Научная тема: «НОВЫЕ ТИОЛОВЫЕ ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ СИСТЕМ ТИОРЕДОКСИНА И ГЛУТАРЕДОКСИНА. ИХ РОЛЬ В РЕГУЛЯЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО БАЛАНСА КЛЕТКИ»
Специальность: 03.00.03, 03.00.04
Год: 2008
Отрасль науки: Биологические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:

Новизна представленных в работе результатов определяется несколькими обстоятельствами.  Во-первых,  на основании филогенетического анализа впервые было установлено,  что «большая»  форма тиоредоксин редуктазы произошла от GR  низших эукариот путём удлинения карбокситерминального конца белка с появлением Gly-SecCys-Cys-Gly  мотива в новом каталитическом окислительно-восстановительном центре,  который функционально заменил глутатион в качестве транзиторного субстрата для этого фермента.  Во-вторых,  впервые был идентифицирован и охарактеризован новый митохондриальный глутаредоксин (Grx2).  На основании кинетических данных было доказано,  что белок Grx2 обладает наиболее высоким сродством по отношению к L-цистеину, и это сродство было эквивалентно таковому для HEDS  и S-сульфоцистеина.  В- третьих,  было доказано,  что TGR  структурно является тиоредоксин-глутатион редуктазой,  обладающей тиолтрансферазной,  глутатион и тиоредоксин редуктазной,  и протеин дисульфид изомеразной активностью in vitro,  а функционально -  это изомераза Gpx4,  вовлечённая в образование митохондриальной капсулы сперматозоидов. В-четвертых, был идентифицирован и охарактеризован новый селен-содержащий белок  SelM,  имеющий новый тип SECIS  элемента. На основании анализа генома человека было выявлено 25  селен- содержащих белка, семь из которых ранее не были известны. Среди них имеются:   новая глутатион пероксидаза Gpx6, экспрессирующаяся в обонятельном эпителии на определённых стадиях эмбриогенеза,  а также SelV -  белок сперматоцитов. В- пятых,  было доказано,  что SelH -  это новая тиоловая оксидоредуктаза ядрышек,  имеющая необычный паттерн экспрессии.  И,  наконец,  обнаружили новую тиоловую оксидоредуктазу эукариот,  названную нами Rdx12.  На основании компъютерного анализа объединили Rdx12, SelW, SelV, SelT  и SelН в новое семейство тиоловых оксидоредуктаз с тиоредоксин-подобной укладкой. Это новое семейство белков было охарактеризовано и названо нами Rdx.

Список опубликованных работ
1. Novoselov SV, Lobanov AV, Hua D, Kasaikina MV, Hatfield DL, Gladyshev VN. A highly efficient form of the selenocysteine insertion sequence element in protozoan parasites and its use in mammalian cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 May 8;104(19):7857-7862.

2. Novoselov SV, Kryukov GV, Xu XM, Carlson BA, Hatfield DL, Gladyshev VN. Selenoprotein H is a nucleolar thioredoxin- like protein with a unique expression pattern. J Biol Chem. 2007 Apr 20;282(16):11960-11968.

3. Novoselov SV, Hua D, Lobanov AV, Gladyshev VN. Identification and characterization of Fep15, a new selenocysteine-containing member of

the Sep15 protein family. Biochem J. 2006 Mar 15;394(Pt 3):575-579.

4. Novoselov SV, Calvisi DF, Labunskyy VM, Factor VM, Carlson BA, Fomenko DE, Moustafa ME, Hatfield DL, Gladyshev VN. Selenoprotein deficiency and high levels of selenium compounds can effectively inhibit hepatocarcinogenesis in transgenic mice. Oncogene. 2005 Dec 1;24(54):8003-8011.

5. Novoselov SV, Gladyshev VN. Non-animal origin of animal thioredoxin reductases: implications for selenocysteine evolution and evolution of protein function through carboxy-terminal extensions. Protein Sci. 2003 Feb;12(2):372-378.

6. Novoselov SV, Rao M, Onoshko NV, Zhi H, Kryukov GV, Xiang Y, Weeks DP, Hatfield DL, Gladyshev VN. Selenoproteins and selenocysteine insertion system in the model plant cell system, Chlamydomonas reinhardtii. EMBO J. 2002 Jul 15;21(14):3681-3693.

7. Novoselov SV, Peshenko IV, Popov VI, Novoselov VI, Bystrova MF, Evdokimov VA, Kamzalov SS, Merkulova MI, Shuvaeva TM, Lipkin VM, Fesenko EE.

