  46. Naughton D. P., Knappitt J., Fairburn K., Gaffney K., Blake D. R., Grootveld M. Detection and investigation of the molecular nature of low-molecular-mass copper ions in isolated rheumatoid knee-joint synovial fluid // FEBS Lett.- 1995.- Vol. 361.- P. 167-172.
  47. Sokolov A. V., Solovyov K. V., Kostevich V. A., Pulina M. O., Zakharova E. T., Shavlovski M. M., Vasilyev V. B., Chekanov A. V., Panasenko O. M. Protection of ceruloplasmin by lactoferrin against hydroxyl radicals is pH dependent // Biochem. Cell Biol.- Vol. 90.- P. 397-404.
  48. Aaseth J., Haugen M., Ferre O. Rheumatoid arthritis and metal compounds - perspectives on the role of oxygen radical detoxification // Analyst.- 1998.- Vol. 123.- P. 3-6.
  49. So A. K., Varisco P. A., Kemkes-Matthes B., Herkenne-Morard C., Chobaz-Péclat V., Gerster J. C., Busso N. Arthritis is linked to local and systemic activation of coagulation and fibrinolysis pathways // J. Thromb. Haemost.- 2003.- Vol. 1.- P. 2510-2515.
  50. Islam K. N., Takahashi M., Higashiyama S., Myint T., Uozumi N. Fragmentation of ceruloplasmin following non-enzymatic glycation reaction // J. Biochem.- 1995.- Vol. 118.- P. 1054-1060.
  51. Lunec J., Halloran S. P., White A. G., Dormandy T. L. Free-radical oxidation (peroxidation) products in serum and synovial fluid in rheumatoid arthritis // J. Rheumatol.- 1981.- Vol. 8.- P. 233-245.
  52. Панасенко О. М., Горудко И. В., Соколов А. В. Хлорноватистая кислота как источник свободных радикалов // Успехи биологической химии.- 2013.- Т. 53.- С. 195-244.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Соколов А.В., Костевич В.А., Захарова Е.Т., Аквасальенте Л., Де Филиппис В., Васильев В.Б., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах