BioScience Blog – Научный Биологический блог

Нейротрофины – семейство нейрональных белков, регулирующих рост, дифференцировку и выживаемость нейронов. Как большинство секреторных белков, нейротрофины синтезируются в клетках в виде предшественников -препронейротрофинов, процессирующихся с образованием зрелых белков. Исследование функциональной роли пропоследовательностей как в формировании пространственных структур нейротрофинов, так и в модуляции их биологической активности, представляет в настоящее время огромный интерес. Изучение механизмов сворачивания и процессинга пронейротрофинов, а также установление роли про-последовательности, является важным элементом для понимания механизмов биохимической регуляции функционирования нервной системы человека в норме и при патологии.

Целью данной работы было исследование влияния пропоследовательности на биологические свойства и фолдинг рекомбинантных нейротрофинов человека NGF и BDNF.

На основе штамма EscherichiacoliBL-21 нами сконструированы рекомбинантные продуценты предшественников NGF и BDNF человека, а также их индивидуальных пропоследовательностей и зрелых частей. Для всех целевых белков разработаны условия очистки и подобраны оптимальные условия фолдинга. Проанализирована олигомерная

организация этих белков методом гель-проникающей хроматографии. Показано, что зрелые нейротрофины человека NGF и BDNF могут формировать функционально активные гомодимеры без участия пропоследовательностей. Для NGF впервые осуществлен фолдинг в присутствии экзогенной, не связанной ковалентно, собственной про-части, существенно увеличивающей выход активного нейротрофина при сворачивании. Эти данные позволяют предположить, что фолдинг нейротрофина NGF протекает по про-зависимому механизму. При этом наличие ковалентной связи между пропептидом и зрелой частью NGF не является необходимым условием фолдинга. Впервые продемонстрирована способность не связанной ковалентно чужеродной пропоследовательности направлять фолдинг NGF.

Для оценки биологической активности нейротрофинов были использованы клетки феохромоцитомы крысы линии PC 12 и клетки эритролейкемии человека TF-1.

Методом гель-проникающей хроматографии проанализировано сворачивание различных форм нейротрофина BDNF человека – зрелой части, предшественника и про-части. Показано, что пропоследовательность не влияет на эффективность фолдинга зрелого BDNF человека, из чего следует, что сворачивание данного белка пропептид-независимое.

Пропоследовательности NGF и BDNF не обладают собственной дифференцирующей или пролиферативной активностью в использованных экспериментальных системах.

Таким образом, хотя зрелые нейротрофины NGF и BDNF высокогомологичны и способны оказывать на нейрональные и глиальные клетки схожие эффекты, фолдинг их протекает по разным механизмам. Функции их пропептидов, по-видимому, также различны.