Антипролиферативное действие карнозина и его производных на опухолевые клетки нейрального происхождения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Рыбакова, Юлия Сергеевна

• Рыбакова, Юлия Сергеевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Рыбакова, Юлия Сергеевна

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

РАЗДЕЛ 1.1. Редокс-статус клетки определяется соотношением внутриклеточных про- и антиоксидантов

1.1.1. Активные формы кислорода и их значение в жизни клетки

1.1.2. Основные представители антиоксидантной системы клетки и их роль в поддержании редокс-статуса

РАЗДЕЛ 1.2. Редокс-регуляция клеточной пролиферации

1.2.1. Клеточный цикл и его регуляция

1.2.2. Редокс-регуляция клеточного цикла

РАЗДЕЛ 1.3. Современное состояние знаний о противоопухолевом эффекте короткоцепочечных пептидов

1.3.1. Карнозин и его производные. Общая характеристика

1.3.2. Антиоксидантные свойства карнозина и его производных

1.3.3. Эффект карнозина и его производных на пролиферацию нормальных и опухолевых клеток

1.3.4. Пинеалон. Общая характеристика и свойства

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Культуры клеток

2.2. Исследуемые соединения

2.3. Исследование клеточной пролиферации

2.3.1. Время удвоения популяции

2.3.2. Эффективность посева и выживаемость клеток

2.4. Проточная цитометрия

2.4.1. Измерение уровня АФК

2.4.2. Определение доли мертвых клеток

2.4.3. Анализ клеточного цикла

2.4.4. Двухпараметрический анализ клеточного цикла

2

2.4.2. Определение доли мертвых клеток

2.4.3. Анализ клеточного цикла

2.4.4. Двухпараметрический анализ клеточного цикла

2.5. Иммуноблоттинг

2.6. Определение активности МпСОД

2.7. Определение активности каталазы

2.8. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) в реальном времени

2.9. Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

РАЗДЕЛ 3.1. Изучение характера действия карнозина и его производных на опухолевые клетки

3.1.1. Карнозин снижает количество клеток PC-12 в культуре

3.1.2. Карнозин снижает уровень АФК в клетках культуры PC-12

3.1.3. Карнозин и его производные индуцируют накопление клеток PC-12 в S и G2/M фазах клеточного цикла

3.1.4. Изучение воздействия синтетического трипептида пинеалона на клеточный цикл

РАЗДЕЛ 3.2. Изучение механизма регуляции клеточного цикла под действием карнозина

3.2.1. Карнозин избирательно ингибирует пролиферацию клеток глиобластомы

3.2.2. Карнозин снижает уровень АФК и индуцирует экспрессию МпСОД

3.2.3. Карнозин индуцирует вг блок и усиливает экспрессию циклина В1

РАЗДЕЛ 3.3. Сравнение антипролиферативного эффекта карнозина с

действием его производных

РАЗДЕЛ 3.4. Возможности применения карнозина в радиотерапии

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Антипролиферативное действие карнозина и его производных на опухолевые клетки нейрального происхождения»

ВВЕДЕНИЕ

Карнозин представляет собой природный дипептид, состоящий из двух аминокислот - Р-аланина и L-гистидина. В организме человека карнозин представлен во многих тканях (мышцы, мозг, печень, ткани глаза, желудок, почки, легочная ткань) достигая наивысшей концентрации в скелетных мышцах 20 мМ) и в обонятельных луковицах головного мозга (-2.5 мМ) [1, 2]. Карнозин синтезируется с помощью фермента карнозин-синтетазы, которая катализирует образование пептидной связи между (3-аланином и L-гистидином используя энергию АФТ и ионы Mg2+ с использованием энергии АТФ [3-7]. Разрушение карнозина на составляющие его аминокислоты осуществляется главным образом сывороточной карнозиназой (CN1) [8, 9].

Карнозин демонстрирует многообразие функций, приведем некоторые из них. Во время интенсивной мышечной работы карнозин выполняет функцию протонного буфера, связывающего избыток протонов, образующихся вместе с молочной кислотой, и препятствующего развитию ацидоза [10]. Карнозин также способен образовывать комплексы с металлами переменной валентности (Cu2+, Zn2+, Fe2+ и др.) [11-13]. Антиоксидантные свойства карнозина заключаются в его способности образовывать комплексы с двумя высоко реакционноспособными окислителями - гидроксильным радикалом и супероксидным анионом, снижая их реактивность и предотвращая дальнейшее распространение окислительного повреждения [14-17]. Кроме того, в нескольких независимых исследованиях было продемонстрировано эффективное подавление накопления продуктов перекисного окисления липидов (малоновый диальдегид, пероксильные радикалы, ненасыщенные альдегиды, 4-гидроксиноненаль) в присутствии карнозина, что снижало уровень окислительного повреждения макромолекул, способствуя сохранению их структуры и функций [15, 18, 19].

Антипролиферативный эффект карнозина на опухолевые клетки был впервые описан Nagai и Suda в 1986 году [20]. В их работе подкожные

5

инъекции карнозина мышам линии ddY, с предварительно вживленными клетками саркомы, способствовали снижению интенсивности пролиферации опухолевых клеток и увеличению выживаемости животных. Позже в независимом исследовании Renner et al. на мышах с ксенографтами HER2/neu NIH3T3 фибробластов показали, что ежедневные внутрибрюшинные инъекции карнозина существенно подавляют пролиферацию злокачественных клеток и опухолевый рост [21]. Holliday и McFarland продемонстрировали избирательность действия карнозина на опухолевые клетки. Добавление карнозина к смеси клеток карциномы (HeLa) и нормальных человеческих фибробластов (MRC-5) приводило к выборочному уничтожению HeLa клеток и удлиняло продолжительность жизни фибробластов [22, 23]. Обработка карнозином нормальных эмбриональных стволовых клеток и злокачественных клеток эмбриональной терато-карциномы также приводило к избирательной гибели последних. Полученные данные указывали на то, что ни степень дифференцировки, ни скорость пролиферации клеток не являются определяющими факторами избирательного действия карнозина на опухолевые клетки. Несмотря на наличие большого количества экспериментальных данных об антипролиферативном действии карнозина на опухолевые клетки, механизм противоопухолевого эффекта остается не выясненным.

На сегодняшний день в литературе накоплено множество данных о том, что интенсивность пролиферации зависит от соотношения про- и антиоксидантов внутри клетки [24, 25]. Показано, что быстро пролиферирующие клетки характеризуются более высоким содержанием прооксидантов и пониженной активностью антиоксидантной системы по сравнению с клетками, делящимися медленно или находящимися в состоянии покоя [26, 27]. Было показано, что уровень прооксидантов в опухолевых клетках часто превышает прооксидантный уровень в нормальных клетках того же типа, что возможно является причиной их

чрезмерной пролиферации [28, 29]. Добавление небольших концентраций прооксиданта пероксида водорода усиливало пролиферацию клеток [28], а повышение экспрессии антиоксидантного фермента МпСОД, наоборот, приводила к замедлению пролиферации [30]. Поскольку карнозин демонстрирует эффективные антиоксидантные свойства, мы предположили, что ингибирование пролиферации опухолевых клеток происходит в результате снижения уровня внутриклеточных прооксидантов под действием карнозина.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБУ «НЦН» РАМН в рамках темы №146 «Исследование в условиях in vitro и in vivo проблем эффективности безопасности наноструктурных комплексов, обладающих нейропротекторным действием».

Цель исследования. Изучение механизма антипролиферативного действия карнозина и его производных на опухолевые клетки нейрального происхождения.

Задачи исследования:

1. Изучить характер воздействия карнозина на пролиферацию культур опухолевых клеток феохромоцитомы крысы (PC-12), карциномы горла и рта (FaDu, Са127) и молочной железы (МВ231) человека, глиобластомы человека (U-118-MG);

2. Выявить, сопровождаются ли индуцируемые карнозином изменения пролиферации опухолевых клеток колебаниями внутриклеточного уровня АФК и антиоксидантных ферментов;

3. Выяснить, являются ли индуцируемые карнозином изменения пролиферации опухолевых клеток результатом модификации прогрессии клеточного цикла;

4. Сравнить антипролиферативные свойства карнозина с действием его производных, а также синтетического трипептида пинеалона;

5. Оценить эффект совместного применения карнозина и ионизирующего излучения на гибель опухолевых клеток.

Научная новизна. Настоящая работа представляет собой оригинальное экспериментальное исследование, в котором было впервые показано избирательное подавление пролиферации клеток глиобластомы под действием карнозина. Установлено, что замедление пролиферации глиобластомы сопровождается накоплением клеток в вг фазе клеточного цикла и активацией экспрессии циклина В1. Продемонстрировано, что параллельно с изменениями в прогрессии клеточного цикла происходит повышение активности МпСОД и понижение внутриклеточного уровня АФК. Выявлено, что метилированное производное карнозина - анзерин -подавляет пролиферацию глиобластомы эффективнее, чем карнозин. Показано, что предварительная инкубация клеток с карнозином снижает выживаемость клеток глиобластомы под действием ионизирующего излучения.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты существенно расширяют представления о природе антипролиферативного действия карнозина на опухолевые клетки нейрального происхождения, что важно для понимания молекулярных механизмов действия карнозина в целом. Полученные в работе данные об эффекте совместного действия карнозина и ионизирующего излучения на выживаемость клеток глиобластомы открывают перспективу для применения карнозина в комбинированной терапии опухолей головного мозга.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Карнозин ингибирует пролиферацию опухолевых клеток нейрального происхождения, при этом наиболее выраженный эффект проявляется на клетках глиобластомы человека U-118-MG;

2. Ингибирование пролиферации клеток глиобластомы под действием карнозина сопровождается снижением уровня АФК и увеличением активности МпСОД;

3. Изменения в антиоксидантной системе клеток глиобластомы сопровождаются накоплением клеток в G2 фазе клеточного цикла и усилением экспрессии циклина В1;

4. Метилированное производное карнозина, анзерин, ингибирует пролиферацию клеток глиобластомы эффективнее, чем карнозин;

5. Предварительная инкубация клеток с карнозином снижает выживаемость клеток глиобластомы под действием ионизирующего излучения.

Протокол диссертационного исследования «Антипролиферативное действие карнозина и его производных на опухолевые клетки нейрального происхождения» было одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ «НЦН» РАМН. Протокол №12/13 от 11.12.2013.

Апробация работы. Диссертация апробирована и рекомендована к защите на совместном заседании научных сотрудников ФГБУ «Научный центр неврологии» РАМН 18 октября 2013 года.

Материалы диссертационной работы были представлены на V Stromboli Conference on Cancer and Ageing: "The Primeval Life-Generating Molecules. Therapeutic and Aging-Reversing Properties" (Стромболи, Италия, 2010) и The 4th Quadrennial Meeting of the World Federation of Neuro-Oncology held in

conjunction with the 2013 SNO Scientific Meeting and Education Day (Сан-Франциско, США, 2013)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы, из них 1 публикация в изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ и 2 работы в зарубежных рецензируемых журналах.

Личный вклад автора. Автором лично выполнено культивирование клеточных линий и исследования клеточной пролиферации, проведено измерение уровня АФК, доли мертвых клеток, а также анализ клеточного цикла, определена активность и экспрессия антиоксидантных ферментов. Выполнена последующая аналитическая обработка и обобщение полученных результатов, сформулированы выводы и подготовлены публикации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов, их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа содержит 120 стр. машинописного текста, 1 таблицу и 29 рисунков. Список литературы включает 271 источник (18 отечественных и 253 зарубежных).

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

РАЗДЕЛ 1.1. Редокс-статус клетки определяется соотношением внутриклеточных про- и антиоксидантов

1.1.1. Активные формы кислорода и их значение в жизни клетки

Наиболее распространенные и реакционноспособные прооксиданты в клетке - активные формы кислорода (АФК). АФК представляют собой продукты частичного восстановления кислорода, содержащие один или несколько неспаренных электронов, и относятся к классу свободных радикалов [31].

Главным источником АФК в клетке является дыхательная цепь митохондрий [32], где теряется порядка 2% супероксида. Помимо этого АФК образуются при работе некоторых ферментов (НАДФН-оксидаза [33], ксантиноксидаза [34], монооксигеназа, NO-синтаза [35] и др), метаболизме ксенобиотиков, активации дыхательного взрыва в лейкоцитах, под воздействием цитокинов, ионизирующего и УФ-излучения [36]. Образование АФК происходит в несколько стадий. Одноэлектронное восстановление кислорода приводит к формированию супероксидного аниона (или супероксида, 02'~), который сам по себе не является окислителем, а наоборот, по свойствам напоминает слабое основание. Поэтому при физиологическом рН супероксид присутствует частично в протонированной форме (Н02*, рКа = 4.8), которая является достаточно сильным окислителем [37]. Н02' представляет собой, по сути дела, пероксильный радикал (ROO') без радикала (R), и поэтому подобно ROO', легко инициирует перекисное окисление липидов (ПОЛ), приводя к образованию новых форм АФК: продуктов ПОЛ, пероксильных (ROO') и алкоксильных (RO') радикалов [38]. Супероксид достаточно быстро дисмутирует с образованием пероксида водорода (Н202): 02" + 2Н02' 202 + Н202, (к=9,7х107 М'Ч1) [39]. Взаимодействие между супероксидом и пероксидом водорода (реакция Фентона) приводит к образованию гидроксильного радикала (НО'): 202"' + Н202 + 2Н+ 2НО' + 2НО" + 02. Сама по себе реакция идет очень медленно (k<0.1 М"1^"1), однако значительно ускоряется в присутствии ионов переходных металлов (Fe2+, Cu2+ и др.) [40]. НО' является самым сильным окислителем в водных растворах, реагируя с огромной скоростью с любыми находящимися по близости молекулами (k ~ 109 - Ю10 M'^s"1 для соединений содержащих С, Н, О, S, N) [37]. Описанные выше превращения можно обобщить в виде четырех простых реакций:

02 + le" + (Н+) 02- (Н02')

Н02'"+1е+Н+^Н202 11

Н202 + le" + Н+ ^ Н20 + НО' НО'+ 1е" + Н+ Н20

В результате воздействия ионизирующего или УФ-излучения, некоторых химических соединений (ксенобиотики и др.), а также при старении и опухолевой трансформации происходит повышение внутриклеточного уровня АФК, что приводит к окислительному повреждению макромолекул (ДНК, белки, липиды), нарушению их структуры, функции и в итоге к гибели клетки. В то же время, на сегодняшний день накоплено множество данных о том, что в небольших количествах АФК играют важную роль в жизни клетки [41-44]. В независимых исследованиях было продемонстрировано участие АФК в регуляции пролиферативных процессов. Добавление 02'" к среде культивирования нормальных фибробластов или лимфоцитов усиливало пролиферацию клеток [45, 46]. Laurent et al. показали, что небольшие концентрации Н202 (0,02 - 0,13 мкМ) индуцируют пролиферацию нормальных мышиных фибробластов NIH ЗТЗ, а также опухолевых клеток линий СТ26 (карцинома прямой кишки мыши) и Hepa 1-6 (гепатома мыши) [28]. Сравнительный анализ образования АФК в нормальных и опухолевых клетках выявил, что уровень АФК в опухолевых клетках значительно выше по сравнению с нормальными клетками того же вида [29]. Образование АФК в нормальных клетках происходит в главным образом за счет работы НАДФН-оксидаз, в то время как основным источником АФК в опухолевых клетках являются митохондрии [28].

1.1.2. Основные представители антиоксидантной системы клетки и их роль в поддержании редокс-статуса

Концентрация внутриклеточных прооксидантов регулируется антиоксидантной системой клетки, которая включает как низкомолекулярные вещества (витамин Е, С, ß-каротин, глутатион, НАДФН,

пируват, тиоредоксин и др.), так и ферменты (супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, каталаза, тиоредоксин пероксидаза и др.). Таким образом, в норме в клетке постоянно поддерживается равновесие между скоростью образования прооксидантов и их устранением с помощью системы антиоксидантов. Это равновесие называется окислительно-восстановительным балансом или редокс-статусом [47].

Самым распространенным низкомолекулярным антиоксидантом клетки является цистеин-содержащий трипептид - глутатион (С1у-Суз-С1и, 08Н), его концентрация в цитоплазме может достигать 11 мМ [48]. Благодаря наличию чувствительной к окислению -8Н группы цистеина ОБН способен улавливать малейшие изменения редокс-статуса и реагировать на них. Соотношение восстановленной формы глутатиона (вБИ) и окисленной (вЗБИ) часто используется для оценки состояния внутриклеточного окислительно-восстановительного баланса [47,49].

Одним из основных антиоксидантных ферментов клетки является супероксиддисмутаза (СОД), катализирующая реакцию дисмутации супероксида: Ог"' + 02"' О2 + Н2О2. Несмотря на то, что дисмутация 02"' происходит быстро и сама по себе, СОД делает реакцию практически молниеносной (к=2х109 М'Ч"1) [50]. Существует три изоформы СОД: митохондриальная (МпСОД) [50], цитоплазматическая (Си2пС0Д) [51] и внеклеточная, на поверхности клеточных мембран, (ЕС(Си2п)С0Д) [52]. Поскольку митохондрии являются главным источником АФК в клетке, митохондриальная МпСОД представляется первым барьером защищающим клетку от окислительного повреждения. Несколькими независимыми лабораториями было показано, что полное ингибирование МпСОД (8оё2_/") у новорожденных мышей приводит к гибели животных в течение 1-18 дней после рождения и сопровождается дилатационной кардиомиопатией, усилением накопления липидов в печени и метаболическим ацитодозом [53, 54]. Ингибирование экспрессии других изоформ СОД, каталазы или

глутатионпероксидазы было совместимо с жизнью. Частичное ингибирование активности МпСОД (Sod2+/") приводило к нарушению функционирования митохондрий и усилению их окислительного повреждения, а также увеличению риска развития опухолей [55-57]. Окислительное повреждение митохондрий и нарушение их функции, видимо, и являются причиной усиления образования митохондриальных АФК в опухолевых клетках. Пероксид водорода, образующийся в результате дисмутации О2утилизируется в пероксисомах с помощью каталазы (Н2О2 + Н202 Н20 + 02) [58, 59] или в цитоплазме с помощью

глутатионпероксидазы (GPx) (Н202 + 2GSH 2Н20 + GSSG). Причем, GPx катализирует реакцию не только с Н2О2, но и с ROOH приводя к образованию спиртов (ROH) [60, 61].

Благодаря способности модулировать внутриклеточный уровень АФК антиоксиданты способны влиять на пролиферацию клеток. Как было отмечено выше (см. 1.1.1), в небольших количествах АФК индуцируют пролиферацию клеток. Снижение уровня Н202 за счет усиления экспрессии каталазы в эндотелиальных клетках и НЕК-2ЛЧеи-трансформированных Rat-1 фибробластах приводило к ингибированию пролиферации этих клеток [62, 63]. Понижение уровня АФК под действием синтетического антиоксиданта N-ацетил-цистеина (NAC) в клетках слизистой оболочки полости рта тажке приводило к замедлению пролиферативных процессов [64, 65].

Исследование пролиферации эмбриональных мышиных фибробластов с различным уровнем экспрессии МпСОД выявило, что пролиферация клеток содержащих МпСОД (+/+) замедляется по мере увеличения плотности популяции (контактное торможение). Частичное подавление экспрессии МпСОД приводило к тому, что МпСОД (+/-) клетки были нечувствительны к контактному торможению и продолжали пролиферировать. Рост МпСОД (-/-) фибробластов был существенно замедлен. Усиление экспрессии МпСОД в МпСОД (+/-) клетках приводило к замедлению пролиферации.

Ингибирование МпСОД в клетках экспрессирующих МпСОД (+/+), наоборот, приводило к усилению пролиферации. Интересно отметить, что обработка МпСОД (+/-) клеток с помощью Tirón, ловушки для 02"', приводила к понижению уровня 02" и замедлению пролиферации, указывая на важную роль 02~' в поддержании пролиферации. Замедление пролиферации также сопровождалось повышением концентрации Н202, продукта работы МпСОД [66]. Исследование посттрансляционных модификаций в молекуле МпСОД выявило различия в сайтах метилирования в пролиферирующих и покоящихся клетках. Уровень метилирования МпСОД в активно пролиферирующих клетках был ниже, чем в клетках, пролиферация которых была замедленна [27].

