Изучение взаимодействия регуляторного белка глюкокиназы с

1
ÓÄÊ 577.2 <451>
Èçó÷åíèå âçàèìîäåéñòâèÿ ðåãóëÿòîðíîãî áåëêà ãëþêîêèíàçû
ñ ìóòàíòíûìè ôîðìàìè ãëþêîêèíàçû
1,2
Å.Þ. Ñàëàìàòîâà
1
1,2
, Å.Ë. Èãóäèí
2
, Ï.Ì. Ðóáöîâ
evgeniya.salamatova@phystech.edu
Ìîñêîâñêèé ôèçèêî-òåõè÷åñêèé èíñòèòóò, 2 Èíñòèòóò ìîëåêóëÿðíîé
áèîëîãèè èì. Â.À. Ýíãåëüãàðäòà ÐÀÍ
Ìóòàöèè â ãåíå ãëþêîêèíàçû (GCK) íàèáîëåå ÷àñòàÿ ïðè÷èíà þíîøåñêîãî èíñóëèííåçàâèñèìîãî ñàõàðíîãî äèàáåòà òèïà MODY (Maturity
Onset Diabetes of Young) [1]. GCK ñëóæèò ñåíñîðîì ãëþêîçû â èíñóëèíïðîäóöèðóþùèõ áåòà-êëåòêàõ îñòðîâêîâ ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû, êîíòðîëèðóåò ïðåâðàùåíèå ãëþêîçû â ãëèêîãåí è ðåãóëèðóåò ïðîäóêöèþ
ãëþêîçû â ïå÷åíè.  ïîñëåäíèå ãîäû GCK ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê íîâàÿ
ìíîãîîáåùàþùàÿ ìèøåíü äåéñòâèÿ ïðåïàðàòîâ äëÿ ëå÷åíèÿ äèàáåòà òèïà 2. Ìóòàöèè â ãåíå GCK íàðóøàþò ãîìåîñòàç ãëþêîçû â îðãàíèçìå è
ìîãóò â çàâèñèìîñòè îò èõ òèïà ïðèâîäèòü êàê ê ãèïåð-, òàê è ê ãèïîãëèêåìèè. Íåñìîòðÿ íà àêòèâíîå èçó÷åíèå GCK, ìíîãèå àñïåêòû, ñâÿçàííûå ñ åå ðîëüþ â ïàòîôèçèîëîãèè äèàáåòà òèïà 2, îñòàþòñÿ íåÿñíûìè.
 ÷àñòíîñòè, íåäîñòàòî÷íî èçó÷åíî âëèÿíèå ìóòàöèé â ãåíå GCK íà âçàèìîäåéñòâèå ôåðìåíòà ñ åãî áåëêîâûìè ïàðòíåðàìè, â ïåðâóþ î÷åðåäü
ñ ðåãóëÿòîðíûì áåëêîì ãëþêîêèíàçû GKRP. Ýòî áåëîê ÿâëÿåòñÿ ïðèðîäíûì èíãèáèòîðîì GCK, ïðèñóòñòâóþùèì â ãåïàòîöèòàõ. Ïðè íèçêèõ
êîíöåíòðàöèÿõ ãëþêîçû GKRP âçàèìîäåéñòâóåò ñ GCK, íàïðàâëÿåò ýòîò
ôåðìåíò â ÿäðî, òåì ñàìûì èçîëèðóÿ åãî îò êîíòàêòà ñ äðóãèìè ôåðìåíòàìè ãëèêîëèçà. Câåäåíèÿ î âëèÿíèè ìóòàöèé â ãåíå GCK íà âçàèìîäåéñòâèå ñ GKRP íåìíîãî÷èñëåííû è ôðàãìåíòàðíû.
