Роль убиквитина и белков теплового шока 27 и 70 в окислительной модификации протеинов и реализации дексаметазон-индуцированного апоптоза опухолевых клеток

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Экспериментальные исследования молекулярного управления редокс-статусом опухолевой клетки, влияющим на реализацию апоптоза, актуальны для изучения патогенеза опухолевого роста.

Цель. Изучение молекулярных механизмов участия убиквитина и белков теплового шока 27 и 70 в окислительной модификации протеинов, аминокислот и реализации дексаметазон-индуцированного апоптоза опухолевых клеток линии Jurkat в условиях снижения антиоксидантной защиты путём блокирования синтеза восстановленного глутатиона.

Материал и методы исследования. Изучен эффект воздействия ингибитора синтеза глутатиона de novo бутионинсульфоксимина в конечной концентрации 1 мМ и/или индуктора апоптоза дексаметазона в конечной концентрации 10 мкМ на содержание гидроксильного радикала, белково-связанного глутатиона, карбонильных производных белков, окисленного триптофана и битирозина, убиквитина, белков теплового шока 27 и 70, количество аннексин V-положительных клеток и активность каспазы-3 в опухолевых клетках линии Jurkat. Используя критерий Шапиро–Уилка, оценивали нормальность распределения показателей. Проверку статистических гипотез о различии между исследуемыми группами проводили непараметрическим критерием Манна–Уитни с поправкой Бонферрони, корреляционный анализ — методом Спирмена при уровне значимости р <0,05.

Результаты. В опухолевых клетках линии Jurkat воздействие бутионинсульфоксимина и дексаметазона сопровождалось статистически значимым снижением содержания убиквитина на 24% (р=0,004), белково-связанного глутатиона на 93% (р=0,003), окисленного триптофана на 57% (р=0,003), белка теплового шока 70 на 56% (р=0,004), а также увеличением концентрации карбонильных производных белков на 53% (р=0,004), белка теплового шока 27 на 104% (р=0,004), сопряжённым с возрастанием количества аннексин-положительных клеток на 1296% (р=0,006) и активности каспазы-3 на 258% относительно показателей в интактных клетках. Доказаны взаимосвязи увеличения количества аннексин-положительных клеток и активности каспазы-3 с изменением содержания белково-связанного глутатиона, карбонилированных белков, окисленного триптофана, убиквитина и белков теплового шока 27 и 70 в опухолевых клетках при одновременном воздействии и бутионинсульфоксимина, и дексаметазона.

Вывод. Блокирование синтеза глутатиона de novo и стимулирование апоптоза вызывает активацию обратимой и необратимой окислительной модификации белков и аминокислот на фоне усиления окислительного стресса в опухолевых клетках линии Jurkat.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ольга Леонидовна Носарева

Сибирский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: olnosareva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7441-5554

докт. мед. наук, проф., каф. биохимии и молекулярной биологии с курсом клинической лабораторной диагностики

Россия, г. Томск, Россия

Елена Алексеевна Степовая

Сибирский государственный медицинский университет

Email: muir@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9339-6304

докт. мед. наук, проф., каф. биохимии и молекулярной биологии с курсом клинической лабораторной диагностики

Россия, г. Томск, Россия

Лариса Сергеевна Литвинова

Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта

Email: larisalitvinova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5231-6910

докт. мед. наук, директор, Центр иммунологии и клеточных биотехнологий; проф., каф. фундаментальной медицины образовательно-научного кластера «Институт медицины и наук о жизни» (МЕДБИО)

Россия, г. Калининград, Россия

Кристина Алексеевна Юрова

Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта

Email: larisalitvinova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6146-3330

канд. мед. наук, старший научный сотрудник, Центр иммунологии и клеточных биотехнологий образовательно-научного кластера «Институт медицины и наук о жизни» (МЕДБИО)