Опухолевые клетки часто характеризуются смещением редокс в более окисленное состояние, что происходит в результате усиления образования АФК и ослабления работы антиоксидантных ферментов [67-70]. В отличие от нормальных клеток, в которых уровень GSH снижался по мере увеличения количества клеток (т.н. контактное торможение), уровень GSH в опухолевых клеток был постоянно высоким [71]. Вероятно, поэтому опухолевые клетки были невосприимчивы к действию NAC, предшественнику GSH. Обработка клеток карциномы молочной железы с помощью NAC не приводила к восстановлению редокс и формированию Gi блока [72]. Снижение внутриклеточного уровня GSH за счет ингибирования у-глутамилцистеинсинтетазы с помощью ОЬ-бутионин-БД-сульфоксимина (BSO), приводило к смещению внутриклеточного редокс-статуса в более окисленное состояние и аресту клеточной пролиферации [73].

Активность антиоксидантных ферментов в опухолевых клетках часто понижена по сравнению с нормальными клетками того же типа что, вероятно, является одной из причин активной пролиферации опухолевых клеток. Например, активность СигпСОД и МпСОД в нормальных клетках печени мыши составляла, соответственно, 122 и 35 ед/мг, в то время как, в

клетках гепатомы активность Си7пС0Д падала до 40 ед/мг, а активность МпСОД вообще не определялась [74]. Повышение экспрессии МпСОД в опухолевых клетках приводило к замедлению опухолевого роста [74-76]. Сходные данные были получены для каталазы и некоторых изоформ GPx. Снижение активности ферментов приводило к повышению уровня АФК, усилению пролиферативных процессов, а также способствовало развитию опухолевой трансформации [77, 78]

Резюмируя вышесказанное, важно отметить следующее: в клетке постоянно поддерживается баланс между про- и антиоксидантами. Наиболее распространенными прооксидантами являются АФК, к которым относятся: 02'\ Н202, НО', ROO' и др. Основные регуляторы уровня внутриклеточных прооксидантов - антиоксиданты МпСОД, каталаза и GSH. Повышение уровня АФК приводит к гибели клетки, однако в небольших количествах АФК способны индуцировать пролиферативные процессы. Быстро делящиеся опухолевые клетки часто характеризуются повышенным уровнем АФК и пониженной активностью антиоксидантной системы, что возможно является одной из причин их активной пролиферации. Повышение антиоксидантной активности и понижение уровня АФК приводят к замедлению пролиферативных процессов, это открывает возможность контролировать пролиферацию опухолевых с помощью антиоксидантов.

РАЗДЕЛ 1.2. Редокс-регуляция клеточной пролиферации

Для того чтобы понять, механизм редокс-регуляции пролиферации,

необходимо вспомнить - что такое пролиферация. Пролиферация - это

процесс увеличения количества клеток, определяющийся соотношением

скоростей деления клеток и их гибели. Гибель клеток может происходить как

в результате повреждения целостности клетки (некроз), так и путем

активации внутриклеточных программ (апоптоз). Деление клетки строго

регулируется как внутренними программами, так и внешними факторами

(факторы роста, цитокины и др.), воздействующими на внутренние

16

программы. Каждому делению предшествует комплекс последовательных внутриклеточных изменений, т.н. клеточный цикл, основная цель которого -удвоение содержимого клетки и его равномерное распределение между двумя дочерними клетками при делении.

1.2.1. Клеточный цикл и его регуляция

Клеточный цикл представляет собой высокоорганизованную и строго регулируемую последовательность переходов от Gi фазы к S, к G2 и митозу (М). Переход от одной фазы к другой регулируется последовательной экспрессией белков циклинов и активацией циклин-зависимых киназ (cyclin dependent kinase, CDK). CDK представляют собой серин/треоининовые протеинкиназы, которые активируются при соединении с циклинами и запускают события клеточного цикла, путем фосфорилирования соответствующих остатков в белках-мишенях [79]. На Рис. 1.1. представлены основные циклин/CDK комплексы позвоночных, специфичные для той или иной фазы клеточного цикла. Уровень циклинов меняется по мере прогрессии клеточного цикла, приводя к колебаниям активности CDK (См. Рис. 1.1). Помимо циклинов активность CDK комплексов регулируется с помощью CDK-активирующей киназы (CDK-activating kinase, САК), ингибиторов CDK (cyclin-dependent kinase inhibitor protein, CKI), а также протеолитическими процессами (убиквитинирование) [80, 81].

Для полной активации комплекса циклин/CDK необходимо фосфорилирование CDK по Thrl61 (CDK1), Thrl60 (CDK2) или Thrl72/177 (CDK4/6), которое осуществляется в ядре с помощью САК [83-85]. САК состоит из трех субъединиц: CDK7, циклин Н и белка Matl, который активирует комплекс циклин H/CDK7. Связывание с циклином приводит к конформационным изменениям в CDK, которые делают возможным фосфорилирование CDK с помощью САК [86]. Активность САК-киназы постоянна на протяжении всего клеточного цикла [87].

Циклин В CDK1

M

Циклин А CDK2

Циклин Е CDK2

Циклин О Рисунок 1.1. Основные фазо-СРК4/6 специфические комплексы

циклинов с циклин-зависимыми киназами у позвоночных. Из [82], с изменениями. См. пояснения в тексте.

На сегодняшний день насчитывается два семейства CKI: INK4 и Cip/Kip. Семейство INK4 включает белки р15, р16, р18 и р19, которые специфически связываются с CDK4/6, препятствуя образованию комплекса с циклином D [88, 89]. Увеличение уровня белка р16 часто наблюдается в стареющих клетках и сопровождается снижением пролиферативных способностей [90]. Белки р21, р27 и р57, относящиеся к Cip/Kip семейству, связываются с CDK2 и контролируют прогрессию через S фазу [91]. Ингибирование CKI часто приводит к нарушению контроля пролиферации и опухолевой трансформации [92-94].

Важную роль в регуляции протеолитических процессов во время клеточного цикла играет Комплекс стимулирующий анафазу (Anaphase promoting complex, APC), который представляет собой убиквитин-лигазу, фермент катализирующий реакцию присоединения множественных копий белка убиквитина к боковым цепям лизина в молекуле белка-мишени [95, 96]. Полиубиквитинированние часто является сигналом к деградации белка, которое происходит в 26S протеасоме [97]. АРС присутствует в клетке на протяжении всего цикла, однако активность комплекса варьирует. АРС активируется в середине митоза, а ингибирование АРС происходит в конце G, фазы [98, 99].

Некоторые химические соединения, ионизирующее и УФ излучение, ингибиторы репликации ДНК, а также ошибки при репликации или репарации ДНК приводят к нарушению структуры ДНК и остановке клеточного цикла. Главную роль в этом процессе играют 2 серин/треониновые протеин киназы - ATM (ataxia telangiectasia mutated) и ATR (ATM-Rad3-related protein). ATM активируется в ответ на появление двуцепочечных разрывов ДНК, образующиеся под воздействием ионизирующего облучения. ATR активирует под действием УФ-облучения или при нарушениях репликации ДНК. ATM и ATR прикрепляются к сайту повреждения ДНК и фосфорилируют различные белки, в том числе Chkl и Chk2, которые приводят к остановке клеточного цикла в Gi фазе, препятствуя удвоению ДНК, или в G2 фазе, блокируя вход в митоз [100-103].

Инициация пролиферации. Сигнальные молекулы, стимулирующие деление клетки, называются митогенами. К наиболее распространенным митогенам относятся факторы роста (ФР; эпидермальный ФР (EGF), ФР фибробластов (FGF), ФР тромбоцитов (PDGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF) и др.). Факторы роста связываются со специфическими рецепторами на поверхности клетки, приводя к их активации. Активированные рецепторы индуцируют внутриклеточные сигнальные каскады митоген-активируемых протеинкиназ (mitogen-activated protein kinases, МАРК). Существует 4 вида МАРК: ERK1/2, JNK, р38 и ERK5. Каскад ERK1/2 активируется в ответ на пролиферативные стимулы, например взаимодействие ФР с рецептором на поверхности мембраны. Каскады JNK, р38 и ERK5 активируются в основном при стрессе. ERK1/2 представляют собой консервативные серин/треониновые протеинкиназы, способные фосфорилировать различные белки-мишени в цитопламе, мембранах и ядре, и, таким образом, регулировать большое разнообразие внутриклеточных процессов [104, 105]. Показано, что активация ERK1/2 необходима для пролиферации клеток. Активированные ERK1/2 киназы

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рыбакова, Юлия Сергеевна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Mannion, A.F., et al., Carnosine and anserine concentrations in the quadriceps femoris muscle of healthy humans. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 1992. 64(1): p. 47-50.

2. Margolis, F.L., Carnosine in the primary olfactory pathway. Science, 1974. 184(4139): p. 909-11.

3. Kalyankar, G.D. and A. Meister, Enzymatic synthesis of carnosine and related beta-alanyl and gamma-aminobutyryl peptides. J Biol Chem, 1959. 234: p. 3210-8.

4. Stenesh, J.J. and T. Winnick, Carnosine-anserine synthetase of muscle. 4. Partial purification of the enzyme and further studies of beta-alanyl peptide synthesis. Biochem J, 1960. 77(3): p. 575-81.

5. Skaper, S.D., S. Das, and F.D. Marshall, Some properties of a homocarnosine-carnosine synthetase isolated from rat brain. J Neurochem, 1973. 21(6): p. 1429-45.

6. Horinishi, H., M. Grillo, and F.L. Margolis, Purification and characterization of carnosine synthetase from mouse olfactory bulbs. J Neurochem, 1978. 31(4): p. 909-19.

7. Drozak, J., et al., Molecular identification of carnosine synthase as ATP-grasp domain-containing protein 1 (ATPGD1). J Biol Chem, 2010. 285(13): p. 9346-56.

8. Hanson, H.T. and E.L. Smith, Carnosinase; an enzyme of swine kidney. J Biol Chem, 1949. 179(2): p. 789-801.

9. Teufel, M., et al., Sequence identification and characterization of human carnosinase and a closely related non-specific dipeptidase. J Biol Chem, 2003. 278(8): p. 6521-31.

10. Северин С. E., К., M.B., Кафтанова, T.M., Влияние карнозина и ансерина на работу изолированной мышцы лягушки. Доклад. АН СССР, 1953. 91: р. 691-694.

11. Viola, E.R., Hartzell, R. C., Villafranca, J. J. , Spectroscopic studies on the copper(II) complexes of carnosine. Journal of Inorganic Biochemistry, 1979. 10(4): p. 281-292.

12. Brown, C.E. and W.E. Antholine, Chelation chemistry of carnosine. Evidence that mixed complexes may occur in vivo. The Journal of Physical Chemistry, 1979. 83(26): p. 3314-3319.

13. Vladimirov, Y.A., Studies of the antioxidant activity by measuring chemiluminescence kinetics. Proc. Int. Symp. On Natural Antioxidants Molecular Mechanisms and Health Effects, ed. L. Packer, Traber, M.G., Xin, W. . 1996, Champang, Illinois.

14. Pavlov, A.R., et al., [Interactions of carnosine and superoxide radicals in aqueous solutions], Biull Eksp Biol Med, 1990. 110(10): p. 391-3.

15. Kohen, R., et al., Antioxidant activity of carnosine, homocarnosine, and anserine present in muscle and brain. Proc Natl Acad Sci USA, 1988. 85(9): p. 3175-9.

16. Chan, W.K.M., et al., EPR spin-trapping studies of the hydroxyl radical scavenging activity of carnosine and related dipeptides. J Agric Food Chem, 1994. 42: p. 1407-1410.

17. Klebanov, G.I., et al., Evidence for a direct interaction of superoxide anion radical with carnosine. BiochemMol Biol Int, 1997. 43(1): p. 99-106.

18. Dupin, A.M., et al., [Carnosine protection of Ca2+ transport against damage induced by lipid peroxidation], Biull Eksp Biol Med, 1984. 98(8): p. 186-8.

19. Zhou, S. and E.A. Decker, Ability of carnosine and other skeletal muscle components to quench unsaturated aldehydic lipid oxidation products. J Agric Food Chem, 1999. 47(1): p. 51-5.

20. Nagai, K. and T. Suda, [Antineoplastic effects of carnosine and beta-alanine--physiological considerations of its antineoplastic effects], Nihon Seirigaku Zasshi, 1986.48(11): p. 741-7.

21. Renner, C., et al., Carnosine retards tumor growth in vivo in an NIH3T3-HER2/neu mouse model. Mol Cancer, 2010. 9: p. 2.

22. McFarland, G.A. and R. Holliday, Retardation of the senescence of cultured human diploid fibroblasts by carnosine. Exp Cell Res, 1994. 212(2): p. 16775.

23. Holliday, R. and G.A. McFarland, Inhibition of the growth of transformed and neoplastic cells by the dipeptide carnosine. Br J Cancer, 1996. 73(8): p. 966-71.

24. Burhans, W.C. and N.H. Heintz, The cell cycle is a redox cycle: linking phase-specific targets to cell fate. Free Radic Biol Med, 2009. 47(9): p. 1282-93.

25. Menon, S.G. and P.C. Goswami, A redox cycle within the cell cycle: ring in the old with the new. Oncogene, 2007. 26(8): p. 1101-9.

26. Goswami, P.C., et al., Cell cycle-coupled variation in topoisomerase Ilalpha mRNA is regulated by the 3'-untranslated region. Possible role of redox -sensitive protein binding in mRNA accumulation. J Biol Chem, 2000. 275(49): p. 38384-92.

27. Sarsour, E.H., et al., Manganese superoxide dismutase regulates a metabolic switch during the mammalian cell cycle. Cancer Res, 2012. 72(15): p. 380716.

28. Laurent, A., et al., Controlling tumor growth by modulating endogenous production of reactive oxygen species. Cancer Res, 2005. 65(3): p. 948-56.

29. Burdon, R.H., Superoxide and hydrogen peroxide in relation to mammalian cell proliferation. Free Radic Biol Med, 1995. 18(4): p. 775-94.

30. Weydert, C.J., et al., Overexpression of manganese or copper-zinc superoxide dismutase inhibits breast cancer growth. Free Radic Biol Med, 2006. 41(2): p. 226-37.

31. Cadenas, E. and H. Sies, Oxidative stress: excited oxygen species and enzyme activity. Adv Enzyme Regul, 1985. 23: p. 217-37.

32. Chen, Q., et al., Production of reactive oxygen species by mitochondria: central role of complex III. J Biol Chem, 2003. 278(38): p. 36027-31.

33. Suh, Y.A., et al., Cell transformation by the superoxide-generating oxidase Moxl. Nature, 1999. 401(6748): p. 79-82.

34. Corda, S., et al., Rapid reactive oxygen species production by mitochondria in endothelial cells exposed to tumor necrosis factor-alpha is mediated by ceramide. Am J Respir Cell Mol Biol, 2001. 24(6): p. 762-8.

35. Bedard, K. and K.H. Krause, The NOX family of ROS-generating NADPH oxidases: physiology and pathophysiology. Physiol Rev, 2007. 87(1): p. 245-313.

36. Thannickal, V.J. and B.L. Fanburg, Reactive oxygen species in cell signaling. American Journal of Physiology - Lung Cellular and Molecular Physiology, 2000. 279(6): p. L1005-L1028.

37. Buettner, G.R., The pecking order of free radicals and antioxidants: lipid peroxidation, alpha-tocopherol, and ascorbate. Arch Biochem Biophys, 1993. 300(2): p. 535-43.

38. Gardner, H.W., Oxygen radical chemistry of polyunsaturated fatty acids. Free Radic Biol Med, 1989. 7(1): p. 65-86.

39. Laing, M., The Three Forms of Molecular Oxygen. Journal of Chemical Education, 1989. 66(6): p. 453-55.

40. Meisel, D., Czapski, G. , One-electron transfer equilibria and redox-potentials of radicals studied by pulse radiolysis. J. Phys. Chem., 1975. 79: p. 1503.

41. Halliwell, B., J.M. Gutteridge, and C.E. Cross, Free radicals, antioxidants, and human disease: where are we now? J Lab Clin Med, 1992. 119(6): p. 598-620.

42. Boldyrev, A.A., Significance of reactive oxygen species for neuronal function., in Free Radicals, Nitric Oxide and Inflammation: Molecular, Biochemical, and Clinical Aspects, A. Tomasi, Ozben, T., Skulachev, V. P., Editor. 2003, IOS Press, p. 157-173.

43. Sena, L.A. and N.S. Chandel, Physiological roles of mitochondrial reactive oxygen species. Mol Cell, 2012. 48(2): p. 158-67.

99

44. Brieger, K., et al., Reactive oxygen species: from health to disease. Swiss Med Wkly, 2012. 142: p. wl3659.

45. Murrell, G.A., M.J. Francis, and L. Bromley, Modulation of fibroblast proliferation by oxygen free radicals. Biochem J, 1990. 265(3): p. 659-65.

46. Stiipe, F., et al., Stimulation by xanthine oxidase of 3T3 Swiss fibroblasts and human lymphocytes. Exp Cell Res, 1991. 192(2): p. 635-8.

47. Schafer, F.Q. and G.R. Buettner, Redox environment of the cell as viewed through the redox state of the glutathione disulfide/glutathione couple. Free Radic Biol Med, 2001. 30(11): p. 1191-212.

48. Smith, C.V., et al., Compartmentation of glutathione: implications for the study of toxicity and disease. Toxicol Appl Pharmacol, 1996. 140(1): p. 112.

49. Kirlin, W.G., et al., Glutathione redox potential in response to differentiation and enzyme inducers. Free Radic Biol Med, 1999. 27(11-12): p. 1208-18.

50. McCord, J.M. and I. Fridovich, Superoxide dismutase. An enzymic function for erythrocuprein (hemocuprein). J Biol Chem, 1969. 244(22): p. 6049-55.

51. Fridovich, I., Superoxide dismutases. An adaptation to a paramagnetic gas. J Biol Chem, 1989. 264(14): p. 7761-4.

52. Folz, R.J. and J.D. Crapo, Extracellular superoxide dismutase (SOD3): tissue-specific expression, genomic characterization, and computer-assisted sequence analysis of the human EC SOD gene. Genomics, 1994. 22(1): p. 162-71.

53. Lebovitz, R.M., et al., Neurodegeneration, myocardial injury, and perinatal death in mitochondrial superoxide dismutase-deficient mice. Proc Natl Acad Sci USA, 1996. 93(18): p. 9782-7.

54. Li, Y., et al., Dilated cardiomyopathy and neonatal lethality in mutant mice lacking manganese superoxide dismutase. Nat Genet, 1995. 11(4): p. 37681.

55. Van Remmen, H., et al., Life-long reduction in MnSOD activity results in increased DNA damage and higher incidence of cancer but does not accelerate aging. Physiol Genomics, 2003. 16(1): p. 29-37.

56. Van Remmen, H., et al., Knockout mice heterozygous for Sod2 show alterations in cardiac mitochondrial function and apoptosis. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2001. 281(3): p. H1422-32.

57. Williams, M.D., et al., Increased oxidative damage is correlated to altered mitochondrial function in heterozygous manganese superoxide dismutase knockout mice. J Biol Chem, 1998. 273(43): p. 28510-5.

58. Loew, O., A NEW ENZYME OF GENERAL OCCURRENCE IN ORGANISMIS. Science, 1900. 11(279): p. 701-2.

59. Chance, B., H. Sies, and A. Boveris, Hydroperoxide metabolism in mammalian organs. Physiol Rev, 1979. 59(3): p. 527-605.

60. Mills, G.C., Hemoglobin catabolism. I. Glutathione peroxidase, an erythrocyte enzyme which protects hemoglobin from oxidative breakdown. J Biol Chem, 1957. 229(1): p. 189-97.

61. Cohen, G. and P. Hochstein, GLUTATHIONE PEROXIDASE: THE PRIMARY AGENT FOR THE ELIMINATION OF HYDROGEN PEROXIDE IN ERYTHROCYTES. Biochemistry, 1963. 2: p. 1420-8.