Öåëü íàñòîÿùåãî èññëåäîâàíèÿ èçó÷åíèå âëèÿíèÿ íîâûõ ìóòàöèé
â ãåíå GCK íà âçàèìîäåéñòâèå ôåðìåíòà ñ GKRP. Ñêîíñòðóèðîâàëè ãåíû íîâûõ ìóòàíòíûõ âàðèàíòîâ GCK ñî ñëåäóþùèìè çàìåíàìè àìèíîêèñëîò: L20R, V55A, S76Y, V91L, A114P, P145L, D160G, G170D, A173T,
T228P, E242G, T255S, Y273N, L324R, T326P è V374L, îáíàðóæåííûìè
ó áîëüíûõ MODY2 [1], à òàêæå âàðèàíòîâ ñ çàìåíàìè K414E è A456V,
äåéñòâèå êîòîðûõ íà âçàèìîäåéñòâèå ñ GKRP îõàðàêòåðèçîâàíî [2, 3].
Ïîëó÷åíû âåêòîðû, îáåñïå÷èâàþùèå ñèíòåç ìóòàíòíûõ âàðèàíòîâ ãëþêîêèíàçû â êëåòêàõ áàêòåðèé â âèäå: 1) áåëêîâ, ñëèòûõ ñ ãëóòàòèîíS-òðàíñôåðàçîé, è 2) áåëêîâ, ñîäåðæàùèõ íà Ñ-êîíöå ãåêñàãèñòèäèíîâûå áëîêè, à òàêæå â êëåòêàõ ìëåêîïèòàþùèõ â âèäå ãèáðèäîâ ñ çåëåíûì ôëóîðåñöåíòíûì áåëêîì [1]. Êëîíèðîâàíà êÄÍÊ GKRP è ïîëó÷åíû
âåêòîðû äëÿ ýêñïðåññèè ýòîãî áåëêà â êëåòêàõ ìëåêîïèòàþùèõ. Ñèíòåç
2
ðåêîìáèíàíòíûõ áåëêîâ â êëåòêàõ áàêòåðèé è ìëåêîïèòàþùèõ ïîäòâåðæäåí ìåòîäàìè èììóíîáëîòòèíãà è ôëóîðåñöåíòíîé ìèêðîñêîïèè. Ïðîâîäèòñÿ àíàëèç âçàèìîäåéñòâèÿ GCK è åå ìóòàíòíûõ âàðèàíòîâ ñ GKRP
in vitro ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäîâ ñâÿçûâàíèÿ ñ àôôèííûìè ñîðáåíòàìè
(ãëóòàòèîí-ñåôàðîçîé, Ni-NTA-ñåôàðîçîé), èììóíîïðåöèïèòàöèè è èììóíîáëîòòèíãà.
Ðàáîòà âûïîëíÿåòñÿ ïðè ÷àñòè÷íîé ïîääåðæêå Ðîññèéñêîãî ôîíäà
ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé (ïðîåêò 12-04-01678à).
Ëèòåðàòóðà
1.
Äåäîâ È.È., Çóáêîâà Í.À., Àðáàòñêàÿ Í.Þ., Àêîïîâà À.Ã., Òþëüïàêîâ À.Í. MODY òèï 2: êëèíè÷åñêèå è ìîëåêóëÿðíî-ãåíåòè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè 13 ñëó÷àåâ çàáîëåâàíèÿ. Ïåðâîå îïèñàíèå MODY â
Ðîññèè // Ïðîáëåìû ýíäîêðèíîëîãèè. 2009.  3. Ñ. 37.
2.
Heredia V.V., Carlson T.J., Garcia E., Sun S
. Biochemical basis of
glucokinase activation and the regulation by glucokinase regulatory
protein in naturally occurring mutations // J. Biol. Chem. 2006.
V. 281. P. 4020140207.
3.
Pino M.F., Kim K.-A., Shelton K.D., Lindner J., Odili S., Li C.,
. Glucokinase thermolability and hepatic regulatory protein binding are essential
factors for predicting the blood glucose phenotype of missense mutations
// J. Biol. Chem. 2007. V. 282. P. 1390613916.
Collins H.W., Shiota M., Mqatschinsky F.M., Magnuson M.A