Россия, г. Калининград, Россия

Список литературы

  1. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З., Бондарь И.А., Труфакин В.А. Окислительный стресс. Патологические состояния и заболевания. Новосибирск: Сибирское университетское издательство; 2017. 284 с.
  2. Tuli HS, Kaur J, Vashishth K, Sak K, Sharma U, Choudhary R, Behl T, Singh T, Sharma S, Saini AK, Dhama K, Varol M, Sethi G. Molecular mechanisms behind ROS regulation in cancer: A balancing act between augmented tumorigenesis and cell apoptosis. Arch Toxicol. 2023;97(1):103–120. doi: 10.1007/s00204-022-03421-z.
  3. Kalinina EV, Chernov NN, Novichkova MD. Role of glutathione, glutathione transferase, and glutaredoxin in regulation of redox-dependent processes. Bioche-mistry (Mosc). 2014;79(13):1562–1583. doi: 10.1134/S0006297914130082.
  4. Kennedy L, Sandhu JK, Harper ME, Cuperlovic-Culf M. Role of glutathione in cancer: From mechanisms to therapies. Biomolecules. 2020;10(10):1429. doi: 10.3390/biom10101429.
  5. Niu B, Liao K, Zhou Y, Wen T, Quan G, Pan X, Wu C. Application of glutathione depletion in cancer therapy: Enhanced ROS-based therapy, ferroptosis, and chemotherapy. Biomaterials. 2021;277:121110. doi: 10.1016/j.biomaterials.2021.121110.
  6. Diaz de Barboza G, Guizzardi S, Moine L, Tolosa de Talamoni N. Oxidative stress, antioxidants and intestinal calcium absorption. World J Gastroenterol. 2017;23(16):2841–2853. doi: 10.3748/wjg.v23.i16.2841.
  7. Laragione T, Bonetto V, Casoni F, Massignan T, Bianchi G, Gianazza E, Ghezzi P. Redox regulation of surface protein thiols: identification of integrin-4 as a molecular target by using redox proteomics. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100(25):14737–14741. doi: 10.1073/pnas.2434516100.
  8. Носарева О.Л., Степовая Е.А., Рязанцева Н.В., Шахристова Е.В., Егорова М.Ю., Новицкий В.В. Участие системы глутатиона в окислительной модификации белков и дисрегуляции апоптоза опухолевых клеток линии Jurkat. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017;164(8):228–231. doi: 10.1007/s10517-017-3957-x.
  9. Носарева О.Л., Степовая Е.А., Шахристова Е.В., Алексеева О.Н., Кузьменко Д.И., Садыкова А.А., Новицкий В.В. Роль редокс-статуса и окислительной модификации белков в реализации апоптоза лимфоцитов крови человека в норме и при экспериментальном окислительном стрессе. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2019;105(3):327–338. doi: 10.1134/S0869813919030063.
  10. Alberti G, Vergilio G, Paladino L, Barone R, Cappello F, Conway de Macario E, Macario AJL, Bucchieri F, Rappa F. The chaperone system in breast cancer: Roles and therapeutic prospects of the molecular chaperones Hsp27, Hsp60, Hsp70, and Hsp90. Int J Mol Sci. 2022;23(14):7792. doi: 10.3390/ijms23147792.
  11. Dilek O. Current probes for imaging carbonylation in cellular systems and their relevance to progression of diseases. Technol Cancer Res Treat. 2022;21:15330338221137303. doi: 10.1177/15330338221137303.
  12. Javid H, Hashemian P, Yazdani S, Sharbaf Mashhad A, Karimi-Shahri M. The role of heat shock proteins in metastatic colorectal cancer: A review. J Cell Biochem. 2022;123(11):1704–1735. doi: 10.1002/jcb.30326.
  13. Wang H, Yang L, Liu M, Luo J. Protein post-translational modifications in the regulation of cancer hallmarks. Cancer Gene Ther. 2023;30(4):529–547. doi: 10.1038/s41417-022-00464-3.
  14. Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты. СПб.: Медицинская пресса; 2006. 400 с.
  15. Çetin G, Klafack S, Studencka-Turski M, Krüger E, Ebstein F. The ubiquitin-proteasome system in immune cells. Biomolecules. 2021;11(1):60. doi: 10.3390/biom11010060.
  16. Komander D, Rape M. The ubiquitin code. Annu Rev Biochem. 2012;81:203–229. doi: 10.1146/annurev-biochem-060310-170328.
  17. Носарева О.Л., Степовая Е.А., Рязанцева Н.В., Шахристова Е.В., Орлов Д.С., Новицкий В.В. Убиквитин и регуляция апоптоза опухолевых клеток линии Jurkat. Бюллетень сибирской медицины. 2018;17(3):96–104. doi: 10.20538/1682-0363-2018-3-96-104.
  18. Hawkins CL, Davies MJ. Detection, identification, and quantification of oxidative protein modifications. J Biol Chem. 2019;294(51):19683–19708. doi: 10.1074/jbc.REV119.006217.
  19. Kehm R, Baldensperger T, Raupbach J, Höhn A. Protein oxidation — formation mechanisms, detection and relevance as biomarkers in human diseases. Redox Biol. 2021;42:101901. doi: 10.1016/j.redox.2021.101901.
  20. Shashova EE, Kolegova ES, Zav'yalov AA, Slonimskaya EM, Kondakova IV. Changes in the activity of proteasomes and calpains in metastases of human lung cancer and breast cancer. Bull Exp Biol Med. 2017;163(4):486–489. doi: 10.1007/s10517-017-3834-7.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Показатели окислительной модификации белков при дексаметазон-индуцированном апоптозе и влиянии бутионинсульфоксимина в опухолевых клетках линии Jurkat, Ме (Q1–Q3). По оси Х указаны условия культивирования клеток линии Jurkat, по оси Y — единицы измерения полученных результатов. DEX — дексаметазон; BSO — бутионинсульфоксимин; белок-SH — белок, содержащий свободные SH-группы; белок-SSG — белково-связанный глутатион; КПБ — карбонильные производные белков; *p <0,01 по сравнению с группой Jurkat интактные; #p <0,01 по сравнению с группой Jurkat+DEX; ♦по сравнению с группой Jurkat+BSO

Скачать (22KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Содержание белков теплового шока (БТШ) 27, 70 и убиквитина при дексаметазон-индуцированном апоптозе и влиянии бутионинсульфоксимина в опухолевых клетках линии Jurkat, Ме (Q1–Q3). По оси Х указаны условия культивирования клеток линии Jurkat; по оси Y — единицы измерения полученных результатов. DEX — дексаметазон; BSO — бутионинсульфоксимин; *p <0,01 по сравнению с группой Jurkat интактные; #p <0,01 по сравнению с группой Jurkat+DEX; ♦по сравнению с группой Jurkat+BSO

Скачать (22KB)
Метаданные

© 2024 Эко-Вектор


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 75008 от 01.02.2019.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах