«Изменения клеточного метаболизма при хронических вирусных инфекциях: от механизмов к иммунному ответу» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, доктор наук Иванов Александр Владимирович

• Иванов Александр Владимирович
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Иванов Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

1 Создание универсального вектора для препаративной экспрессии вирусных белков

1.1 Продуценты неструктурного белка NS5B

1.2 Продуцент неструктурных белков №5А и №3 ВГС

1.3 Продуцент различных форм обратной транскриптазы вируса иммунодефицита человека и TERT

1.4 Области применения экспрессированных белков

2 Исследование механизмов возникновения окислительного стресса клетки под воздействием белков ВГС

2.1 Выявление белков вируса гепатита С, нарушающих редокс-статус клеток

2.2 Поиск источников активных форм кислорода, активируемых белком капсида ВГС

2.3 Поиск источников активных форм кислорода, активируемых белком NS5A ВГС

3 Изучение влияния ВГС на системы защиты клетки от окислительного стресса

3.1 Выявление белков ВГС, активирующих каскад Nrf2/ARE

3.2 Анализ механизмов активации каскада Nrf2/ARE белками ВГС

3.3 Экспрессия генов АФК-продуцирующих ферментов и ферментов защиты клетки от окислительного стресса при ВГС-инфекции

4 Роль глутатионилирования РНК-зависимой РНК-полимеразы ВГС в регуляции ее ферментативной активности

4.1 РНК-зависимая РНК-полимеразная активность белка NS5B ВГС регулируется восстанавливающими агентами

4.2 Рекомбинантный белок NS5B подвергается S-глутатионилированию, снижающего ферментативную активность белка

4.3 Картирование остатков цистеина, подвергающихся S-глутатионилированию

4.4 Замена большинства подвергающихся S-глутатионилированию остатков цистеина у белка NS5BД21 снижает ферментативную активность NS5B

4.5 Замена большинства подвергающихся S-глутатионилированию остатков цистеина на остатки серина в геноме субгеномного репликона приводит к усилению репликации вируса

5 Исследование окислительного стресса, вызываемого обратной транскриптазой вируса ВИЧ

6 Исследование окислительного стресса, вызываемого неструктурным белков 1 вируса клещевого энцефалита

7 Исследование окислительного стресса, вызываемого антигенами вируса гепатита дельта

7.1 Создание продуцента антигенов вируса гепатита дельта и получение антител к ним

7.2 Исследование способности антигенов вируса гепатита дельта усиливать продукцию АФК

7.3 Исследование влияния вируса гепатита дельта на систему защиты клетки от окислительного стресса

7.4 Исследование влияния антигенов вируса гепатита дельта на стресс эндоплазматического ретикулума и ответ на «несвернутые белки»

8 Исследование метаболизма биогенных полиаминов при окислительном стресса

9 Изучение влияния инфекции вируса гепатита С на метаболизм биогенных полиаминов

9.1 Изучение влиянияна индивидуальных белков вируса гепатита С

9.2 Изучение влияния автономной репликации генома вируса гепатита С на метаболизм полиаминов

9.3 Изучение влияния вируса гепатита С на метаболизм полиаминов в инфекционной системе

9.4 Изучение влияния вируса гепатита С на цикл мочевины

9.5 Изучение влияния вируса гепатита С на процессы образования орнитина из пролина и глутамата

10 Исследование роли биогенных полиаминов в репликации вируса гепатита С

10.1 Оценка противовирусной активности веществ - регуляторов метаболизма полиаминов

10.2 Исследование влияния полиаминов на ферментативную активность ферментов нуклеинового обмена вируса гепатита С

11 Исследование роли нарушений метаболизма биогенных полиаминов в (де)дифференциации эпителиальных клеток печени

11.1 Выбор клеточной линии для исследований

11.2 ^^п-диэтилнорспермин вызывает ЭМП-подобную дедифференцировку клеток HepaRG

11.3 Активные формы кислорода не играют значимого вклада в дедифференцировке клеток HepaRG в ответ на обработку ^^п-диэтилнорспермином

11.4 (R)-3-Метилспермидинпредотвращает дедифференцировку клеток HepaRG в ответ на обработку ^^п-диэтилнорспермином

11.5 Верификация данных о DENSpm-индуцированной дедифференцировке клеток HepaRG и роли спермидина как ее регулятора методом транскриптомного анализа

12 Применение плазма-подобной среды «плазмакс» для изучения метаболических нарушений и редокс-биологии при вирусных инфекциях

12.1 Клетки, культивируемые в среде Plasmax, обладают другой морфологией по сравнению с культурой в классической среде

12.2 Среда Plasmax влияет на активность митохондрий

12.3 Plasmax снижает массу лизосом, но не влияет на массу митохондрий

11.4 Plasmax вызывает слияние митохондрий с образованием сетевых структур

12.5. Среда Plasmax снижает скорости и уровни репликации РНК-содержащих вирусов

12.6. Среда Plasmax подходит для исследований в области редокс биологии вирусных инфекций

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему ««Изменения клеточного метаболизма при хронических вирусных инфекциях: от механизмов к иммунному ответу»»

Актуальность проблемы

Вирусные инфекции вызывают одни из наиболее распространенных и опасных заболеваний человека. Так, пандемия нового коронавирусы SARS-CoV-2 к моменту написания данной работы идет уже более двух лет, затронув при этом более 400 млн человек при почти 6 млн смертельных исходах. Борьба с вирусными инфекциями является одной из наиболее актуальных задач современной биомедицины.

Создание новых более эффективных средств диагностики и терапии вирусных заболеваний требует самого тщательного изучения различных аспектов функционирования вирусов. При этом важнейшим направлением таких исследований является исследование (в широком смысле) взаимодействия вирусов с клеткой, в том числе изменения метаболизма клетки-хозяина в процессе инфекции. Данная работа посвящена именно этому направлению, причем основным объектом исследований был вирус гепатита С (ВГС).

ВГС вызывает одно из наиболее распространенных и опасных заболеваний человека. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) первой декады 2000х годов, когда начиналось данное исследование, этим вирусом было инфицировано около 170 млн человек. В настоящее время, по данным ВОЗ, общее число инфицированных снизилось до 58 млн, однако все равно ежегодно около 1,5 млн человек приобретает хроническую форму заболевания. Хроническая форма гепатита С характеризуется высоким риском развития тяжелых патологий печени, таких как цирроз, фиброз и гепатоклеточная карцинома, а также способствует развитию у больных заболеваний крови (криоглобулинемия и неходжскинская лимфома), почек (глорумелонефрит) и иммунной системы (диабет). До 2011 г. терапия хронического гепатита С была основана на применении интерферона альфа комбинации с рибавирином, однако данный вид лечения был малоэффективен - не более 40% инфицированных ВГС отвечало на терапию. В 2011 г в клиническую практику появились т.н. препараты прямого действия, направленные на ингибирование той или иной вирусной функции. В настоящее время повсеместно используются безинтерфероновые комбинации препаратов прямого действия (ингибиторов функций протеазы NS3, РНК-полимеразы и неструктурного белка NS5A), при помощи которых можно вылечить почти всех пациентов. Однако следует подчеркнуть, что все эти лекарственные препараты направлены на борьбу непосредственно с вирусной инфекцией, но не на терапию указанных выше тяжелых патологий, характерных для хронического гепатита С. В то же время даже после излечения хронического гепатита С риск развития и прогрессии фиброза и цирроза печени, а также гепатоцеллюлярной карциномы, остается резко повышенным.

В настоящее время одной из причин развития тяжелых сопутствующих патологий, характерных для хронического гепатита С, считается окислительный стресс (ОС). Известно, что ВГС вызывает ОС в инфицированной клетке, и это может приводить к трансформации гепатоцитов. Точный механизм возникновения окислительного стресса при инфекции ВГС до конца не выяснен, вклад в этот процесс индивидуальных вирусных белков также недостаточно понятен. Поэтому исследование влияния ВГС и его белков на систему защиты клетки от окислительного стресса, а также более детальное изучение механизмов возникновения последнего и ответа на него является актуальной задачей. Не

6

менее важной задачей является выяснение молекулярных механизмов влияния активных форм кислорода (АФК) на различные стадии жизненного цикла вируса.

Биогенные полиамины спермин (Spm), спермидин (Spd) и их предшественник путресцин (Put) присутствуют в клетках в субмилимолярных и милимолярных концентрациях. Они играют роль в разнообразных процессах, в том числе в защите клетки от окислительного стресса. Однако крайне мало известно о влиянии стресса на метаболизм полиаминов, а взаимосвязь между инфекцией ВГС и метаболизмом биогенных полиаминов, а также активностями ферментов-регуляторов этого метаболизма ранее вообще не рассматривалась. Соответственно, исследование этих вопросов также представляется весьма актуальным. Кроме этого, необходимым является связать возможные изменения метаболизма полиаминов в инфицированной клетке с изменениями других метаболических систем.

Известно, что окислительный стресс возникает и при инфекции другими вирусами, в том числе вирусом иммунодефицита, в случае которого он играет важную роль в развитии ассоциированных нейрологических синдромов. Однако механизмы возникновения и подавления окислительного стресса также слабо исследованы, и не все белки вируса, которые его вызывают, идентифицированы. Расширение представлений в этой области тоже представляет собой актуальную задачу.

Степень разработанности темы диссертации

К моменту начала данного исследования было известно, что вирус гепатита С вызывает окислительный стресс, уровни маркеров которого коррелируют с развитием вирус-ассоциированных патологий. Основные работы по выяснению механизмов усиления продукции активных форм кислорода были сконцентрированы на метаболизме ионов кальция и индукции генов NADPH-оксидаз. Считалось, что из десяти белков вируса гепатита С два (белки капсида и NS5A) вызывают окислительный стресс вследствие дисфункции митохондрий из-за выброса ионов кальция, а белок капсида может и усиливать экспрессию NADPH-оксидаз 1 и 4. При этом другие механизмы не рассматривались. Не было данных и о регуляции вирусом систем защиты клетки от окислительного стресса -каскада Nrf2/ARE, который регулирует экспрессию ферментов метаболизма глутатиона, глутатионпероксидаз, пероксиредоксинов, а разрозненные данные касались в основном каталазы и супероксиддисмутаз.

Исследования влияния вируса гепатита С на метаболические системы клетки-хозяина также были весьма скромны. Немногочисленные работы в этой области касались в основном путей гликолиза, глутаминолиза и метаболизма жирных кислот. При этом пути метаболизма аминокислот (кроме глутамина/глутамата) не были исследованы Изучение связи метаболизма биогенных полиаминов с вирусными инфекциями было прекращено в 1980е годы по непонятным причинам, и данные того времени были основаны на неполном понимании этой метаболической системы и касались других вирусов. Работы последних лет о роли полиаминов в репликации вирусов касались лишь литических вирусных инфекций (буньявирусы, энтеровирусы и др.) и абсолютно не рассматривали обратную задачу - анализ влияния вирусов на метаболизм спермина и спермидина.

Цели и задачи исследования

Целью работы являлось исследование влияния белков вируса гепатита С и некоторых других вирусов на регуляцию редокс-систем и ряда метаболических путей клетки. Для достижения данной цели в работе были сформулированы следующие задачи:

1. Создать удобный и эффективный вектор для экспрессии генов ключевых неструктурных белков ВГС и вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) для их получения в количествах, требуемых для выполнения биохимических и иммунологических экспериментов. С их помощью исследовать различные соединения нуклеозидной и ненуклеозидной природы в качестве ингибиторов ферментов ВГС и оценить их противовирусную активность в клеточных системах.

2. Исследовать механизмы индукции окислительного стресса белками ВГС. Установить неизвестные источники активных форм кислорода. Изучить возможную регуляцию белками вируса гепатита С Nrf2/ARE каскада - основной системы защиты клетки от окислительного стресса.

3. Выявить возможное участие белков других вирусов, в том числе обратной транскриптазы ВИЧ и антигенов вируса гепатита дельта в индукции окислительного стресса и активации Nrf2/ARE каскада.

4. Установить возможные редокс-зависимые механизмы регуляции репликации вируса гепатита С.

5. Исследовать нарушения метаболизма биогенных полиаминов при окислительном стрессе в неинфицированной клетке и установить механизмы этих нарушений.

6. Изучить возможные нарушения метаболизма биогенных полиаминов и связанных метаболических путей при инфекции вирусом гепатита С и экспрессии его белков, а также исследовать роль полиаминов в репликации вируса и функционировании его ферментов in vitro.

7. Исследовать изменения редокс-метаболизма клеток в норме и при вирусных инфекциях при культивировании в плазма-подобной среде.

Научная новизна

В работе предложен новый вектор для экспрессии белков вирусов и млекопитающих в клетках Escherichia coli, и показана его эффективность на примере неструктурных белков NS3, NS5A и NS5B вируса гепатита С, антигенов вируса гепатита дельта, обратной транскриптазы ВИЧ, обратной транскриптазы теломеразы и др. На примере белка NS5B ВГС продемонстрировано, что данный вектор позволяет нарабатывать даже те мутантные формы белков, которые практически не экспрессируются с помощью коммерчески-доступных векторов. Это позволило охарактеризовать новые типы ингибиторов репликации вируса гепатита С, в том числе аналоги рибавирина и производные пиримидина.

Впервые установлено, что среди белков ВГС окислительный стресс вызывают не только выявленные ранее белки капсида и NS5A, но и гликопротеины оболочки Е1 и Е2 и регуляторный белок NS4B. Расширены представления о механизмах продукции активных форм кислорода в клетках, экспрессирующих белки капсида и NS5A: обнаружены индуцируемые ими новые АФК-генерирующие ферменты; для белка капсида установлен детальный механизм кальций-зависимой дисфункции митохондрий. В случае белка NS5A опровергнут предложенный ранее механизм возникновения окислительного стресса и предложен альтернативный. Впервые показано, что белки вируса активируют и регуляторный каскад №£2/АКЕ, контролирующий экспрессию ряда генов белков системы защиты клетки от окислительного стресса, и установлены механизмы такой активации. Впервые продемонстрировано, что вирус-зависимое усиление экспрессии гена антиоксидантного фермента, а именно глутатионпероксидазы 4, необходимо для поддержания инфекционности вирионов. Впервые показано, что окислительный стресс и активация Nrf2/ARE каскада возникают в ответ на экспрессию и белков других вирусов: обратной транскриптазы вируса иммунодефицита человека и белка NS1 вируса клещевого энцефалита, а также при репликации вируса гепатита дельта.

Впервые для вируса гепатита С продемонстрировано, что один из его белков, NS5B, подвергается S-глутатионилированию, регулирующему ферментативную активность.

Расширены представления о связи окислительного стресса и метаболизма биогенных полиаминов. Впервые установлено, что окислительный стресс является не только следствием, но в ряде случаев и причиной активации метаболизма спермина и спермидина, что происходит в ответ на №£2-зависимое усиление экспрессии двух ключевых ферментов их биосинтеза и деградации - орнитиндекарбоксилазы (ODC) и спермидин/спермин-Ы^-ацетилтрансферазы (SSAT). Впервые для линии клеток печени показано, что активация катаболизма полиаминов вызывает дедифференцировку клеток, и разграничены функции спермина и спермидина.

Впервые продемонстрировано, что ВГС нарушает три связанных клеточных метаболических пути: биогенных полиаминов, пролина и цикла мочевины. Найдено, что полиамины регулируют репликацию вируса, так как ингибиторы их метаболизма обладают выраженной анти-ВГС активностью. Впервые установлено, что ингибирование биосинтеза полиаминов позволяет подавить продукцию провоспалительного цитокина фактор некроза опухолей а (ТОТа) и профиброзного цитокина трансформирующий фактор роста Р1 (TGFp 1), тогда как блокирование полиаминоксидаз не только ингибирует репликацию ВГС, но и восстанавливает чувствительность клеток лейкемии ТНР1, инфицированных цитомегаловирусом, к противоопухолевому препарату доксорубицину.

Теоретическое и практическое значение работы

В работе существенно расширены данные о механизмах влияния вируса гепатита С на редокс-системы клетки, включая ферменты, генерирующие активные формы кислорода и антиоксидантные ферменты. Предложена модель возникновения окислительного стресса при экспрессии двух белков вируса. Впервые установлено, что ВГС не только вызывает стресс, но и активирует защитные системы клетки. В работе осуществлен переход от концепции «окислитительного стресса» к более современной теории «редокс-

переключателей» (redox switches), и продемонстрировано, что белок NS5B вируса является таким переключателем, так как его редокс-зависимая посттрансляционная модификация -S-глутатионилирование регулирует РНК-полимеразную активность. Полученные данные были далее применены к другим объектам: белкам вируса гепатита дельта, обратной транскриптазе ВИЧ и неструктурному белку NS1 вируса клещевого энцефалита, для которых также была показана как индукция окислительного стресса, так и активация защитных антиоксидантных систем.

Показана взаимосвязь между инфекцией вирусом гепатита С, окислительным стрессом и метаболизмом биогенных полиаминов. Впервые изменения метаболизма полиаминов рассмотрены не как причина, а так следствие окислительного стресса, и выявлен фактор транскрипции Nrf2 как связующий регулятор этой метаболической системы. Продемонстрировано, что те же белки, которые вызывают окислительный стресс и активируют данный фактор, влияют на метаболизм полиаминов. Продемонстировано, что вирус гепатита С может усиливать экспрессию сперминоксидазы - фермента, который в том числе обуславливает канцерогенность бактерии Helicobacter pylori. Среди ингибиторов метаболизма полиаминов найдены соединения, блокирующие репликацию вируса гепатита С. Наконец, установлены изменения двух других связанных метаболических систем -пролина и цикла мочевины, и данная информация вместе с литературными данными дает систематическую картину о влиянии ВГС на метаболизм клетки-хозяина.

Полученная в диссертационной работе информация может быть использована для выяснения механизмов патогенеза инфекций и создания стратегий профилактики и терапии вирус-ассоциированных заболеваний и самой вирусной инфекции. Практическое значение могут иметь данные о том, что некоторые ингибиторы метаболизма полиаминов подавляют репликацию вируса гепатита С, а также могут выступать в качестве иммуностимулирующих агентов во время экспериментальной вакцинации, а также для преодоления лекарственной устойчивости некоторых видов опухолевых клеток к противораковым препаратам. Полученный в диссертационной работе вектор экспрессии может быть использован другими лабораториями для наработки целевых белков для проведения различных исследований их физико-химических, биохимических и иммунологических свойств.

Методология и методы исследования

Работа выполнена с использованием широкого спектра современных методов биохимии, молекулярной и клеточной биологии и вирусологии. Основным объектом исследования был вирус гепатита С, а получаемые знания и методы исследования затем переносились на другие объекты - вирусы иммунодефицита человека, вирус гепатита дельта, вирус клещевого энцефалита. Работа проводилась с использованием неинфекционных и инфекционных моделей - клеточных линий, инфицированных вирусомами, несущих автономно реплицирующиеся их геномы или гиперэкспрессирующих отдельные белки вирусов. Изучение метаболизма клеток проводилось с использованием как классических, так и физиологически-релевантных плазма-подобных культуральных сред.

Положения, выносимые на защиту

Созданный в работе двуцистронный вектор позволяет экспрессировать широкий спектр белков различных вирусов и белков клетки-хозяина с высоким выходом.

1-(ю-Феноксиалкил)-производные урацила являются блокаторами репликации вируса гепатита С, причем механизм их действия не связан с ингибированием вирусных ферментов. Симметричные бис-бензоимидазолы представляют собой ингибиторы хеликазы вируса гепатита С, причем механизм их действия основан не на связывании с малой бороздкой дуплекса нуклеиновых кислот. 5-Замещенные производные рибавирина обладают слабой противовирусной активностью в отношении вируса гепатита С.