62. Zanetti, M., Z.S. Katusic, and T. O'Brien, Adenoviral-mediated overexpression of catalase inhibits endothelial cell proliferation. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2002. 283(6): p. H2620-6.

63. Preston, T.J., W.J. Muller, and G. Singh, Scavenging of extracellular H202 by catalase inhibits the proliferation of HER-2/Neu-transformed rat-1 fibroblasts through the induction of a stress response. J Biol Chem, 2001. 276(12): p. 9558-64.

64. Nargi, J.L., R.R. Ratan, and D.E. Griffin, p53-independent inhibition of proliferation and p21(WAFl/Cipl)-modulated induction of cell death by the antioxidants N-acetylcysteine and vitamin E. Neoplasia, 1999. 1(6): p. 54456.

65. Sato, N., et al., N-Acetyl cysteine (NAC) inhibits proliferation, collagen gene transcription, and redox stress in rat palatal mucosal cells. Dent Mater, 2009. 25(12): p. 1532-40.

66. Sarsour, E.H., et al., Manganese superoxide dismutase activity regulates transitions between quiescent and proliferative growth. Aging Cell, 2008. 7(3): p. 405-17.

67. Chiu, J. and I.W. Dawes, Redox control of cell proliferation. Trends Cell Biol, 2012. 22(11): p. 592-601.

68. Gius, D. and D.R. Spitz, Redox signaling in cancer biology. Antioxid Redox Signal, 2006. 8(7-8): p. 1249-52.

69. Gupta, S.C., et al., Upsides and downsides of reactive oxygen species for cancer: the roles of reactive oxygen species in tumorigenesis, prevention, and therapy. Antioxid Redox Signal, 2012. 16(11): p. 1295-322.

70. Cairns, R.A., I.S. Harris, and T.W. Mak, Regulation of cancer cell metabolism. Nat Rev Cancer, 2011. 11(2): p. 85-95.

71. Hutter, D.E., B.G. Till, and J.J. Greene, Redox state changes in density-dependent regulation of proliferation. Exp Cell Res, 1997. 232(2): p. 435-8.

72. Menon, S.G., et al., Differential susceptibility of nonmalignant human breast epithelial cells and breast cancer cells to thiol antioxidant-induced G(l)-delay. Antioxid Redox Signal, 2005. 7(5-6): p. 711-8.

73. Leung, S.W., et al., Effect of L-buthionine sulfoximine on the radiation response of human renal carcinoma cell lines. Cancer, 1993. 71(7): p. 227685.

74. Oberley, L.W. and G.R. Buettner, Role of superoxide dismutase in cancer: a review. Cancer Res, 1979. 39(4): p. 1141-9.

75. Zhong, W., et al., Suppression of the malignant phenotype of human glioma cells by overexpression of manganese superoxide dismutase. Oncogene, 1997. 14(4): p. 481-90.

76. Oberley, L.W., et al., Manganese superoxide dismutase in normal and transformed human embryonic lung fibroblasts. Free Radic Biol Med, 1989. 6(4): p. 379-84.

77. Brigelius-Flohe, R. and A. Kipp, Glutathione peroxidases in different stages of carcinogenesis. Biochim Biophys Acta, 2009. 1790(11): p. 1555-68.

78. Sagone, A.L., Jr., et al., Effect of catalase on the proliferation of human lymphocytes to phorbol myristate acetate. J Immunol, 1984. 133(3): p. 148894.

79. Evans, T., et al., Cyclin: a protein specified by maternal mRNA in sea urchin eggs that is destroyed at each cleavage division. Cell, 1983. 33(2): p. 38996.

80. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P., Molecular Biology Of The Cell. Fifth Edition. 2008: New York: Garland Science.

81. Grana, X. and E.P. Reddy, Cell cycle control in mammalian cells: role of cyclins, cyclin dependent kinases (CDKs), growth suppressor genes and cyclin-dependent kinase inhibitors (CKIs). Oncogene, 1995. 11(2): p. 211-9.

82. Coller, H.A., What's taking so long? S-phase entry from quiescence versus proliferation. Nat Rev Mol Cell Biol, 2007. 8(8): p. 667-70.

83. Ducommun, B., et al., cdc2 phosphorylation is required for its interaction with cyclin. EMBO J, 1991. 10(11): p. 3311-9.

84. Jeffrey, P.D., et al., Mechanism of CDK activation revealed by the structure of a cyclinA-CDK2 complex. Nature, 1995. 376(6538): p. 313-20.

85. Diehl, J.A. and C.J. Sherr, A dominant-negative cyclin D1 mutant prevents nuclear import of cyclin-dependent kinase 4 (CDK4) and its phosphorylation by CDK-activating kinase. Mol Cell Biol, 1997. 17(12): p. 7362-74.

86. Porter, L.A. and D.J. Donoghue, Cyclin B1 and CDK1: nuclear localization and upstream regulators. Prog Cell Cycle Res, 2003. 5: p. 335-47.

87. Lolli, G. and L.N. Johnson, CAK-Cyclin-dependent Activating Kinase: a key kinase in cell cycle control and a target for drugs? Cell Cycle, 2005. 4(4): p. 572-7.

88. van den Heuvel, S., Cell-cycle regulation. WormBook, 2005: p. 1-16.

89. Golias, C.H., A. Charalabopoulos, and K. Charalabopoulos, Cell proliferation and cell cycle control: a mini review. Int J Clin Pract, 2004. 58(12): p. 1134-41.

90. Rayess, H., M.B. Wang, and E.S. Srivatsan, Cellular senescence and tumor suppressor gene pi6. Int J Cancer, 2012. 130(8): p. 1715-25.

91. SheiT, C.J. and J.M. Roberts, CDK inhibitors: positive and negative regulators of Gl-phase progression. Genes Dev, 1999. 13(12): p. 1501-12.

92. Kim, Y.T. and M. Zhao, Aberrant cell cycle regulation in cervical carcinoma. Yonsei Med J, 2005. 46(5): p. 597-613.

93. Caldon, C.E., et al., Cell cycle control in breast cancer cells. J Cell Biochem, 2006. 97(2): p. 261-74.

94. Nam, E.J. and Y.T. Kim, Alteration of cell-cycle regulation in epithelial ovarian cancer. Int J Gynecol Cancer, 2008. 18(6): p. 1169-82.

95. Sudakin, V., et al., The cyclosome, a large complex containing cyclin-selective ubiquitin ligase activity, targets cyclins for destruction at the end of mitosis. Mol Biol Cell, 1995. 6(2): p. 185-97.

96. Yu, H., et al., Identification of a novel ubiquitin-conjugating enzyme involved in mitotic cyclin degradation. Curr Biol, 1996. 6(4): p. 455-66.

97. Hershko, A., Ubiquitin-mediated protein degradation. J Biol Chem, 1988. 263(30): p. 15237-40.

98. Peters, J.M., The anaphase promoting complex/cyclosome: a machine designed to destroy. Nat Rev Mol Cell Biol, 2006. 7(9): p. 644-56.

99. Hershko, A. and A. Ciechanover, The ubiquitin system. Annu Rev Biochem, 1998. 67: p. 425-79.

100. Kastan, M.B. and D.S. Lim, The many substrates and functions of ATM. Nat Rev Mol Cell Biol, 2000. 1(3): p. 179-86.

104

101. Matsuoka, S., et al., Ataxia telangiectasia-mutated phosphorylates Chk2 in vivo and in vitro. Proc Natl Acad Sci USA, 2000. 97(19): p. 10389-94.

102. Hirao, A., et al., DNA damage-induced activation of p53 by the checkpoint kinase Chk2. Science, 2000. 287(5459): p. 1824-7.

103. Falck, J., et al., The ATM-Chk2-Cdc25A checkpoint pathway guards against radioresistant DNA synthesis. Nature, 2001. 410(6830): p. 842-7.

104. Robinson, M.J. and M.H. Cobb, Mitogen-activated protein kinase pathways. Curr Opin Cell Biol, 1997. 9(2): p. 180-6.

105. Roberts, P.J. and C.J. Der, Targeting the Raf-MEK-ERK mitogen-activated protein kinase cascade for the treatment of cancer. Oncogene, 2007. 26(22): p. 3291-310.

106. Chambard, J.C., et al., ERK implication in cell cycle regulation. Biochim Biophys Acta, 2007. 1773(8): p. 1299-310.

107. Mebratu, Y. and Y. Tesfaigzi, How ERK1/2 activation controls cell proliferation and cell death: Is subcellular localization the answer? Cell Cycle, 2009. 8(8): p. 1168-75.

108. Pages, G., et al., Mitogen-activated protein kinases p42mapk and p44mapk are required for fibroblast proliferation. Proc Natl Acad Sci USA, 1993. 90(18): p. 8319-23.

109. Squires, M.S., P.M. Nixon, and S.J. Cook, Cell-cycle arrest by PD184352 requires inhibition of extracellular signal-regulated kinases (ERK) 1/2 but not ERK5/BMK1. Biochem J, 2002. 366(Pt 2): p. 673-80.

110. SheiT, C.J., Mammalian G1 cyclins. Cell, 1993. 73(6): p. 1059-65.

111. Ortega, S., M. Malumbres, and M. Barbacid, Cyclin D-dependent kinases, INK4 inhibitors and cancer. Biochim Biophys Acta, 2002. 1602(1): p. 7387.

112. Ohtsubo, M. and J.M. Roberts, Cyclin-dependent regulation of G1 in mammalian fibroblasts. Science, 1993. 259(5103): p. 1908-12.

113. Diehl, J.A., et al., Glycogen synthase kinase-3beta regulates cyclin D1 proteolysis and subcellular localization. Genes Dev, 1998. 12(22): p. 3499511.

114. Zou, Y., et al., Mirk/dyrklB kinase destabilizes cyclin D1 by phosphorylation at threonine 288. J Biol Chem, 2004. 279(26): p. 27790-8.

115. Musgrove, E.A., et al., Cyclin D1 induction in breast cancer cells shortens G1 and is sufficient for cells arrested in G1 to complete the cell cycle. Proc Natl Acad Sci USA, 1994. 91(17): p. 8022-6.

