- Открыты и охарактеризованы по физико-химическим и функциональным свойствам новые антимикробные пептиды системы врожденного иммунитета животных: бактенецины ChBac5, ChBac3.4, mini-ChBac7.5Nα, mini-ChBac7.5Nβ из лейкоцитов козы; аципенсины из лейкоцитов русского осетра (Ас 1, Ас 2, Ас 3, Ас 4, Ас 5, Ас 6) и севрюги (Ас 2 и Ас 3).
- Открытые антимикробные пептиды (бактенецины, аципенсины) и протегрин проявляют высокую антимикробную активность, в том числе и в отношении антибиотико- устойчивых штаммов. Антибактериальная активность бактенецинов повышается при их совместном применении с другими антибиотическими агентами (рифампицином, наночастицами серебра). Антимикробное действие бактенецинов и аципенсинов реализуется без существенного нарушения барьерной функции цитоплазматической мембраны Е.coli ML-35p; пептид ChBac3.4, отличающийся повышенной гидрофобностью молекулы, оказывает более выраженное повреждающее действие на цитоплазматическую мембрану E.coli.
- Исследуемые в работе антимикробные пептиды проявляют ЛПС-связывающую активность.
- Пептиды протегрин 1, бактенецин ChВас3.4 (но не ChBac5, mini-ChBac7.5Nα, mini-ChBac7.5Nβ, аципенсины), в концентрациях, превышающих антимикробные, токсичны для клеток млекопитающих - опухолевых и некоторых типов нормальных клеток. Механизм токсического действия мембраноактивного пептида протегрина 1 не связан с инициацией процесса апоптоза в клетках. Токсическое действие бактенецина ChBac3.4, имевшего менее выраженное действие на мембраны бактерий, зависит от концентрации пептида: клеточная гибель при низких концентрациях сопровождается преимущественной инициацией апоптоза, а при высоких - некроза. АМП могут проявлять и опосредованное противоопухолевое действие, усиливая активность естественных киллерных клеток.
- Протегрин 1 и бактенецин ChBac5 в нетоксических концентрациях проникают в эукариотические клетки, не повреждая их мембран, что подтверждает возможность модулирования ими внутриклеточных процессов, а также позволяет рассматривать перспективы их использования в качестве молекул-переносчиков, служащих для доставки лекарственных препаратов в клетки.
- Дефенсины, протегрин взаимодействуют с белками из семейства серпинов (α1-антитрипсином, транскортином) и модулируют функциональную активность этих белков, что позволяет предположить значимую роль этих АМП в регуляции активности серпинов при развитии патологических процессов (воспаление, инфекция, дистресс), когда концентрация АМП в плазме крови высока.
- Пептиды бактенецины стимулируют пролиферацию эукариотических клеток, ускоряют заживление ран, оцениваемое по скорости снижения площади раневой поверхности у экспериментальных животных.
- В низких концентрациях АМП (дефенсины) модулируют некоторые эффекты меланокортинов, в частности, α-МСГ, что позволяет предположить определенную роль этих пептидов во взаимодействии иммунной и нейроэндокринной систем при инфекционном процессе и стрессе.
- Исследованные АМП проявляют спектр различных видов биологической активности и являются перспективными кандидатами для создания на их основе лекарственных препаратов для коррекции некоторых форм патологии, связанных с развитием воспалительных процессов, иммунодефицитов и опухолевого роста.
1. Кокряков В.Н., Стефанов В.Е., Алешина Г.М., Шамова О.В., Корнева Е.А., Харвиг С.С., Лерер Р.И. Дефенсины и родственные им антибиотические пептиды в эволюции защитных систем животных // Журнал эволюционной биохимии и физиологии.- 1997. - т. 33, № 1.- С. 109-123
2.Korneva E.A., Rybakina E.G., Kokryakov V.N., Orlov D.S., Shamova O.V., Shanin S.N. Interleukin 1β and defensins in thermoregulation, stress and immunity // Annals of NY Acad. Sci. – 1997. - V. 81. - Р. 465-474.
3.Шамова О.В., Кокряков В.Н., Дорош М.Ю. , Курицина Н.А., Протасов Е.А., Узбеков В.А, А л е ш и н а Г.М. , С т е ф а н о в В.Е. Выделение и некоторые физико-химические свойства антимикробного белка из лейкоцитов козы // Вестник СПбГУ. - Сер.3. – 1997. - Вып. 3,№ 17. С.88-95.