Пять белков вируса гепатита С (белок капсида, гликопротеины Е1 и Е2, неструктурные белки NS4B и NS5A) вызывают в клетках окислительный стресс. Наиболее высокой прооксидантной активностью обладает белок капсида. Белки капсида и NS5A вызывают повышение продукции активных форм кислорода вследствие усиления экспрессии NADPH-оксидаз 1 и 4 и цитохрома Р450 2Е1. Белок капсида также повышает уровень экспрессии оксидоредуктина эндоплазматического ретикулума 1а, который не только непосредственно продуцирует пероксид водорода, на и участвует в усилении транслокации ионов кальция из ЭР в митохондрии и последующей митохондриальной дисфункции.

Пять белков вируса гепатита С (капсида, Е1, Е2, NS4B и NS5A) активируют каскад Nrf2/ARE, защищающий клетку от окислительного стресса. Наибольшей активностью обладает белок капсида. В случае всех пяти белков активация каскада происходит по двум механизмам: АФК-зависимом и АФК-независимом. АФК-зависимый механизм заключается в фосфорилировании фактора транскрипции Nrf2 протеинкиназой С с последующей транслокацией фактора из цитоплазмы в ядро. АФК-независимый механизм в случае белков капсида и NS5A включает активацию фактора Nrf2 фосфоинозитол-3-киназой и казеинкиназой 2, а в случае трех других белков предположительно связан с протеинкиназой PERK. Кроме каскада Nrf2/ARE, вирус гепатита С усиливает экспрессию и ряда других антиоксидантных генов, в т.ч. глутатионпероксидазы 4 для защиты вирионов от инактивации продуктами окисления липидов.

Ключевой фермент репликационного комплекса вируса гепатита С - белок NS5B подвергается S-глутатионилированию (редокс-зависимому типу посттрансляционной модификации белков), которое снижает его РНК-полимеразную активность. Модицируемые остатки цистеина важны для репликации вируса в клетке.

Обратная транскриптаза и интеграза ВИЧ-1, а также белок NS1 вируса клещевого энцефалита и антигены вируса гепатита дельта также вызывают окислительный стресс и активируют защитный каскад Nrf2/ARE. Кроме того, большой антиген вируса гепатита дельта вызывает стресс эндоплазматического ретикулума и связанный с ним ответ на «несвернутые» белки.

Окислительный стресс в клетках гепатомы Huh7 вызывает усиление экспрессии двух ключевых ферментов метаболизма биогенных полиаминов - орнитиндекарбоксилазы (ODC) и спермидин/спермин-Ы^-ацетилтрансферазы (SSAT), что приводит к повышению

11

уровней спермина и спермидина. Механизм заключается в активации транскрипции фактором Nrf2, а в случае кодирующего SSAT гена - и NF-kB.

Вирус гепатита С нарушает метаболизм биогенных полиаминов в клетках, а также ряда связанных с ними путей: цикла мочевины и метаболизма пролина. В неинфекционных моделях происходит кратковременное усиление экспрессии ODC и SSAT и продолжительное - сперминоксидазы (SMO), приводящее к понижению внутриклеточных концентраций спермина и спермидина. В то же время в инфекционной системе имеет место усиление транскрипции всех трех генов, также приводящее к изменению уровней полиаминов. Ингибиторы ODC и SMO подавляют репликацию вируса гепатита С за счет повышения концентраций спермина/спермидина. Полиамины замедляют хеликазную реакцию, катализируемую белком NS3 вируса.

Вирус гепатита С вызывает усиление катаболизма пролина, повышая уровни экспрессии пролиндегидрогеназы, и нарушает цикл мочевины за счет резкого снижения экспрессии аргиназы 1. Эти изменения приводят к повышению внутриклеточной концентрации аргинина и снижению концентрации пролина.

Активация катаболизма полиаминов приводит к дедифференцировке гепатоцитов, причем ключевым регуляторов статуса дифференциации клеток является спермидин. Низкомолекулярные ингибиторы метаболизма полиаминов могут быть использованы для повышения чувствительности раковых клеток к противоопухолевым препаратам, а также для усиления иммунного ответа к белкам вируса гепатита С.

Культивирование клеток млекопитающих в среде Plasmax, имитирующей состав плазмы крови человека, меняет метаболизм, усиливая дыхание митохондрий, что коррелирует с образованием митохондриальной сети в клетках. Кроме того, среда Plasmax снижает массу лизосом и ингибирует репликацию РНК-содержащих вирусов, включая ВГС, вирус гриппа А и SARS-CoV-2. Однако все эти вирусы проявляют более выраженную способность вызывать усиление продукции активных форм кислорода, чем в случае использования классических сред

Личный вклад автора

Все представленные данные получены автором или под его непосредственным руководством. Автор осуществлял планирование экспериментальной работы и дизайн экспериментов, выбор методов, анализ результатов и подготовку их к публикации.

Степень достоверности и апробация результатов

Результаты работы были опубликованы в рецензируемых научных журналах (в том числе в Gut, Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Viruses, Antioxidants, International Journal of Molecular Sciences, Cells, Vaccines, Biochimie и других).

Материалы диссертации докладывались на международных конференциях, включая 19th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses (Venice, Italy, October 2012), 38й Конгресс Федерации европейских биохимических обществ 2013 "Биологические механизмы", 17th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses (Pacifico

Yokohama, Japan, September 2010), 18th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses (Seattle, Washington, USA, September 2011), IX Annual Conference of New Visby Network on Hepatitis C (St. Petersburg, Russia, April 2012), 21st Annual conference of Society of Free Redical Biology and Medicine (Seattle, USA, 2014), 22d Annual conference of Society of Free Redical Biology and Medicine (Boston, USA, 2015), 24th Annual conference of Society of Redox Biology and Medicine (Baltimore, USA, 2017), 25th Annual conference of Society of Redox Biology and Medicine (Chicago, USA, 2018), Polyamine Gordon Research Conference (Waterville Valley, New Hampshire, USA, 2015 и 2019), Монотематической конференции Европейской ассоциации изучения печени (EASL) «Translational Research in Chronic Viral Hepatitis» (Лион, Франция, 2013), 49й Ежегодной встрече EASL «The International Liver Congress 2014» (Лондон, Великобритания, 2014), Конференции EASL по вирусным гепатитам «Translational research in viral hepatitis: Addressing the gaps for cure» (Афины, Греция, 2020), Школе молодых ученых «Редокс регуляция в биологических системах» (Москва, 2018 и 2019), конференции «Vaccines and vaccination» (Москва, 2017), IX Ежегодной конференции New Visby Network on Hepatitis C (Санкт-Петербург, 2012), X Ежегодной конференции New Visby Network on Hepatitis C (Рига, Латвия, 2013),конференции «Chronic viral infections and cancer, opening for vaccines" (Москва, 2021).

