научная статья по теме ОКТАРФИН – НЕОПИОИДНЫЙ ПЕПТИД ОПИОИДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Химия

Текст научной статьи на тему «ОКТАРФИН – НЕОПИОИДНЫЙ ПЕПТИД ОПИОИДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ»

Ш БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2015, том 41, № 5, с. 524-530

МИНИ-ОБЗОР =

УДК 577.112.6:577.171.6+612.014

ОКТАРФИН - НЕОПИОИДНЫЙ ПЕПТИД ОПИОИДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

© 2015 г. Е. В. НаволоцкаЯ

Филиал Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова, 142290, Московская обл., г. Пущино, просп. Науки, 6 Поступила в редакцию 16.12.2014 г. Принята к печати 07.04.2015 г.

Проанализированы и систематизированы данные о свойствах и механизме действия пептида октарфина (TPLVTLFK, фрагмент 12—19 Р-эндорфина) — селективного агониста неопиоидного (не чувствительного к опиоидному антагонисту налоксону) рецептора Р-эндорфина, обнаруженного на клетках иммунной (перитонеальные макрофаги, T- и B-лимфоциты селезенки и крови), эндокринной (кора надпочечников, гипофиз), сердечно-сосудистой (кардиомиоциты) систем. Связываясь с рецептором, октарфин увеличивает индуцированную митогеном пролиферацию T- и B-лимфоцитов человека и мыши in vitro, активирует перитонеальные макрофаги мыши in vitro и in vivo, стимулирует рост человеческих T-лим-фобластных клеточных линий Jurkat и MT-4, ингибирует активность аденилатциклазы мембран коры надпочечников крысы и подавляет секрецию глюкокортикоидов из надпочечников в кровь. В диапазоне концентраций 1—1000 нМ пептид увеличивает активность индуцибельной NO-синтазы (iNOS), а также содержание NO и cGMP в активированных липополисахаридом перитонеальных макрофагах мыши. Учитывая, что NO действует как первичный активатор растворимой гуанилатциклазы (sGC), можно предположить, что активирующий эффект октарфина на макрофаги реализуется следующим путем: увеличение экспрессии iNOS ^ возрастание продукции NO ^ увеличение активности sGC ^ возрастание внутриклеточного уровня cGMP.

Ключевые слова: пептиды, рецепторы, ß-эндорфин. DOI: 10.7868/S0132342315050097

ВВЕДЕНИЕ

Р-Эндорфин, эндогенный пептид, состоящий из 31 а.о., образуется главным образом в передней доле гипофиза в результате ферментативного расщепления неактивной молекулы-предшественника проопиомеланокортина [1]. Установлено, что Р-эндорфни связывается как с опиоидными (ц и 8) [2], так и с неопиоидными (не чувствительными к опиоидному антагонисту налоксону) рецепторами [3]. Пептид октарфин соответствует фрагменту 12—19 Р-эндорфина (ТРЬУТЬБК, рис. 1), обеспечивающему связывание с неопиоидным рецептором [4, 5].

Синтезу и исследованию октарфина предшествовал ряд поначалу никак не связанных между собой событий. В 1979 г. Хейзум и соавт. [3] пока-

Сокращения: ACTH — кортикотропин, cAMP — циклический 3',5'-аденозинмонофосфат, cGMP — циклический 3',5'-гуано-зинмонофосфат, CRH — кортикотропин-рилизинг-гормон, iNOS — индуцибельная NO-синтаза, LPS — липополисахарид, nNOS — нейрональная NO-синтаза, POMC — проопиомела-нокортин, sGC — растворимая гуанилатциклаза, ЭИМ — экспериментальный инфаркт миокарда.

#Автор для переписки (тел.: +7 (4967) 73-66-68; факс: +7 (4967) 33-05-27; e-mail: navolotskaya@bibch.ru).

зали, что трансформированные лимфоциты человека экспрессируют рецептор Р-эндорфина неизвестного ранее типа, который не связывает маркер опиоидных рецепторов налоксон. Авторы назвали его "неопиоидным". Через год Джулиард и соавт. [8] обнаружили в составе тяжелой цепи 1§С человека Р-эндорфинподобную последовательность (фрагмент 364—377 Сн3-домена тяжелой цепи), а Хоук и соавт. [9] синтезировали пептид SLTCLVKGFYPSDI, соответствующий этой последовательности, и показали, что он конкурирует с 1251-меченным Р-эндорфином за связывание с мембранами, выделенными из головного мозга крысы. И только в 1996 г., когда был синте-

Р-Эндорфин

Иммунорфин

Рис. 1. Сравнение аминокислотных последовательностей Р-эндорфина человека [6] и иммунорфина (фрагмента 364—373 тяжелой цепи IgG(1—4) человека) [7]. Совпадающие аминокислотные остатки выделены курсивом, последовательность октарфина подчеркнута.

1 10 20 30

YGGFMTSEKÄQTPLT TLiTvNAnKNAYKKGE

1 10 SLTCLVK&FY

3

Характеристики связывания [3Н]октарфина с различными клетками и тканями

Исследуемый материал Kd, нМ (±стандартное отклонение) Плотность рецепторов Ссылка

Перитонеальные макрофаги мыши 2.3 ± 0.2 43600±3900* [21]

Т-лимфоциты крови человека 3.0 ± 0.2 (494 ± 39) х 103* [23, 24]

В-лимфоциты крови человека 3.2 ± 0.3 (572 ± 51) х 103* [23, 24]

Мембраны коры надпочечников крысы 35.6 ± 2.5 41.0 ± 3.6** [25, 26]

Мембраны гипофиза крысы 5.9 ± 0.4 12.0 ± 0.9** [26]

Синаптические мембраны коры боль- 2.6 ± 0.2 0.12 ± 0.03** [27]

ших полушарий головного мозга крысы

Мембраны миокарда крысы 1.8 ± 0.2 0.28 ± 0.05** [28, 29]

* Количество мест специфического связывания меченого пептида в расчете на 1 клетку ± стандартное отклонение. ** Количество связавшегося меченого пептида в пмоль на 1 мг белка ± стандартное отклонение.

зирован декапептид иммунорфин SLTCLVKGFY, соответствующий последовательности 364—373 тяжелой цепи IgG(1—4) человека (рис. 1) [7], и установлено, что он является селективным агони-стом неопиоидного рецептора Р-эндорфина, связь между всеми этими фактами стала очевидной. Оказалось, что меченный йодом-125 или тритием иммунорфин способен с высоким сродством связываться с T-лимфоцитами человека [10—13], перитонеальными макрофагами мыши [14, 15], си-наптическими мембранами головного мозга крысы [16], а также с клетками человеческой T-лимфоб-ластной линии Jurkat [17], причем его связывание во всех случаях было нечувствительно к налоксо-ну. Проследите далее за ссылками

Детальная характеристика специфичности связывания показала, что только немеченый Р-эндор-фин способен вытеснять меченый иммунорфин из комплекса с рецептором, протестированные параллельно а-эндорфин, у-эндорфин, [Ме^]эн-кефалин, ^еи5]энкефалин и целый ряд пептидных гормонов были неактивны. На основании этих данных был сделан вывод о том, что выявленные рецепторы, являются общими для имму-норфина и Р-эндорфина и характеризуются отсутствием чувствительности к налоксону, т.е. являются неопиоидными. Изучение с помощью [3Н]иммунорфина распределения неопиоидного рецептора Р-эндорфина в организме крысы показало, что он имеется на клетках иммунной (макрофаги и лимфоциты), нервной (синаптические мембраны головного мозга), эндокринной (мембраны коры надпочечников) и сердечно-сосудистой (мембраны миокарда) систем [17]. Дальнейшие исследования показали, что, связываясь с неопиоидным рецептором Р-эндорфина, имму-норфин увеличивает индуцированную митогеном пролиферацию T-лимфоцитов человека in vitro [6—9], активирует перитонеальные макрофаги мыши in vitro и in vivo [13, 15], стимулирует рост чело-

веческих T-лимфобластных клеточных линий Jurkat и MT-4 [16, 18], ингибирует активность адени-латциклазы мембран коры надпочечников крысы и подавляет секрецию глюкокортикоидов из надпочечников в кровь [19].