Localization of 28-kDa peroxiredoxin in rat epithelial tissues and its antioxidant properties. Cell Tissue Res. 1999 Dec;298(3):471-480.

8. Bonilla M, Denicola A, Novoselov SV, Turanov AA, Protasio A, Izmendi D, Gladyshev VN, Salinas G. Platyhelminth mitochondrial and cytosolic redox homeostasis is controlled by a single thioredoxin glutathione reductase and dependent on selenium and glutathione. J Biol Chem. 2008 Jun 27;283(26):17898-17907.

9. Sengupta A, Carlson BA, Weaver JA, Novoselov SV, Fomenko DE, Gladyshev VN, Hatfield DL. A functional link between housekeeping selenoproteins and phase II enzymes. Biochem J. 2008 Jul 1;413(1):151-161.

10. Merchant SS, Prochnik SE, Vallon O, Harris EH, Karpowicz SJ, Witman GB, Terry A, Salamov A, Fritz-Laylin LK, Maréchal-Drouard L, Marshall WF, Qu LH, Nelson DR, Sanderfoot AA, Spalding MH, Kapitonov VV, Ren Q, Ferris P, Lindquist E, Shapiro H, Lucas SM, Grimwood J, Schmutz J, Cardol P, Cerutti H, Chanfreau G, Chen CL, Cognat V, Croft MT, Dent R, Dutcher S, Fernández E, Fukuzawa H, González-Ballester D, González-Halphen D, Hallmann A, Hanikenne M, Hippler M, Inwood W, Jabbari K, Kalanon M, Kuras R, Lefebvre PA, Lemaire SD, Lobanov AV, Lohr M, Manuell A, Meier I, Mets L, Mittag M, Mittelmeier T, Moroney JV, Moseley J, Napoli C, Nedelcu AM, Niyogi K, Novoselov SV, Paulsen IT, Pazour G, Purton S, Ral JP, Riaño-Pachón DM, Riekhof W, Rymarquis L, Schroda M, Stern D, Umen J, Willows R, Wilson N,

Zimmer SL, Allmer J, Balk J, Bisova K, Chen CJ, Elias M, Gendler K, Hauser C, Lamb MR, Ledford H, Long JC, Minagawa J, Page MD, Pan J, Pootakham W, Roje S, Rose A, Stahlberg E, Terauchi AM, Yang P, Ball S, Bowler C, Dieckmann CL, Gladyshev VN, Green P, Jorgensen R, Mayfield S, Mueller-Roeber B, Rajamani S, Sayre RT, Brokstein P, Dubchak I, Goodstein D, Hornick L, Huang YW, Jhaveri J, Luo Y, Martínez D, Ngau

WC, Otillar B, Poliakov A, Porter A, Szajkowski L, Werner G, Zhou K, Grigoriev IV, Rokhsar DS, Grossman AR. The Chlamydomonas genome reveals the evolution of key animal and plant functions. Science. 2007 Oct 12;318(5848):245-250.

11. Shchedrina VA, Novoselov SV, Malinouski MY, Gladyshev VN. Identification and characterization of a selenoprotein family containing a diselenide bond in a redox motif. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Aug 28;104(35):13919-13924.

12. Dikiy A, Novoselov SV, Fomenko DE, Sengupta A, Carlson BA, Cerny RL, Ginalski K, Grishin NV, Hatfield DL, Gladyshev VN. SelT, SelW, SelH, and Rdx12: genomics and molecular insights into the functions of selenoproteins of a novel thioredoxin- like family. Biochemistry. 2007 Jun 12;46(23):6871-6882.

13. Shrimali RK, Weaver JA, Miller GF, Starost MF, Carlson BA, Novoselov SV, Kumaraswamy E, Gladyshev VN, Hatfield DL. Selenoprotein expression is essential in endothelial cell development and cardiac muscle function. Neuromuscul Disord. 2007 Feb;17(2):135-142.

14. Lobanov AV, Delgado C, Rahlfs S, Novoselov SV, Kryukov GV, Gromer S, Hatfield DL, Becker K, Gladyshev VN. The Plasmodium selenoproteome.

Nucleic Acids Res. 2006 Jan 20;34(2):496-505.

15. Sun QA, Su D, Novoselov SV, Carlson BA, Hatfield DL, Gladyshev VN. Reaction mechanism and regulation of mammalian thioredoxin/glutathione reductase. Biochemistry. 2005 Nov 8;44(44):14528-14537.

16. Castellano S, Lobanov AV, Chapple C, Novoselov SV, Albrecht M, Hua D, Lescure A, Lengauer T, Krol A, Gladyshev VN, Guigó R.

Diversity and functional plasticity of eukaryotic selenoproteins: identification and characterization of the SelJ family. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Nov 8;102(45):16188-16193.

17. Su D, Novoselov SV, Sun QA, Moustafa ME, Zhou Y, Oko R, Hatfield DL, Gladyshev VN. Mammalian selenoprotein thioredoxin-glutathione eductase. Roles in disulfide bond formation and sperm maturation. J Biol Chem. 2005 Jul 15;280(28):26491-26498.

18. Castellano S, Novoselov SV, Kryukov GV, Lescure A, Blanco E, Krol A, Gladyshev VN, Guigó R. Reconsidering the evolution of eukaryotic selenoproteins: a novel nonmammalian family with scattered phylogenetic distribution. EMBO Rep. 2004 Jan;5(1):71-77.

19. Carlson BA, Novoselov SV, Kumaraswamy E, Lee BJ, Anver MR, Gladyshev VN, Hatfield DL. Specific excision of the selenocysteine tRNA[Ser]Sec (Trsp) gene in mouse liver demonstrates an essential role of selenoproteins in liver function. J Biol Chem. 2004 Feb 27;279(9):8011-8017.

20. Rao M, Carlson BA, Novoselov SV, Weeks DP, Gladyshev VN, Hatfield DL. Chlamydomonas reinhardtii selenocysteine tRNA[Ser]Sec. RNA. 2003 Aug;9(8):923-930.

21. Kryukov GV, Castellano S, Novoselov SV, Lobanov AV, Zehtab O, Guigó R, Gladyshev VN. Characterization of mammalian selenoproteomes.

Science. 2003 May 30;300(5624):1439-14343.

23. Korotkov KV, Novoselov SV, Hatfield DL, Gladyshev VN. Mammalian selenoprotein in which selenocysteine (Sec) incorporation is supported by a

new form of Sec insertion sequence element. Mol Cell Biol. 2002 Mar;22(5):1402-1411.

24. Gladyshev VN, Liu A, Novoselov SV, Krysan K, Sun QA, Kryukov VM, Kryukov GV, Lou MF. Identification and characterization of a new mammalian glutaredoxin (thioltransferase), Grx2. J Biol Chem. 2001 Aug 10;276(32):30374-30380.

25. Новоселов В.И., Амелина С.Е., Кравченко И.Н., Новоселов С.В., Янин В.А., Садовников В.Б., Фесенко Е.Е. Роль пероксиредоксина в нтиоксидантной системе легких. Доклады АН. 2000 Jul-Dec;373-375:64-66.

26. Новоселов В.И., Пешенко И.В., Новоселов С.В., Камзалов С.С., Быстрова М.Ф., Евдокимов В.А., Николаев Ю.В., Фесенко Е.Е.

Протекторная активность 28 кДа 1-цис пероксиредоксина определяется его пероксидазной активностью. Биофизика. 1999. 44(3):568-570.

27. Merkulova MI, Andreeva SG, Shuvaeva TM, Novoselov SV, Peshenko IV, Bystrova MF, Novoselov VI, Fesenko EE, Lipkin VM. A novel 45 kDa secretory protein from rat olfactory epithelium: primary structure and localisation. FEBS Lett. 1999;450(1-2):126-130.

28. Андреева С.Г., Меркулова М.И., Шуваева Т.М., Новоселов В.И., Пешенко И.В., Новоселов С.В., Фесенко Е.Е., Липкин В.М. Структурные исследования секреторного 28 кДа из обонятельного эпителия крысы. Биоорганическая химия. 1998;24(11):816-821.

29. Новоселов В.И., Пешенко И.В., Евдокимов В.А., Камзалов С.С., Новоселов С.В., Николаев Ю.В., Быстрова М.Ф., Фесенко Е.Е. Свойства каталитического центра секреторного 28 кДа белка из обонятельного эпителия крысы. Биофизика. 1998;43(4):610-616.

30. Gladyshev VN and Novoselov SV Compositions and Methods for the Expression of Selenoprotein in Eukaryotic Cells. Заявка в патентное бюро США - U.S. Provisional Patent Application Serial No. 6 1/125,822 от 29 апреля 2008

31. Carlson BA, Xu XM, Shrimarli R, Sengupta A, Yoo MH, Zhong N, Hatfield DL, Irons R, Davis CD, Lee BJ, Novoselov SV, Gladyshev VN. Mouse models for assessing the role of selenium in health and development. В сборнике: Selenium: Its Molecular Biology and role in Human Health. Springer, 2006. 333-343.