Основные научные результаты диссертации изложены в 42 статьях, опубликованных в рецензируемых изданиях, включая нижеследующие 31 публикации за последние 10 лет (2013 -2022) в научных изданиях первого и второго квартилей (Q1 и Q2, соответственно), индексируемых в международных базах данных Web of Science и Scopus.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

1 СОЗДАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ ПРЕПАРАТИВНОЙ ЭКСПРЕССИИ ВИРУСНЫХ БЕЛКОВ

1.1 Продуценты неструктурного белка NS5B

Поскольку основная масса экспериментов в работе была посвящена исследованиям вируса гепатита С, мы сочли уместным в начале изложения в самой краткой форме изложить основные данные о структуре и жизненном цикле ВГС. Подробные сведения об этом можно видеть в обзорах [1,2,3].

Вирус гепатита С представляет собой оболочечный РНК-содержащий вирус, относящийся к роду Hepacivirus семейства Flaviviridae. До недавнего времени ВГС являлся единственным представителем рода Hepacivirus, однако в 2012 г был идентифицирован вирус гепацивирус собак (canine hepacivirus, CHV), который также был отнесен к нему [4]. Кроме того, появляются отдельные свидетельства существования у лошадей и грызунов и иных гепацивирусов [5,6]. К родам Flavivirus и Pestivirus, также входящим в семейство Flaviviridae, относится большое число различных вирусов, в т.ч. вирус жёлтой лихорадки (YFV), вирус Западного Нила (WNV), вирус денге (DV), вирус клещевого энцефалита (TBV) и вирус диареи крупного рогатого скота (BVDV).

Геном вируса гепатита С представляет собой (+)-цепь (кодирующую) РНК длиной около 9600 нуклеотидов. Она содержит одну открытую рамку считывания, ограниченную 5'- и З'-нетранслируемым повторами (UTR). 5'-UTR содержит сайт внутренней посадки рибосом (IRES), которые обеспечивает трансляцию открытой рамки считывания по кэп-независимому механизму. Открытая рамка считывания кодирует полипептид длиной около 3011 аминокислотных остатков. Его протеолитический процессинг приводит к образованию десяти белков, три из которых являются структурными (С, Е1 и Е2), а три считаются неструктурными (р7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A и NS5B). Кроме того, практически сразу после точки старта трансляции в геномной РНК находится сигнал сдвига рамки считывания, которые обеспечивает образование еще одного, одиннадцатого, белка вируса - F. Их основные функции приведены в Таблице 1. Основных моделей изучения стадий жизненного цикла вируса две. Первая представляет собой репликоны различных генотипов вируса - линии клеток гепатомы Huh7 или Huh7.5 (единственные пермиссивные линии), несущие автономно реплицирующиеся полноразмерные или субгеномные РНК ВГС [7,8,9]. Вторая, инфекционная, система (HCVcc) основана на той же линии Huh7.5,

которую инфицируют вирусом уникального изолята генотипа 1b от больного с фульминантной формой болезни - JFH1 (Japanese Fulminant Hepatitis) [10,11]. В этой линии воспроизводятся все стадии жизненного цикла вируса.

Таблица 1. Основные функции белков вируса гепатита С

Название Функции

Белок капсида (С-белок) Образует нуклеокапсид вируса, играет роль в сборке вирионов, регулирует ряд сигнальных путей, вызывает окислительный стресс

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Иванов Александр Владимирович, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1] B.D. Lindenbach, C.M. Rice, Unravelling hepatitis C virus replication from genome to

function, Nature 436 (2005) 933-938.

[2] S.M. Lemon, C.M. Walker, M.J. Alter, M.-K. Yi, Hepatitis C virus, in: D.M. Knipe, P.M.

Howley (Eds.), Fields Virology, Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia, 2007, pp. 1253-1304.

[3] H C. Li, C.H. Yang, S.Y. Lo, Hepatitis C Viral Replication Complex, Viruses 13 (2021).

[4] A. Kapoor, P. Simmonds, G. Gerold, N. Qaisar, K. Jain, J.A. Henriquez, C. Firth, D.L.

Hirschberg, C.M. Rice, S. Shields, W.I. Lipkin, Characterization of a canine homolog of hepatitis C virus, Proc Natl Acad Sci U S A 108 (2011) 11608-11613.

[5] J.F. Drexler, V.M. Corman, M.A. Muller, A.N. Lukashev, A. Gmyl, B. Coutard, A. Adam, D.

Ritz, L.M. Leijten, D. van Riel, R. Kallies, S.M. Klose, F. Gloza-Rausch, T. Binger, A. Annan, Y. Adu-Sarkodie, S. Oppong, M. Bourgarel, D. Rupp, B. Hoffmann, M. Schlegel, B.M. Kummerer, D.H. Kruger, J. Schmidt-Chanasit, A.A. Setien, V.M. Cottontail, T. Hemachudha, S. Wacharapluesadee, K. Osterrieder, R. Bartenschlager, S. Matthee, M. Beer, T. Kuiken, C. Reusken, E.M. Leroy, R.G. Ulrich, C. Drosten, Evidence for novel hepaciviruses in rodents, PLoS Pathog 9 (2013) e1003438.

[6] S. Lyons, A. Kapoor, C. Sharp, B.S. Schneider, N.D. Wolfe, G. Culshaw, B. Corcoran, B.C.

McGorum, P. Simmonds, Nonprimate hepaciviruses in domestic horses, United kingdom, Emerg Infect Dis 18 (2012) 1976-1982.

[7] V. Lohmann, F. Korner, J. Koch, U. Herian, L. Theilmann, R. Bartenschlager, Replication of

subgenomic hepatitis C virus RNAs in a hepatoma cell line, Science 285 (1999) 110-113.

[8] K.J. Blight, J.A. McKeating, C.M. Rice, Highly permissive cell lines for subgenomic and

genomic hepatitis C virus RNA replication, J Virol 76 (2002) 13001-13014.

[9] T. Kato, T. Date, M. Miyamoto, A. Furusaka, K. Tokushige, M. Mizokami, T. Wakita, Efficient

replication of the genotype 2a hepatitis C virus subgenomic replicon, Gastroenterology 125 (2003)1808-1817.

[10] T. Wakita, T. Pietschmann, T. Kato, T. Date, M. Miyamoto, Z. Zhao, K. Murthy, A.

Habermann, H.G. Krausslich, M. Mizokami, R. Bartenschlager, T.J. Liang, Production of infectious hepatitis C virus in tissue culture from a cloned viral genome, Nat Med 11 (2005) 791-796.

[11] J. Zhong, P. Gastaminza, G. Cheng, S. Kapadia, T. Kato, D.R. Burton, S.F. Wieland, S.L.

Uprichard, T. Wakita, F.V. Chisari, Robust hepatitis C virus infection in vitro, Proc Natl Acad Sci U S A 102 (2005) 9294-9299.

[12] T. Asselah, P. Marcellin, Interferon free therapy with direct acting antivirals for HCV, Liver

Int 33 Suppl 1 (2013) 93-104.

[13] E. Ferrari, J. Wright-Minogue, J.W. Fang, B.M. Baroudy, J.Y. Lau, Z. Hong, Characterization

of soluble hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase expressed in Escherichia coli, J Virol 73 (1999) 1649-1654.

[14] L. Tomei, R.L. Vitale, I. Incitti, S. Serafini, S. Altamura, A. Vitelli, R. De Francesco,

Biochemical characterization of a hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase mutant lacking the C-terminal hydrophobic sequence, J Gen Virol 81 (2000) 759-767.

[15] J.W. Oh, T. Ito, M.M. Lai, A recombinant hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase

capable of copying the full-length viral RNA, J Virol 73 (1999) 7694-7702.

[16] E. Denkovskiene, S. Paskevicius, S. Werner, Y. Gleba, A. Razanskiene, Inducible Expression

of Agrobacterium Virulence Gene VirE2 for Stringent Regulation of T-DNA Transfer in Plant Transient Expression Systems, Mol Plant Microbe Interact 28 (2015) 1247-1255.

[17] V. Lohmann, F. Korner, U. Herian, R. Bartenschlager, Biochemical properties of hepatitis C

virus NS5B RNA-dependent RNA polymerase and identification of amino acid sequence motifs essential for enzymatic activity, J Virol 71 (1997) 8416-8428.

[18] N. Ivashkina, B. Wolk, V. Lohmann, R. Bartenschlager, H.E. Blum, F. Penin, D. Moradpour,

The hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase membrane insertion sequence is a transmembrane segment, J Virol 76 (2002) 13088-13093.

[19] J. Schmidt-Mende, E. Bieck, T. Hugle, F. Penin, C M. Rice, H.E. Blum, D. Moradpour,

Determinants for membrane association of the hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase, J Biol Chem 276 (2001) 44052-44063.

[20] R. Novy, D. Drott, K. Yaeger, Mierendorf, R., Overcoming the codon bias of E. coli for

enhanced protein expression, InNovations. Newsletter of Novagen, Inc., 2001, pp. 1-3.

[21] G. Faust, A. Stand, D. Weuster-Botz, IPTG can replace lactose in auto-induction media to

enhance protein expression in batch-cultured Escherichia coli, Engineering in Life Sciences 15 (2015) 1618-.

[22] V.J. Leveque, R.B. Johnson, S. Parsons, J. Ren, C. Xie, F. Zhang, Q.M. Wang, Identification

of a C-terminal regulatory motif in hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase: structural and biochemical analysis, J Virol 77 (2003) 9020-9028.

[23] D. Maag, C. Castro, Z. Hong, C.E. Cameron, Hepatitis C virus RNA-dependent RNA

polymerase (NS5B) as a mediator of the antiviral activity of ribavirin, J Biol Chem 276 (2001) 46094-46098.

[24] T. Adachi, H. Ago, N. Habuka, K. Okuda, M. Komatsu, S. Ikeda, K. Yatsunami, The essential

role of C-terminal residues in regulating the activity of hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase, Biochim Biophys Acta 1601 (2002) 38-48.

[25] B.K. Bhandari, C.S. Lim, D.M. Remus, A. Chen, C. van Dolleweerd, P.P. Gardner, Analysis

of 11,430 recombinant protein production experiments reveals that protein yield is tunable by synonymous codon changes of translation initiation sites, PLoS Comput Biol 17 (2021) e1009461.

[26] A.V. Ivanov, A.N. Korovina, V.L. Tunitskaya, D A. Kostyuk, V.O. Rechinsky, M.K.

Kukhanova, S.N. Kochetkov, Development of the system ensuring a high-level expression of hepatitis C virus nonstructural NS5B and NS5A proteins, Protein Expr Purif 48 (2006) 14-23.

[27] A. Das, C. Yanofsky, A ribosome binding site sequence is necessary for efficient expression

of the distal gene of a translationally-coupled gene pair, Nucleic Acids Res 12 (1984) 47574768.

[28] B.E. Schoner, R.M. Belagaje, R.G. Schoner, Translation of a synthetic two-cistron mRNA in

Escherichia coli, Proc Natl Acad Sci U S A 83 (1986) 8506-8510.

[29] А.В. Муковня, В.Л. Туницкая, А.Л. Хандажинская, Н.А. Голубева, Н.Ф. Закирова, А.В.

Иванов, М.К. Куханова, С.Н. Кочетков, Хеликаза/ЫТРаза вируса гепатита С: эффективная система экспрессии и новые ингибиторы, Биохимия 73 (2008) 822-832.

[30] V.L. Tunitskaya, A.V. Mukovnya, A.A. Ivanov, A.V. Gromyko, A.V. Ivanov, S.A. Streltsov,

A.L. Zhuze, S.N. Kochetkov, Inhibition of the helicase activity of the HCV NS3 protein by symmetrical dimeric bis-benzimidazoles, Bioorg Med Chem Lett 21 (2011) 5331-5335.

[31] E. Starodubova, A. Boberg, A. Ivanov, O. Latyshev, N. Petrakova, Y. Kuzmenko, M. Litvina,

A. Chernousov, S. Kochetkov, V. Karpov, B. Wahren, M.G. Isaguliants, Potent cross-reactive immune response against the wild-type and drug-resistant forms of HIV reverse transcriptase after the chimeric gene immunization, Vaccine 28 (2010) 1975-1986.

[32] M.S. Novikov, O.N. Ivanova, A.V. Ivanov, A.A. Ozerov, V.T. Valuev-Elliston, K.

Temburnikar, G.V. Gurskaya, S.N. Kochetkov, C. Pannecouque, J. Balzarini, K.L. Seley-Radtke, 1-[2-(2-Benzoyl- and 2-benzylphenoxy)ethyl]uracils as potent anti-HIV-1 agents, Bioorg Med Chem 19 (2011) 5794-5802.

[33] J. Jansons, E. Bayurova, D. Skrastina, A. Kurlanda, I. Fridrihsone, D. Kostyushev, A.

Kostyusheva, A. Artyuhov, E. Dashinimaev, D. Avdoshina, A. Kondrashova, V. Valuev-Elliston, O. Latyshev, O. Eliseeva, S. Petkov, M. Abakumov, L. Hippe, I. Kholodnyuk, E. Starodubova, T. Gorodnicheva, A. Ivanov, I. Gordeychuk, M. Isaguliants, Expression of the Reverse Transcriptase Domain of Telomerase Reverse Transcriptase Induces Lytic

166

Cellular Response in DNA-Immunized Mice and Limits Tumorigenic and Metastatic Potential of Murine Adenocarcinoma 4T1 Cells, Vaccines (Basel) 8 (2020).

[34] A. Magri, A.A. Ozerov, V.L. Tunitskaya, V.T. Valuev-Elliston, A. Wahid, M. Pirisi, P.

