Получена структура уникального гибридного белка, защищающего от радиации и свободных радикалов

В рамках научного сотрудничества был проделан путь от конструирования гибридного белка, изучения его структуры и свойств до испытаний на животных, доказавших высокую эффективность PSH для защиты от радиации и свободных радикалов. Результаты данного исследования опубликованы в журнале Biochemical Engineering Journal.

Новый гибридный белок PSH объединяет в себе два антиоксиданта натурального происхождения – человеческий пероксиредоксин и бактериальную супероксиддисмутазу. Эта молекула является мощным средством для борьбы со свободными радикалами разного типа, возникающими при окислительном стрессе. В перспективе PSH может применяться для лечения радиационных поражений, резаных и ожоговых ран, а также при трансплантации органов. Новый белок был сконструирован с помощью генно-инженерных технологий в Пущинском институте биофизики клетки. Для объяснения его уникальных радиопротекторных свойств специалисты НИЦ "Курчатовский институт" провели структурные исследования на специализированном источнике синхротронного излучения "КИСИ-Курчатов".

"Поскольку белок PSH является потенциальным фармакологическим средством, важно было определить его структуру в естественных физиологических условиях. Осуществить такое исследование удалось на синхротронной станции БиоМУР, предназначенной для работы с биологическими объектами", - рассказал сотрудник отдела структурной биологии Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Пётр Конарев. Ученый пояснил, что полученные данные позволили уточнить взаимное расположение активных центров индивидуальных белков, входящих в состав PSH.

"Мы удостоверились, что активные центры с одной стороны не мешают работе друг друга, а с другой - находятся в одной связке, что позволяет им эффективно воздействовать на вредоносные молекулы", - пояснила начальник отдела структурной биологии Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Валерия Самыгина. Она отметила, что по сравнению с другими известными ферментами-антиоксидантами спектр действия PSH шире. “Теперь, зная структуру, мы можем предложить биологам варианты ее модификации для еще большего усиления радиопротекторных свойств”, - добавила Валерия Самыгина.

По данным доклинических исследований, новый белок PSH может защитить животных даже от летальных доз радиации, в отличие от большинства радиопротекторов химической природы, обладающих значительно меньшей эффективностью. В рамках дальнейшего научного сотрудничества на основе полученной структуры ученые планируют создать новые, более совершенные версии белка PHS. Они могут стать потенциальными лекарственными средствами защиты не только от радиации, но и использоваться при лечении легочных и сердечно-сосудистых заболеваний.

В работе приняли участие специалисты НИЦ "Курчатовский институт", Пущинского института биофизики клетки, Института общей физики РАН и Московского областного научно-исследовательского института.