Коллектив сотрудников биологического факультета МГУ и НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ разработал удобный метод для изучения действия ингибиторов поли(АДФ-рибозо)полимеразы (PARP), основанный на электрофорезе в полиакриламидном геле. PARP – ключевой белок репарации ДНК, а его ингибиторы интересны как инновационные противоопухолевые препараты. Некоторые из них одобрены для лечения рака молочной железы и яичников, например олапариб (торговое название Lynparza). Предложенный метод позволяет изучить механизм действия клинических ингибиторов олапариба, талазопариба и велипариба, а также новых, разрабатываемых в МГУ, ингибиторов PARP. Работа выполнена в рамках НОШ МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» и опубликована в журнале «Вестник Московского университета».
Вид молекулы PARP в комплексе с ДНК. Вокруг — отдельными молекулами ингибитора.
Ингибиторы PARP могут функционировать по-разному: например, препятствовать присоединению PARP к поврежденной ДНК и/или подавлять синтез сигнального полимера в активном центре PARP, который важен для притяжения других белков репарации к месту повреждения. При разработке лекарственного средства важно четко понимать молекулярные механизмы действия. В МГУ разрабатываются ингибиторы PARP на основе 7-метилгуанина. Для рационального их проектирования необходимы сведения об участке связывания на поверхности белка или ДНК, и предложенный метод помогает решать подобные задачи.
Метод электрофореза в полиакриламидном геле позволяет изучить воздействие ингибиторов на ДНК-связывающую и каталитическую активность белков PARP1 и PARP2, а также выявить участок связывания ингибитора. Ангелина Лобанова.
Доцент кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ утверждает: метод прост, надежен и воспроизводим практически в каждой биохимической лаборатории. Наталия Малюченко.
Для активации PARP применяется короткая двуцепочечная ДНК, имитирующая повреждение естественной ДНК. Анализируется электрофоретическая подвижность ДНК и её комплексов с PARP. При взаимодействии PARP с ДНК образуются комплексы, проявляющиеся в виде дополнительных полос. Добавление субстрата (НАД+) приводит к синтезу PARP отрицательно заряженного полимера, вызывающего электростатическое отталкивание от ДНК и распадение комплексов PARP–ДНК (исчезновение полос). При добавлении ингибитора исследуется эффект на образование/исчезновение дополнительных полос. По результатам делается вывод о влиянии на связывание PARP с ДНК и каталитическую активность PARP.
Благодаря исследованиям удалось описать действие известных ингибиторов PARP: олапариба, талазопариба и велипариба, применяемых в лечении. Установлено, что велипариб способен блокировать образование комплекса PARP с ДНК. Также были проверены новые ингибиторы PARP на основе 7-метилгуанина, разработанные в МГУ.
Группа разрабатывает российский противоопухолевый препарат, основанный на ингибиторах PARP. предложенный способ позволяет быстро оценить ингибирующий потенциал и выбрать самые перспективные молекулы из синтезированных соединений. Дмитрий НиловДоктор наук, руководитель отдела НИИ физико-химической биологии МГУ им. А.Н. Белозерского.
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