116. Blomberg, I. and I. Hoffmann, Ectopic expression of Cdc25A accelerates the G(l)/S transition and leads to premature activation of cyclin E- and cyclin A-dependent kinases. Mol Cell Biol, 1999. 19(9): p. 6183-94.

117. Hsu, J.Y., et al., E2F-dependent accumulation of hEmil regulates S phase entry by inhibiting APC(Cdhl). Nat Cell Biol, 2002. 4(5): p. 358-66.

118. Bell, S.P. and A. Dutta, DNA replication in eukaryotic cells. Annu Rev Biochem, 2002. 71: p. 333-74.

119. Diffley, J.F., Regulation of early events in chromosome replication. Curr Biol, 2004. 14(18): p. R778-86.

120. Groth, A., et al., Chromatin challenges during DNA replication and repair. Cell, 2007. 128(4): p. 721-33.

121. Pines, J. and T. Hunter, Isolation of a human cyclin cDNA: evidence for cyclin mRNA and protein regulation in the cell cycle and for interaction with p34cdc2. Cell, 1989. 58(5): p. 833-46.

122. Ito, M., Factors controlling cyclin B expression. Plant Mol Biol, 2000. 43(5-6): p. 677-90.

123. Trembley, J.H., et al., Genomic organization and promoter characterization of the rat cyclin B1 gene. Gene, 2000. 255(1): p. 93-104.

124. Kakino, S., et al., Intracellular localization of cyclin B1 during the cell cycle in glioma cells. Cytometry, 1996. 24(1): p. 49-54.

125. Lukas, C., et al., Accumulation of cyclin B1 requires E2F and cyclin-A-dependent rearrangement of the anaphase-promoting complex. Nature, 1999. 401(6755): p. 815-8.

126. Li, J., A.N. Meyer, and D.J. Donoghue, Nuclear localization of cyclin B1 mediates its biological activity and is regulated by phosphorylation. Proc Natl Acad Sci USA, 1997. 94(2): p. 502-7.

127. Walsh, S., S.S. Margolis, and S. Kornbluth, Phosphorylation of the cyclin bl cytoplasmic retention sequence by mitogen-activated protein kinase and Plx. Mol Cancer Res, 2003. 1(4): p. 280-9.

128. Yang, J., et al., Control of cyclin Bl localization through regulated binding of the nuclear export factor CRM1. Genes Dev, 1998. 12(14): p. 2131-43.

129. Solomon, M.J., T. Lee, and M.W. Kirschner, Role of phosphorylation in p34cdc2 activation: identification of an activating kinase. Mol Biol Cell, 1992. 3(1): p. 13-27.

130. Sebastian, B., A. Kakizuka, and T. Hunter, Cdc25M2 activation of cyclin-dependent kinases by dephosphorylation of threonine-14 and tyrosine-15. Proc Natl Acad Sci USA, 1993. 90(8): p. 3521-4.

131. Krek, W. and E. A. Nigg, Differential phosphorylation of vertebrate p34cdc2 kinase at the Gl/S and G2/M transitions of the cell cycle: identification of major phosphorylation sites. EMBO J, 1991. 10(2): p. 305-16.

132. Palmer, A., A.C. Gavin, and A.R. Nebreda, A link between MAP kinase and p34(cdc2)/cyclin B during oocyte maturation: p90(rsk) phosphorylates and inactivates the p34(cdc2) inhibitory kinase Mytl. EMBO J, 1998. 17(17): p. 5037-47.

133. Strausfeld, U., et al., Dephosphorylation and activation of a p34cdc2/cyclin B complex in vitro by human CDC25 protein. Nature, 1991. 351(6323): p. 242-5.

134. Honda, R., et al., Dephosphorylation of human p34cdc2 kinase on both Thr-14 and Tyr-15 by human cdc25B phosphatase. FEBS Lett, 1993. 318(3): p. 331-4.

135. Graves, P.R., et al., The Chkl protein kinase and the Cdc25C regulatory pathways are targets of the anticancer agent UCN-01. J Biol Chem, 2000. 275(8): p. 5600-5.

136. Peng, C.Y., et al., C-TAK1 protein kinase phosphorylates human Cdc25C on serine 216 and promotes 14-3-3 protein binding. Cell Growth Differ, 1998. 9(3): p. 197-208.

137. Matsuoka, S., M. Huang, and S.J. Elledge, Linkage of ATM to cell cycle regulation by the Chk2 protein kinase. Science, 1998. 282(5395): p. 1893-7.

138. Peng, C.Y., et al., Mitotic and G2 checkpoint control: regulation of 14-3-3 protein binding by phosphorylation of Cdc25C on serine-216. Science, 1997. 277(5331): p. 1501-5.

139. Dalai, S.N., et al., Cytoplasmic localization of human cdc25C during interphase requires an intact 14-3-3 binding site. Mol Cell Biol, 1999. 19(6): p. 4465-79.

140. Sanchez, Y., et al., Conservation of the Chkl checkpoint pathway in mammals: linkage of DNA damage to Cdk regulation through Cdc25. Science, 1997. 277(5331): p. 1497-501.

141. Fumari, B., N. Rhind, and P. Russell, Cdc25 mitotic inducer targeted by chkl DNA damage checkpoint kinase. Science, 1997. 277(5331): p. 1495-7.

142. Foley, E.A. and T.M. Kapoor, Microtubule attachment and spindle assembly checkpoint signalling at the kinetochore. Nat Rev Mol Cell Biol, 2013. 14(1): p. 25-37.

143. Rapkine, L., Sur les processus chimiques au cours de la division cellulaire. Ann. Physiol. Physicochim. Biol., 1931. 7: p. 382^118.

144. Kawamura, N., Cytochemical and quantitative study of protein-bound sulfhydryl and disulfide groups in eggs of Arbacia during the first cleavage. Exp Cell Res, 1960. 20: p. 127-38.

145. Mauro, F., A. Grasso, and L.J. Tolmach, Variations in sulfhydryl, disulfide,

and protein content during synchronous and asynchronous growth of HeLa

cells. Biophys J, 1969. 9(11): p. 1377-97.

108

146. Tu, B.P., et al., Logic of the yeast metabolic cycle: temporal compartmentalization of cellular processes. Science, 2005. 310(5751): p. 1152-8.

147. Jonas, C.R., et al, Extracellular thiol/disulfide redox state affects proliferation rate in a human colon carcinoma (Caco2) cell line. Free Radic Biol Med, 2002. 33(11): p. 1499-506.

148. Li, N. and T.D. Oberley, Modulation of antioxidant enzymes, reactive oxygen species, and glutathione levels in manganese superoxide dismutase-overexpressing NIH/3T3 fibroblasts during the cell cycle. J Cell Physiol, 1998. 177(1): p. 148-60.

149. Conour, J.E., W.V. Graham, and H.R. Gaskins, A combined in vitro/bioinformatic investigation of redox regulatory mechanisms governing cell cycle progression. Physiol Genomics, 2004. 18(2): p. 196-205.

150. Oberley, T.D., et al., Antioxidant enzyme levels as a function of growth state in cell culture. Free Radic Biol Med, 1995. 19(1): p. 53-65.

151. Sarsour, E.H., A.L. Kalen, and P. Goswami, Manganese superoxide dismutase regulates a redox cycle within the cell cycle. Antioxid Redox Signal, 2013.

152. Sarsour, E.H., et al., Redox control of the cell cycle in health and disease. Antioxid Redox Signal, 2009. 11(12): p. 2985-3011.

153. Bae, Y.S., et al., Epidermal growth factor (EGF)-induced generation of hydrogen peroxide. Role in EGF receptor-mediated tyrosine phosphorylation. J Biol Chem, 1997. 272(1): p. 217-21.

154. Sundaresan, M., et al., Requirement for generation of H202 for platelet-derived growth factor signal transduction. Science, 1995. 270(5234): p. 2969.

155. DeYulia, G.J., Jr., et al., Hydrogen peroxide generated extracellularly by receptor-ligand interaction facilitates cell signaling. Proc Natl Acad Sci U S A, 2005. 102(14): p. 5044-9.

156. Krieger-Brauer, H.I. and H. Kather, Antagonistic effects of different members of the fibroblast and platelet-derived growth factor families on adipose conversion and NADPH-dependent H202 generation in 3T3 Ll-cells. Biochem J, 1995. 307 ( Pt 2): p. 549-56.

157. Rhee, S.G., Redox signaling: hydrogen peroxide as intracellular messenger. Exp Mol Med, 1999. 31(2): p. 53-9.

158. Chu, C.T., et al., Oxidative neuronal injury. The dark side of ERK1/2. Eur J Biochem, 2004. 271(11): p. 2060-6.

159. Nishida, M., et al., Activation mechanism of Gi and Go by reactive oxygen species. J Biol Chem, 2002. 277(11): p. 9036-42.

160. Li, F., et al., Superoxide mediates direct current electric field-induced directional migration of glioma cells through the activation of AKT and ERK. PLoS One, 2013. 8(4): p. e61195.

161. Sun, Y. and L.W. Oberley, Redox regulation of transcriptional activators. Free Radic Biol Med, 1996. 21(3): p. 335-48.

162. Cho, Y., et al., Crystal structure of a p53 tumor suppressor-DNA complex: understanding tumorigenic mutations. Science, 1994. 265(5170): p. 346-55.

163. Rainwater, R., et al., Role of cysteine residues in regulation of p53 function. Mol Cell Biol, 1995. 15(7): p. 3892-903.

164. Toledano, M.B. and W.J. Leonard, Modulation of transcription factor NF-kappa B binding activity by oxidation-reduction in vitro. Proc Natl Acad Sci USA, 1991. 88(10): p. 4328-32.

165. Abate, C., et al., Redox regulation of fos and jun DNA-binding activity in vitro. Science, 1990. 249(4973): p. 1157-61.

166. Burch, P.M. and N.H. Heintz, Redox regulation of cell-cycle re-entry: cyclin D1 as a primary target for the mitogenic effects of reactive oxygen and nitrogen species. Antioxid Redox Signal, 2005. 7(5-6): p. 741-51.

167. Klatt, P., et al., Redox regulation of c-Jun DNA binding by reversible S-glutathiolation. FASEB J, 1999. 13(12): p. 1481-90.