4.Кокряков В.Н., Алешина Г.М., Шамова О.В., Леонова Л.Е., Лодыгин П.А. Развитие концепции “цитаз” И.И.Мечникова в современных медико-биологических исследованиях // Вестник СПбГУ. - Сер.3. - 1998. - Вып.4, № 24. - С.41-46.
5.Shamova O., Brogden K.A., Zhao C., Nguen T., Turner J., Kokryakov V., Lehrer R.I. Purification and properties of proline-rich antimicrobial peptides from sheep and goat leukocytes // Infection and Immunity. – 1999. - V. 67, N 8. - P. 4106-4111.
6.Zhao C., Nguen T., Liu L., Shamova O., Brogden K.A., Lehrer R.I. Differential expression of caprine beta-defensins in digestive and respiratory tissues // Infection and Immunity. -1999. - V. 67, N 11. - P.6221-6224.
7.Плескач В.А., Алешина Г.М., Арцыбашева И.В., Шамова О.В., Гойло Т.А., Кожухарова И.В., Кокряков В.Н. Цитотоксическое и митогенное влияние антимикробных пептидов нейтрофилов на культивируемые клетки // Цитология.- 2000.- т.42, N 3.- C.228-233.
8.Albrecht M.T., Wang W., Shamova O., Lehrer R.I., Schiller N.L. Binding of protegrin-1 to Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia // Respiratory Research. – 2002. - V.3, N1 (18). оnline http://respiratory-research. com/content/pdf/RR-3-1-18.pdf.
9.Кокряков В.Н., Алешина Г.М., Шамова О.В. Антимикробные пептиды как молекулярные факторы иммунитета // Мед. Академический Журнал.- 2002. -Т.2, № 4. - С.29-38.
10.Кокряков В.Н., Алешина Г.М., Шамова О.В., Орлов Д.С., Корнева Е.А. Достижения и проблемы в изучении антибиотических пептидов животного происхождения // Вестник РАМН. - 2002. - № 12. - С.15-20.
11.Шамова О.В., Орлов Д.С., Овчинникова Т.В., Сал Х.Г., Тверьянович И.А., Попова В.А., Дюбин В.А., Кокряков В.Н. Антимикробные пептиды из лейкоцитов русского осетра (Acipenser guldenatadti) // Фундаментальные исследования. – 2006. - № 1. - C. 10-13.
12.Кокряков В.Н. Ковальчук Л.В. Алешина Г.М. Шамова О.В. Катионные противомикробные пептиды как молекулярные факторы иммунитета: мультифункциональность // Журнал микробиологии. – 2006. - № 2. - C. 98-105.
13.Зугаирова О.Н., Шамова О.В., Орлов Д.С., Дюбин В.А., Кокряков В.Н. Изучение антимикробных пептидов из лейкоцитов севрюги Acipenser stellatus // Вестник Санкт-Петербургского университета. – 2007. – Сер. 3: биология; Вып. 3. - C. 89-98.
14.Шамова О.В., Сакута Г.А, Орлов Д.С., Зенин В.В., Штейн Г.И., Колодкин Н.И., Афонина И.Н., Кокряков В.Н. Действие антимикробных пептидов из нейтрофильных гранулоцитов на опухолевые и нормальные клетки в культуре // Цитология. – 2007. – Т. 49, № 12. - C. 1000-1010.
15. Артамонов А.Ю., Шамова О.В., Кокряков В.Н., Орлов Д.С. Фото- и флюориметрические методы оценки проницаемости мембран E.coli ML35p // Вестник Санкт- Петербургского университета. – 2008. – Сер. 3: биология. - Вып. 2. - C.139-142.
16. Shamova O., Orlov D., Stegemann C., Czihal P., Hoffmann R., Brogden K., Kolodkin N., Sakuta G., Tossi A., Sahl H-G., Kokryakov V., Lehrer R.I. ChBac3.4: A novel proline-rich antimicrobial peptide from goat leukocytes // International Journal of Peptide Research and Therapeutics. - 2009. - Vol. 15, N 1. - P.31-35.
17. Голубева О.Ю., Шамова О.В., Орлов Д.С., Пазина Т.Ю., Болдина А.С., Кокряков В.Н. Исследование антимикробной и гемолитической активности наночастиц серебра, полученных методом химического восстановления // Физика и химия стекла. - 2010. – Т.36, № 5. - С. 792-800.
18. Орлов Д.С., Шамова О.В., Голубева О.Ю., Пазина Т.Ю., Ямщикова Е.В., Колодкин Н.И., Кокряков В.Н., Корнева Е.А. Действие комплексов природных антимикробных пептидов и наночастиц серебра на микроорганизмы // Цитокины и воспаление. - 2010. – Т. 9 , № 2. - C. 32-36.