Simmonds, A.V. Ivanov, M.S. Novikov, A.H. Patel, Exploration of acetanilide derivatives of 1-(omega-phenoxyalkyl)uracils as novel inhibitors of Hepatitis C Virus replication, Sci Rep 6 (2016) 29487.

[35] M.K. Kukhanova, V.L. Tunitskaya, O.A. Smirnova, O.A. Khomich, N.F. Zakirova, O.N.

Ivanova, R. Ziganshin, B. Bartosch, S.N. Kochetkov, A.V. Ivanov, Hepatitis C Virus RNA-Dependent RNA Polymerase Is Regulated by Cysteine S-Glutathionylation, Oxid Med Cell Longev 2019 (2019)3196140.

[36] А.Н. Коровина, В.Л. Туницкая, М.А. Хомутов, А.Р. Симонян, А.Р. Хомутов, А.В.

Иванов, С.Н. Кочетков, Биогенные полиамины спермин и спермидин стабилизируют РНК-полимеразу и ингибируют РНК-хеликазу вируса гепатита С, Биохимия 77 (2012)1414-1423.

[37] M.V. Chudinov, A.V. Matveev, A.N. Prutkov, I.D. Konstantinova, I.V. Fateev, V.S. Prasolov,

O.A. Smirnova, A.V. Ivanov, G.A. Galegov, P.G. Deryabin, Novel 5-alkyl(aryl)-substituted ribavirine analogues: synthesis and antiviral evaluation, Mendeleev Communications 26 (2016) 214-216.

[38] O.V. Masalova, E.I. Lesnova, R.R. Klimova, A.V. Ivanov, A.A. Kushch, Mesenchymal Stem

Cells Can Both Enhance and Inhibit the Cellular Response to DNA Immunization by Genes of Nonstructural Proteins of the Hepatitis C Virus, Int J Mol Sci 22 (2021).

[39] O.V. Masalova, E.I. Lesnova, R.R. Klimova, ED. Momotyuk, V.V. Kozlov, A.M. Ivanova,

O.V. Payushina, N.N. Butorina, N.F. Zakirova, A.N. Narovlyansky, A.V. Pronin, A.V. Ivanov, A.A. Kushch, Genetically Modified Mouse Mesenchymal Stem Cells Expressing Non-Structural Proteins of Hepatitis C Virus Induce Effective Immune Response, Vaccines (Basel) 8 (2020).

[40] E.I. Lesnova, O.V. Masalova, K.Y. Permyakova, V.V. Kozlov, T.N. Nikolaeva, A.V. Pronin,

V.T. Valuev-Elliston, A.V. Ivanov, A.A. Kushch, Difluoromethylornithine (DFMO), an Inhibitor of Polyamine Biosynthesis, and Antioxidant N-Acetylcysteine Potentiate Immune Response in Mice to the Recombinant Hepatitis C Virus NS5B Protein, Int J Mol Sci 22 (2021).

[41] О. Масалова, Е. Леснова, А. Онищук, А. Иванова, Е. Герасимова, А. Иванов, А.

Наровлянский, А. Санин, А. Пронин, А. Кущ, Полипренилфосфаты индуцируют высокий гуморальный и клеточный ответ на иммунизацию рекомбинантными

белками репликативного комплекса вируса гепатита C, Доклады академии наук 482 (2018) 459-462.

[42] J. Morry, W. Ngamcherdtrakul, W. Yantasee, Oxidative stress in cancer and fibrosis:

Opportunity for therapeutic intervention with antioxidant compounds, enzymes, and nanoparticles, Redox Biol 11 (2017) 240-253.

[43] K. Reyes-Gordillo, R. Shah, P. Muriel, Oxidative Stress and Inflammation in Hepatic

Diseases: Current and Future Therapy, Oxid Med Cell Longev 2017 (2017) 3140673.

[44] O. Khomich, A.V. Ivanov, B. Bartosch, Metabolic Hallmarks of Hepatic Stellate Cells in

Liver Fibrosis, Cells 9 (2019).

[45] A.V. Ivanov, V.T. Valuev-Elliston, O.N. Ivanova, S.N. Kochetkov, E S. Starodubova, B.

Bartosch, M.G. Isaguliants, Oxidative Stress during HIV Infection: Mechanisms and Consequences, Oxid Med Cell Longev 2016 (2016) 8910396.

[46] M.G. Isaguliants, B. Bartosch, A.V. Ivanov, Redox Biology of Infection and Consequent

Disease, Oxid Med Cell Longev 2020 (2020) 5829521.

[47] A.V. Ivanov, B. Bartosch, M.G. Isaguliants, Oxidative Stress in Infection and Consequent

Disease, Oxid Med Cell Longev 2017 (2017) 3496043.

[48] H. Sies, Oxidative stress, Orlando : Academic Press, London, 1985.

[49] H. Sies, Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine, Redox Biol 4 (2015) 180-

183.

[50] A.V. Ivanov, B. Bartosch, O.A. Smirnova, M.G. Isaguliants, S.N. Kochetkov, HCV and

oxidative stress in the liver, Viruses 5 (2013) 439-469.

[51] A.V. Ivanov, V.T. Valuev-Elliston, D A. Tyurina, O.N. Ivanova, S.N. Kochetkov, B.

Bartosch, M.G. Isaguliants, Oxidative stress, a trigger of hepatitis C and B virus-induced liver carcinogenesis, Oncotarget 8 (2017) 3895-3932.

[52] O.A. Khomich, S.N. Kochetkov, B. Bartosch, A.V. Ivanov, Redox Biology of Respiratory

Viral Infections, Viruses 10 (2018).

[53] M. Okuda, K. Li, MR. Beard, L A. Showalter, F. Scholle, SM. Lemon, S.A. Weinman,

Mitochondrial injury, oxidative stress, and antioxidant gene expression are induced by hepatitis C virus core protein, Gastroenterology 122 (2002) 366-375.

[54] M. Korenaga, T. Wang, Y. Li, L A. Showalter, T. Chan, J. Sun, S.A. Weinman, Hepatitis C

virus core protein inhibits mitochondrial electron transport and increases reactive oxygen species (ROS) production, J Biol Chem 280 (2005) 37481-37488.

[55] G. Gong, G. Waris, R. Tanveer, A. Siddiqui, Human hepatitis C virus NS5A protein alters

intracellular calcium levels, induces oxidative stress, and activates STAT-3 and NF-kappa B, Proc Natl Acad Sci U S A 98 (2001) 9599-9604.

[56] A.V. Ivanov, O.A. Smirnova, O.N. Ivanova, O.V. Masalova, S.N. Kochetkov, M.G.

Isaguliants, Hepatitis C virus proteins activate NRF2/ARE pathway by distinct ROS-dependent and independent mechanisms in HUH7 cells, PLoS One 6 (2011) e24957.

[57] M.G. Isaguliants, N.V. Petrakova, E.V. Kashuba, Y.G. Suzdaltzeva, S.V. Belikov, V.V.