168. Bergholtz, S., et al., The highly conserved DNA-binding domains of A-, Band c-Myb differ with respect to DNA-binding, phosphorylation and redox properties. Nucleic Acids Res, 2001. 29(17): p. 3546-56.

169. Nakshatri, H., P. Bhat-Nakshatri, and R.A. Currie, Subunit association and DNA binding activity of the heterotrimeric transcription factor NF-Y is regulated by cellular redox. J Biol Chem, 1996. 271(46): p. 28784-91.

170. Menon, S.G., et al., Redox regulation of the G1 to S phase transition in the mouse embryo fibroblast cell cycle. Cancer Res, 2003. 63(9): p. 2109-17.

171. Onumah, O.E., et al., Overexpression of catalase delays G0/G1- to S-phase transition during cell cycle progression in mouse aortic endothelial cells. Free Radic Biol Med, 2009. 46(12): p. 1658-67.

172. Wang, H.P., et al., Phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase induces a delay in G1 of the cell cycle. Free Radic Res, 2003. 37(6): p. 62130.

173. Martinez Munoz, C., et al., The effect of hydrogen peroxide on the cyclin D expression in fibroblasts. Cell Mol Life Sci, 2001. 58(7): p. 990-6.

174. Yamauchi, A. and E.T. Bloom, Control of cell cycle progression in human natural killer cells through redox regulation of expression and phosphorylation of retinoblastoma gene product protein. Blood, 1997. 89(11): p. 4092-9.

175. Menon, S.G., et al., Superoxide signaling mediates N-acetyl-L-cysteine-induced G1 arrest: regulatory role of cyclin D1 and manganese superoxide dismutase. Cancer Res, 2007. 67(13): p. 6392-9.

176. Havens, C.G., et al., Regulation of late Gl/S phase transition and APC Cdh 1 by reactive oxygen species. Mol Cell Biol, 2006. 26(12): p. 4701-11.

177. Savitsky, P.A. and T. Finkel, Redox regulation of Cdc25C. J Biol Chem, 2002. 277(23): p. 20535-40.

178. Sohn, J. and J. Rudolph, Catalytic and chemical competence of regulation of cdc25 phosphatase by oxidation/reduction. Biochemistry, 2003. 42(34): p. 10060-70.

179. Chang, T.S., et al., Regulation of peroxiredoxin I activity by Cdc2-mediated phosphorylation. J Biol Chem, 2002. 277(28): p. 25370-6.

180. Kaien, A.L., et al., Mn-superoxide dismutase overexpression enhances G2 accumulation and radioresistance in human oral squamous carcinoma cells. Antioxid Redox Signal, 2006. 8(7-8): p. 1273-81.

181. Thomas, C.G., et al., Vitamin С transiently arrests cancer cell cycle progression in S phase and G2/M boundary by modulating the kinetics of activation and the subcellular localization of Cdc25C phosphatase. J Cell Physiol, 2005. 205(2): p. 310-8.

182. Obin, M., et al., Redox regulation of ubiquitin-conjugating enzymes: mechanistic insights using the thiol-specific oxidant diamide. FASEB J, 1998. 12(7): p. 561-9.

183. Demasi, M., G.M. Silva, and L.E. Netto, 20 S proteasome from Saccharomyces cerevisiae is responsive to redox modifications and is S-glutathionylated. J Biol Chem, 2003. 278(1): p. 679-85.

184. Li, Y.P., et al., Hydrogen peroxide stimulates ubiquitin-conjugating activity and expression of genes for specific E2 and E3 proteins in skeletal muscle myotubes. Am J Physiol Cell Physiol, 2003. 285(4): p. C806-12.

185. Galperin, M.Y. and E.V. Koonin, A diverse superfamily of enzymes with ATP-dependent carboxylate-amine/thiol ligase activity. Protein Sei, 1997. 6(12): p. 2639-43.

186. Bauer, K., et al., Characterization and biosynthesis of omega-aminoacyl amino acids from rat brain and the C-6 glioma cell line. J Biol Chem, 1979. 254(14): p. 6402-7.

187. Bauer, K., et al., Biosynthesis of carnosine and related peptides by glial cells in primary culture. J Biol Chem, 1982. 257(7): p. 3593-7.

188. Schulz, M., et al., Peptide uptake by astroglia-rich brain cultures. J Neurochem, 1987. 49(3): p. 748-55.

189. Hoffmann, A.M., A. Bakardjiev, and K. Bauer, Carnosine-synthesis in cultures of rat glial cells is restricted to oligodendrocytes and carnosine uptake to astrocytes. Neurosci Lett, 1996. 215(1): p. 29-32.

190. Biffo, S., M. Grillo, and F.L. Margolis, Cellular localization of carnosine-like and anserine-like immunoreactivities in rodent and avian central nervous system. Neuroscience, 1990. 35(3): p. 637-51.

191. Bakardjiev, A. and K. Bauer, Transport of beta-alanine and biosynthesis of carnosine by skeletal muscle cells in primary culture. Eur J Biochem, 1994. 225(2): p. 617-23.

192. Bauer, K. and M. Schulz, Biosynthesis of carnosine and related peptides by skeletal muscle cells in primary culture. Eur J Biochem, 1994. 219(1-2): p. 43-7.

193. Perry, T.L., S. Hansen, and D.L. Love, Serum-carnosinase deficiency in carnosinaemia. Lancet, 1968. 1(7554): p. 1229-30.

194. Lenney, J.F., et al., Characterization of human tissue carnosinase. Biochem J, 1985. 228(3): p. 653-60.

195. Lenney, J.F., et al., Human serum carnosinase: characterization, distinction from cellular carnosinase, and activation by cadmium. Clin Chim Acta, 1982. 123(3): p. 221-31.

196. Bando, K., et al., Fluorometric assay of human serum carnosinase activity in normal children, adults and patients with myopathy. Ann Clin Biochem, 1984. 21 ( Pt 6): p. 510-4.

197. Perry, T.L., et al., Homocarnosine in human cerebrospinal fluid: an age-dependent phenomenon. JNeurochem, 1968. 15(10): p. 1203-6.

198. Sobue, K., H. Konishi, and T. Nakajima, Isolation and identification of N-acetylhomocarnosine and N-acetylcarnosine from brain and muscle. J Neurochem, 1975. 24(6): p. 1261-2.

199. Kish, S.J., T.L. Perry, and S. Hansen, Regional distribution of homocarnosine, homocarnosine-carnosine synthetase and homocarnosinase in human brain. JNeurochem, 1979. 32(6): p. 1629-36.

200. Crush, K.G., Carnosine and related substances in animal tissues. Comp Biochem Physiol, 1970. 34(1): p. 3-30.

201. I.R., M., Enzymatic synthesis of anserine in skeletal muscle by N-methylation of carnosine. The Journal of Biological Chemistry 1962. 237: p. 1207-1211.

202. Jackson, M.C., C.M. Kucera, and J.F. Lenney, Purification and properties of human serum carnosinase. Clin Chim Acta, 1991. 196(2-3): p. 193-205.

203. ChemSpider Free chemical structure database, www.chemspider.com

204. Brown, C.E. and W.E. Antholine, Multiple forms of the cobalt(II)-carnosine complex. Biochem Biophys Res Commun, 1979. 88(2): p. 529-36.

205. Viola, R.E., C.R. Hartzell, and J.J. Villafranca, Copper(II) complexes of carnosine, glycylglycine, and glycylglycine-imidazole mixtures. Journal of Inorganic Biochemistry, 1979. 10(4): p. 293-307.

206. Aruoma, O.I., M.J. Laughton, and B. Halliwell, Carnosine, homocarnosine and anserine: could they act as antioxidants in vivo? Biochem J, 1989. 264(3): p. 863-9.

207. Kang, J.H., Protective effects of carnosine and homocarnosine on ferritin and hydrogen peroxide-mediated DNA damage. BMB Rep, 2010. 43(10): p. 683-7.

208. Renner, C., Seyffarth, A., Garcia de Arriba, S., Meixensberger, J., Gebhardt, R., Gaunitz, F., Carnosine Inhibits Growth of Cells Isolated from Human Glioblastoma Multiforme. International Journal of Peptide Research and Therapeutics 2008. 14: p. 127-135.

209. Iovine, B., et al., Carnosine inhibits KRAS-mediated HCT116 proliferation by affecting ATP and ROS production. Cancer Lett, 2012. 315(2): p. 122-8.

210. Rybakova, Y.S. and A.A. Boldyrev, Effect of Carnosine and Related Compounds on Proliferation of Cultured Rat Pheochromocytoma PC-12 Cells. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2012. 154(1): p. 136140.

211. Dahl, Т.A., W.R. Midden, and P.E. Hartman, SOME PREVALENT BIOMOLECULES AS DEFENSES AGAINST SINGLET OXYGEN DAMAGE. Photochemistry and Photobiology, 1988. 47(3): p. 357-362.

212. Hartman, P.E., Z. Hartman, and K.T. Ault, Scavenging of singlet molecular oxygen by imidazole compounds: high and sustained activities of carboxy terminal histidine dipeptides and exceptional activity of imidazole-4-acetic acid. Photochem Photobiol, 1990. 51(1): p. 59-66.

213. Швачко, А.Г., Формазюк, B.E., Сергиенко В.И., Тушение хемилюминесценции синглетного кислорода в присутствии карнозина. 1990: р. 155-156.

214. Brawn, К. and I. Fridovich, DNA strand scission by enzymically generated oxygen radicals. Arch Biochem Biophys, 1981. 206(2): p. 414-9.

215. Klebanov, G.I., et al., Effect of carnosine and its components on free-radical reactions. Membr Cell Biol, 1998. 12(1): p. 89-99.

216. RUBTSOV, A., et al., HYDROXYL RADICAL-SCAVENGING ACTIVITY OF CARNOSINE - A SPIN TRAPPING STUDY. Acta Pharmaceutica Jugoslavika, 1991. 41(4): p. 401-407.

217. Poli, G. and R.J. Schaur, 4-Hydroxynonenal in the pathomechanisms of oxidative stress. IUBMB Life, 2000. 50(4-5): p. 315-21.