19. Кокряков В.Н. Алешина Г.М. Шамова О.В. Орлов Д.С. Андреева Ю.В. Современная концепция об антимикробных пептидах как молекулярных факторах иммунитета // Медицинский академический журнал. - 2010. - Т. 10, № 4. - С. 149-160.
20. Sass V., Schneider T., Wilmes M., Körner C., Tossi A., Novikova N., Shamova O., Sahl HG. Human beta-defensin 3 inhibits cell wall biosynthesis in Staphylococci // Infection and Immunity. - 2010. - V. 78, N. 6. - P. 2793-2800.
21. Шамова О.В., Орлов Д.С., Ямщикова Е.В., Кокряков В.Н. Изучение взаимодействия антимикробных пептидов с белками из семейства ингибиторов сериновых протеиназ // Фундаментальные исследования. - 2011. – № 9. – C. 344-348.
22.Ямщикова Е.В., Орлов Д.С., Пазина Т.Ю., Трулев А.С., Орлов С.Б., Григорьев А.В., Колодкин Н.И, Кокряков В.Н., Шамова О.В. Влияние антимикробного пептида бактенецина 5 и его укороченных фрагментов на пролиферацию фибробластов кожи человека, и на процесс заживления ран у экспериментальных животных // Современные проблемы науки и образования. – 2012. - № 3.- URL: www.science-education.ru/103-6127.
23.Ямщикова Е.В., Орлов Д.С., Колодкин Н.И., Жаркова М.С., Пазина Т.Ю., Сакута Г.А., Трулев А.С., Кокряков В.Н., Шамова О.В. Биологическая активность обогащенных пролином защитных пептидов системы врожденного иммунитета // Цитокины и воспаление. – 2012. – T. 11, № 2. - C. 100-106.
24. Шамова О.В., Орлов Д.С., Пазина Т.Ю., Ямщикова Е.В., Орлов С.Б., Жаркова М.С., Гринчук Т.М., Арцыбашева И.В., Юхнев В.А., Кокряков В.Н. Изучение молекулярно- клеточных основ цитотоксического действия антимикробных пептидов на опухолевые клетки // Фундаментальные исследования. - 2012. - №5 (часть 1). - С. 207-212.
Статьи в других изданиях:
1. Кокряков В.Н., Алешина Г.М., Шамова О.В., Леонова Л.Е., Лодыгин П.А. Антибиотические пептиды животных как молекулярные факторы врожденного иммунитета // В сб. Фундаментальные и прикл. аспекты совр. биохимии. Труды конф., посвящ. 100- летию каф. Биохимии СПб ГМУ им. Павлова. – 1998. - C.311-315
2. Кокряков В.Н., Алешина Г.М., Шамова О.В. Антибиотические пептиды животных как молекулярные факторы врожденного иммунитета // В книге: Институт Экспериментальной медицины на рубеже тысячелетий. Достижения в области биологии и медицины. – 2000. – СПб. – Наука. - С. 373-391.
3. Кокряков В.Н., Алешина Г.М., Шамова О.В., Леонова Л.Е., Лодыгин Е.В., Цветкова Е.В., Берлов М.Н., Краснодембская А.Д., Меньшенин А.В. Антибиотические пептиды как регуляторные молекулы // Сб.«Нервная система. Биохимические и молекулярно- биологические основы физиологических функций», 2004. Под ред. Е.Г.Скворцевича, Н.Д.Ещенко. - СПбГУ - С. 52-63.
4. Golubeva O.Yu., Shamova O.V., Orlov D.S., Yamshchikova E.V., Boldina A.S.,. Kokryakov V.N. Synthesis and investigation of silver-peptide bioconjugates and investigation in their antimicrobial activity // in: Materials challenges and testing for supply of energy and resources (Ed. by T. Bollinghaus, J. Lexow, T. Kishi, M. Kitagawa). – Springer. – 2012. – P. 163-171.
Тезисы:
1.Шамова О.В., Сакута Г.А., Орлов Д.С., Лодыгин П.А., Берлов М.Н., Кокряков В.Н. Противоопухолевая активность некоторых катионных антимикробных пептидов из семейства кателицидинов // Russian Journal of Immunology. – 2004. - V.9, Suppl.1, P. 301.
2.Лодыгин П.А., Шамова О.В., Алешина Г.М., Овчинникова Т.В., Кокряков В.Н. Новый катионный антимикробный пептид из нейтрофильных гранулоцитов козы // Russian Journal of Immunology. – 2004. -V.9, Suppl.1. - P.71.