Несколько лет назад удалось определить участок молекулы ß-эндорфина, ответственный за связывание с неопиоидным рецептором: им оказался фрагмент 12-19 (TPLVTLFK). Синтетический пептид, соответствующий этой последовательности, получил название "октарфин" [4, 5].

В обзоре проанализированы и систематизированы данные о свойствах и механизме действия октарфина.

ДЕЙСТВИЕ ОКТАРФИНА НА КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Установлено, что меченный тритием октарфин ([3Н]октарфин) с высоким сродством (Kd, 2.3 нМ) и специфичностью связывается с неопиоидным рецептором ß-эндорфина на перитонеальных макрофагах мыши [21, 22] (таблица). Специфическое связывание [3Н]октарфина с макрофагами ин-гибировали немеченые ß-эндорфин и иммунорфин (K 2.7 и 2.4 нМ, соответственно) и не ингибировали немеченые налоксон, а-эндорфин, у-эндорфин, ^еи5]энкефалин и [Ме^]энкефалин (K¡ > 10 мкМ). Связывание октарфина с рецептором приводило к возрастанию активности перитонеальных макрофагов мыши in vitro и in vivo: при концентрации 1-10 нМ пептид стимулировал их адгезию и распластывание, а также способность переваривать бактерии вирулентного штамма Salmonella typh-imurium 415 in vitro; внутрибрюшинное введение октарфина (20 мкг/животное за 7, 3 и 1 сут до выделения клеток) приводило к возрастанию активности перитонеальных макрофагов, а также T- и В-лимфоцитов селезенки [21, 22].

Изучено связывание [3Н]октарфина с T- и B-лимфоцитами, выделенными из донорской крови. Показало, что как на T-, так и на B-клетках имеется высокоаффинные рецепторы к пептиду одного типа с Kd 3.0 и 3.2 нМ соответственно (таблица) [23, 24]. В обоих случаях специфическое связывание [3Н]октарфина конкурентно ингибировал немеченый ß-эндорфин (Ki 1.9 и 2.2 нМ соответственно) и не ингибировали немеченые налоксон, [Ме^]энкефалин, [Ьеи5]энкефалин, а-эндорфин и у-эндорфин. Связывание октарфина с T- и B-лимфоцитами приводило к значительному увеличению пролиферативного ответа этих клеток: в диапазоне концентраций 0.01—10 нМ пептид стимулировал индуцированную митогеном бласт-транс-формацию T- и B-клеток in vitro [24]. Эти результаты показывают, что на T- и B-лимфоцитах периферической крови человека имеется высокоаффинный не-опиоидный рецептор ß-эндорфина, связывание с которым обеспечивает фрагмент гормона 12—19 (последовательность октарфина).

Получены первые данные о молекулярном механизме действия октарфина. Показано, что в диапазоне концентраций 1—1000 нМ пептид увеличивает активность NO-синтазы, а также содержание NO и cGMP в активированных липополисахаридом (LPS) перитонеальных макрофагах мыши. Активность октарфина зависела от дозы и была максимальной при концентрации 100 нМ [30].

Оксид азота (NO, самая маленькая из известных сигнальных молекул, образуется под действием NO-синтазы (NOS; КФ 1.14.13.39) [31] и играет ключевую роль в обеспечении противо-микробной и противоопухолевой активности макрофагов [31—35]). В настоящее время описаны три ее формы: нейрональная (nNOS, NOS I), индуцибельная (iNOS, NOS II) и эндотелиальная (eNOS, NOS III); все NOS используют Z-аргинин в качестве субстрата и молекулярный кислород и восстановленный NADPH в качестве косубстратов [36]. За образование NO в макрофагах ответственна iNOS [37]. Показано, что ее экспрессия не зависит от типа патогена [38, 39] и возрастает под действием провоспа

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Химия»