218. Северин С. E., Б.А.А., Стволинский С. JI., Бордюков, М.М., Гончаренко, Е.Н., Деев, Л.И., Малинина, И.Е., Кудряшов, Ю.Е. , О радиомодифицирующих свойствах карнозина. Радиобиология, 1990. 30(6): р. 765-768.

219. Курелла, Е.Г., Мальцева, В. В., Сеславина, С. Л., Стволинский, С. Л., Стимулирующее действие карнозина на гемопоэтические стволовые клетки. Бюл. эксп. биол. мед, 1991. 7: р. 52-53.

220. Мальцева, В.В., Сергиенко, В. И., Стволинский, С.Л., Влияние карнозина на активность гемопоэтических стволовых клеток у облученных животных. Биохимия, 1992. 57(9): р. 1378-1382.

221. Hayflick, L., THE LIMITED IN VITRO LIFETIME OF HUMAN DIPLOID CELL STRAINS. Exp Cell Res, 1965. 37: p. 614-36.

222. McFarland, G.A. and R. Holliday, Further evidence for the rejuvenating effects of the dipeptide L-caraosine on cultured human diploid fibroblasts. Exp Gerontol, 1999. 34(1): p. 35-45.

223. Shao, L., Q.H. Li, and Z. Tan, L-carnosine reduces telomere damage and shortening rate in cultured normal fibroblasts. Biochem Biophys Res Commun, 2004. 324(2): p. 931-6.

224. Levy, M.Z., et al., Telomere end-replication problem and cell aging. J Mol Biol, 1992. 225(4): p. 951-60.

225. Renner, C., et al., Carnosine inhibits ATP production in cells from malignant glioma. Neurol Res, 2010. 32(1): p. 101-5.

226. McFarland, G. and R. Holliday, Differential response of embryonic stem cells and teratocarcinoma cells to carnosine. In Vitro Cell Dev Biol Anim, 1999. 35(1): p. 15-6.

227. Asperger, A., et al., Identification of factors involved in the anti-tumor activity of carnosine on glioblastomas using a proteomics approach. Cancer Invest, 2011.29(4): p. 272-81.

228. Tsuchiya, H., T. Iseda, and O. Hino, Identification of a novel protein (VBP-1) binding to the von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor gene product. Cancer Res, 1996. 56(13): p. 2881-5.

229. Luo, W., et al., Hsp70 and CHIP selectively mediate ubiquitination and degradation of hypoxia-inducible factor (HIF)-lalpha but Not HIF-2alpha. J Biol Chem, 2010. 285(6): p. 3651-63.

230. Hohfeld, J. and S. Jentsch, GrpE-like regulation of the hsc70 chaperone by the anti-apoptotic protein BAG-1. EMBO J, 1997. 16(20): p. 6209-16.

231. Borges, J.C., et al., Free human mitochondrial GrpE is a symmetric dimer in solution. J Biol Chem, 2003. 278(37): p. 35337-44.

232. Graner, M.W., et al., Heat shock protein 70-binding protein 1 is highly expressed in high-grade gliomas, interacts with multiple heat shock protein

70 family members, and specifically binds brain tumor cell surfaces. Cancer Sei, 2009. 100(10): p. 1870-9.

233. Kizaka-Kondoh, S., et al., The HIF-1-active microenvironment: an environmental target for cancer therapy. Adv Drug Deliv Rev, 2009. 61(7-8): p. 623-32.

234. Rybakova, Y., et al., Receptor-mediated oxidative stress in murine cerebellar neurons is accompanied by phosphorylation of MAP (ERK 1/2) kinase. Curr Aging Sei, 2012. 5(3): p. 225-30.

235. Dong, J., et al., EGFR-independent activation of p38 MAPK and EGFR-dependent activation of ERK1/2 are required for ROS-induced renal cell death. Am J Physiol Renal Physiol, 2004. 287(5): p. F1049-58.

236. Kulebyakin, K., et al., Carnosine protects neurons against oxidative stress and modulates the time profile of MAPK cascade signaling. Amino Acids, 2012. 43(1): p. 91-6.

237. Ashmarin, I.P., et al., Natural and hybrid ("chimeric") stable regulatory glyproline peptides. Pathophysiology, 2005. 11(4): p. 179-185.

238. Gomazkov, O.A., [Regulatory molecular mechanisms of the neurochemical processes. History and the present time]. Usp Fiziol Nauk, 2003. 34(3): p. 42-54.

239. Anisimov, V.N., et al., Effect of Epitalon on biomarkers of aging, life span and spontaneous tumor incidence in female Swiss-derived SHR mice. Biogerontology, 2003. 4(4): p. 193-202.

240. Khavinson, V., et al., Effects of pancragen on the differentiation of pancreatic cells during their ageing. Bull Exp Biol Med, 2013. 154(4): p. 501-4.

241. Khavinson, V., et al., Tetrapeptide H-Ala-Glu-Asp-Arg-OH stimulates expression of cytoskeletal and nuclear matrix proteins. Bull Exp Biol Med, 2012. 153(4): p. 559-62.

242. Lin'kova, N.S., B.I. Kuznik, and V. Khavinson, [Peptide Ala-Glu-Asp-Gly and interferon gamma: their role in immune response during aging], Adv Gerontol, 2012. 25(3): p. 478-82.

243. Sevostianova, N.N., et al., Immunomodulating effects of Vilon and its analogue in the culture of human and animal thymus cells. Bull Exp Biol Med, 2013. 154(4): p. 562-5.

244. Kozina, L.S., [Investigation of antihypoxic properties of short peptides]. Adv Gerontol, 2008. 21(1): p. 61-7.

245. Kozina, L.S., et al., [Biological activity of regulatory peptides in model experiments in vitro], Adv Gerontol, 2008. 21(1): p. 68-73.

246. Arutjunyan, A., et al., Pinealon protects the rat offspring from prenatal hyperhomocysteinemia. Int J Clin Exp Med, 2012. 5(2): p. 179-85.

247. Khavinson, V., et al., Pinealon increases cell viability by suppression of free radical levels and activating proliferative processes. Rejuvenation Res, 2011. 14(5): p. 535-41.

248. Fedoreyeva, L.I., et al., Penetration of short fluorescence-labeled peptides into the nucleus in HeLa cells and in vitro specific interaction of the peptides with deoxyribooligonucleotides and DNA. Biochemistry (Mose), 2011. 76(11): p. 1210-9.

249. Khavinson, V.K., L.I. Fedoreyeva, and B.F. Vanyushin, Site-Specific Binding of Short Peptides with DNA Modulated Eukaryotic Endonuclease Activity. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2011. 151(1): p. 66-70.

250. Chen, X., et al., 2',7'-Dichlorodihydrofluorescein as a fluorescent probe for reactive oxygen species measurement: Forty years of application and controversy. Free Radic Res, 2010. 44(6): p. 587-604.

251. Patel, D.J. and C. Shen, Sugar pucker geometries at the intercalation site of propidium diiodide into miniature RNA and DNA duplexes in solution. Proc Natl Acad Sei USA, 1978. 75(6): p. 2553-7.

252. Waring, M.J., Complex formation between ethidium bromide and nucleic acids. J Mol Biol, 1965. 13(1): p. 269-82.

253. Arndt-Jovin, D.J. and T.M. Jovin, Fluorescence labeling and microscopy of DNA. Methods Cell Biol, 1989. 30: p. 417-48.

254. Sarsour, E.H., et al., Manganese superoxide dismutase protects the proliferative capacity of confluent normal human fibroblasts. J Biol Chem, 2005.280(18): p. 18033-41.

255. Laemmli, U.K., Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 1970. 227(5259): p. 680-5.

256. Weydert, C.J., et al., Inhibition of oral cancer cell growth by adenovirusMnSOD plus BCNU treatment. Free Radic Biol Med, 2003. 34(3): p. 316-29.

257. Aebi, H„ Catalase in vitro. Methods Enzymol, 1984. 105: p. 121-6.

258. Harms, W.S. and T. Winnick, Further studies of the biosynthesis of carnosine and anserine in vertebrates. Biochim Biophys Acta, 1954. 15(4): p. 480-8.

259. Boldyrev, A.A., et al., The antioxidative properties of carnosine, a natural histidine containing dipeptide. Biochem Int, 1987. 15(6): p. 1105-13.

260. Gaunitz, F. and A.R. Hipkiss, Carnosine and cancer: a perspective. Amino Acids, 2012.43(1): p. 135-42.

261. Chaudhuri, L., et al., Preferential selection of MnSOD transcripts in proliferating normal and cancer cells. Oncogene, 2012. 31(10): p. 1207-16.

262. Oberley, L.W., Mechanism of the tumor suppressive effect of MnSOD overexpression. Biomed Pharmacother, 2005. 59(4): p. 143-8.

263. Venkataraman, S., et al., Manganese superoxide dismutase overexpression inhibits the growth of androgen-independent prostate cancer cells. Oncogene, 2005. 24(1): p. 77-89.

264. Leinsoo, T.A., H. Abe, and A.A. Boldyrev, [Carnosine and relative compounds protect double-stranded DNA from oxidative damage], Zh Evol Biokhim Fiziol, 2006. 42(5): p. 453-6.

119

265. Rauen, U., S. Klempt, and H. de Groot, Histidine-induced injury to cultured liver cells, effects of histidine derivatives and of iron chelators. Cell Mol Life Sci, 2007. 64(2): p. 192-205.

266. THE INTERNET JOURNAL OF VIBRATIONAL SPECTROSCOPY 1(2).

267. Anisimov, V.N., The role of pineal gland in breast cancer development. Crit Rev Oncol Hematol, 2003. 46(3): p. 221-34.

268. Kossoy, G., et al., Effect of the synthetic pineal peptide epitalon on spontaneous carcinogenesis in female C3H/He mice. In Vivo, 2006. 20(2): p. 253-7.

269. Louis, D.N., et al., The 2007 WHO classification of tumours of the central nervous system. Acta Neuropathol, 2007. 114(2): p. 97-109.

270. Kesari, S., Understanding glioblastoma tumor biology: the potential to improve current diagnosis and treatments. Semin Oncol, 2011. 38 Suppl 4: p. S2-10.

271. Fu, H., et al., Free radical scavenging and radioprotective effects of carnosine and anserine. Radiation Physics and Chemistry, 2009. 78(12): p. 1192-1197.