3.Шамова О.В., Овчинникова Т.В., Орлов Д.С., Попова В.А., Дюбин В.П., Кокряков В.Н. Кати-онные антимикробные пептиды из лейкоцитов осетра // Russian Journal of Immunology. – 2004. - V.9, Suppl.1. - P. 77.
4. Шамова О.В., Орлов Д.С., Абрамова О.А. Кокряков В.Н. Изучение влияния антимикробных пептидов из семейства дефенсинов на кортикостероид-связывающую функцию транскортина // Тезисы докладов Объединенного иммунологического форума, СПб, 2008. - Российский Иммунологический Журнал. – 2008. –Т. 2, № 11, № 2-3, С.265.
5. Shamova O.V., Orlov D.S., Pronina A.P., Fomicheva E.E., Kokryakov V.N. Exploration of a corticostatic activity of antimicrobial peptides defensins // Abstracts of the II International Symposium “Interaction of the nervous and immune systems in health and disease”. - June16 – June 19. - 2009. - Saint Petersburg, Russia. - P. 62-63.
6. Yamschikova E.V., Shamova O.V., Orlov D.S., Yuhnev V.A., Ovchinnikova T.V., Kokryakov V.N. Investigation of biological activity of proline-rich antimicrobial peptides // Abstracts of the II International Symposium “Interaction of the nervous and immune systems in health and disease”. - June16 – June 19. - 2009. - Saint Petersburg, Russia. - P. 75-76.
7. Shamova O.V., Ovchinnikova T.V., Tagaev A.A., Leonova Yu.F., Orlov D.S., Kokryakov V.N. Antimicrobial peptides from leukocytes of the Russian sturgeon Acipencer gueldenstadti // Abstracts of the International Conference on Biomolecular Science in honor of the 75th anniversary of the birth of Prof. Yu. Ovcinnikov, Sept. 28- Oct. 2. – 2009. - Moscow, Russia. - P. 415.
8.Ямщикова Е.В. Жаркова М.С. Овчинникова Т.В. Кокряков В.Н. Шамова О.В. Изучение бактерицидного действия пролин-богатых пептидов и их токсических эффектов в отношении клеток человека//Медицинский академический журнал. - 2010. - №5, т о м 1 0 . - с. 43.
9.Knappe D., Stegemann C., Nimptsch A., Kolobov A., Korableva E., Shamova O., Kokryakov V., Hoffmann R. Chemical modifications of short antimicrobial peptides from insects and vertebrates to fight multi-drug resistant bacteria // Adv Exp Med Biol.– 2009.– V.611. P-395-6.
10.Shamova O.V., Orlov D.S., Kokryakov V.N. Defensins modulate some effects of α-melanocyte stimulating hormone // Abstracts of the III International Symposium “Interaction of the nervous and immune systems in health and disease”. - June 7–10. - 2011. – St-Petersburg. - P. 60-61.
11.Шамова О.В., Орлов Д.С., Кокряков В.Н. Эффекты антимикробных пептидов нейтрофильных гранулоцитов на функциональную активность спленоцитов // Сборн. тезисов III Международной научно-практической конференции «Новые концепции механизмов воспаления, аутоиммунного ответа и развития опухоли» . - 1 7 - 1 9 мая.- 2012.-Казань.- с.108-109.
12. Шамова О.В., Овчинникова Т.В., Орлов Д.С., Кокряков В.Н. Природные антимикробные пептиды аципенсины и мини-бактенецины: получение, характеристика физико-химических свойств и антибиотической активности // Материалы V Международной научно-практической конференции «Современная медицина и фармацевтика: анализ и перспективы развития». – Москва. - 20 августа 2012. – C. 51-59.
13.Шамова О.В., Орлов Д.С., Ямщикова Е.В., Жаркова М.А., Голубева О.Ю., Кокряков В.Н. Перспективы использования антимикробных пептидов животного происхождения в комбинации с другими антибиотическими агентами // Материалы Всеросс. научно-практич. конф. "Медико-биологические аспекты здоровья человека". - 25 октября 2012 г. Тамбов. - С.93-95.
14.Shamova O., Orlov D., Pazina T., Kokryakov V. Study of the toxic action of a proline-rich antimicrobial peptide ChBac3.4 on mammalian cells // Abstracts of “New Antimicrobials Project 2nd Workshop : New Compounds & New Strategies for Antimicrobials”, 25-26 May. -2012. Trieste, Italy. - P. 44.