Mokhonov, A.G. Prilipov, L. Matskova, I.S. Smirnova, C. Jolivet-Reynaud, E. Nordenfelt, Immunization with hepatitis C virus core gene triggers potent T-cell response, but affects CD4+ T-cells, Vaccine 22 (2004) 1656-1665.

[58] J.M. Vrolijk, A. Kaul, B E. Hansen, V. Lohmann, B.L. Haagmans, S.W. Schalm, R.

Bartenschlager, A replicon-based bioassay for the measurement of interferons in patients with chronic hepatitis C, J Virol Methods 110 (2003) 201-209.

[59] B. Kalyanaraman, V. Darley-Usmar, K.J. Davies, P.A. Dennery, H.J. Forman, M.B. Grisham,

G.E. Mann, K. Moore, L.J. Roberts, 2nd, H. Ischiropoulos, Measuring reactive oxygen and nitrogen species with fluorescent probes: challenges and limitations, Free Radic Biol Med 52 (2012) 1-6.

[60] W.O. Carter, P.K. Narayanan, J.P. Robinson, Intracellular hydrogen peroxide and superoxide

anion detection in endothelial cells, J Leukoc Biol 55 (1994) 253-258.

[61] B.R. Imhoff, J.M. Hansen, Tert-butylhydroquinone induces mitochondrial oxidative stress

causing Nrf2 activation, Cell Biol Toxicol 26 (2010) 541-551.

[62] R.J. Kaufman, Stress signaling from the lumen of the endoplasmic reticulum: coordination of

gene transcriptional and translational controls, Genes Dev 13 (1999) 1211-1233.

[63] S.W. Chan, P.A. Egan, Hepatitis C virus envelope proteins regulate CHOP via induction of

the unfolded protein response, Faseb J 19 (2005) 1510-1512.

[64] Y. Zheng, B. Gao, L. Ye, L. Kong, W. Jing, X. Yang, Z. Wu, L. Ye, Hepatitis C virus non-

structural protein NS4B can modulate an unfolded protein response, J Microbiol 43 (2005) 529-536.

[65] T.D. Gilmore, M. Herscovitch, Inhibitors of NF-kappaB signaling: 785 and counting,

Oncogene 25 (2006) 6887-6899.

[66] X. Shi, S.S. Leonard, S. Wang, M. Ding, Antioxidant properties of pyrrolidine

dithiocarbamate and its protection against Cr(VI)-induced DNA strand breakage, Ann Clin Lab Sci 30 (2000) 209-216.

[67] N.S. Chandel, W.C. Trzyna, D.S. McClintock, P.T. Schumacker, Role of oxidants in NF-

kappa B activation and TNF-alpha gene transcription induced by hypoxia and endotoxin, J Immunol 165 (2000) 1013-1021.

[68] O.V. Masalova, E.I. Lesnova, P.N. Solyev, N.F. Zakirova, V.S. Prassolov, S.N. Kochetkov,

A.V. Ivanov, A.A. Kushch, Modulation of Cell Death Pathways by Hepatitis C Virus Proteins in Huh7.5 Hepatoma Cells, Int J Mol Sci 18 (2017).

[69] H.E. Boudreau, S.U. Emerson, A. Korzeniowska, M.A. Jendrysik, T.L. Leto, Hepatitis C virus

(HCV) proteins induce NADPH oxidase 4 expression in a transforming growth factor beta-dependent manner: a new contributor to HCV-induced oxidative stress, J Virol 83 (2009) 12934-12946.

[70] A.V. Ivanov, O.A. Smirnova, I.Y. Petrushanko, O.N. Ivanova, I.L. Karpenko, E. Alekseeva,

I. Sominskaya, A.A. Makarov, B. Bartosch, S.N. Kochetkov, M.G. Isaguliants, HCV core protein uses multiple mechanisms to induce oxidative stress in human hepatoma Huh7 cells, Viruses 7 (2015) 2745-2770.

[71] J. Jansons, I. Sominskaya, N. Petrakova, E.S. Starodubova, O.A. Smirnova, E. Alekseeva, R.

Bruvere, O. Eliseeva, D. Skrastina, E. Kashuba, M. Mihailova, S.N. Kochetkov, A.V. Ivanov, M.G. Isaguliants, The Immunogenicity in Mice of HCV Core Delivered as DNA Is Modulated by Its Capacity to Induce Oxidative Stress and Oxidative Stress Response, Cells 8 (2019).

[72] M.G. Isaguliants, K. Iakimtchouk, N.V. Petrakova, M.A. Yermalovich, A.K. Zuber, V.I.

Kashuba, S.V. Belikov, S. Andersson, S.N. Kochetkov, D.M. Klinman, B. Wahren, Gene immunization may induce secondary antibodies reacting with DNA, Vaccine 22 (2004) 1576-1585.

[73] G. Barba, F. Harper, T. Harada, M. Kohara, S. Goulinet, Y. Matsuura, G. Eder, Z. Schaff,

M.J. Chapman, T. Miyamura, C. Brechot, Hepatitis C virus core protein shows a cytoplasmic localization and associates to cellular lipid storage droplets, Proc Natl Acad Sci U S A 94 (1997) 1200-1205.

[74] A. Cerutti, P. Maillard, R. Minisini, P.O. Vidalain, F. Roohvand, E.I. Pecheur, M. Pirisi, A.

Budkowska, Identification of a functional, CRM-1-dependent nuclear export signal in hepatitis C virus core protein, PLoS One 6 (2011) e25854.

[75] HC. Ha, N.S. Sirisoma, P. Kuppusamy, J.L. Zweier, P.M. Woster, R.A. Casero, Jr., The

natural polyamine spermine functions directly as a free radical scavenger, Proc Natl Acad Sci U S A 95 (1998) 11140-11145.

[76] J. Zielonka, J. Vasquez-Vivar, B. Kalyanaraman, Detection of 2-hydroxyethidium in cellular

systems: a unique marker product of superoxide and hydroethidine, Nat Protoc 3 (2008) 821.

[77] V.V. Belousov, A.F. Fradkov, K.A. Lukyanov, D.B. Staroverov, K.S. Shakhbazov, A.V.

Terskikh, S. Lukyanov, Genetically encoded fluorescent indicator for intracellular hydrogen peroxide, Nat Methods 3 (2006) 281-286.

[78] D.S. Bilan, V.V. Belousov, HyPer Family Probes: State of the Art, Antioxid Redox Signal 24

(2016) 731-751.

[79] K.A. Lukyanov, V.V. Belousov, Genetically encoded fluorescent redox sensors, Biochim

Biophys Acta 1840 (2014) 745-756.

[80] M. Malinouski, Y. Zhou, V.V. Belousov, D.L. Hatfield, V.N. Gladyshev, Hydrogen peroxide

probes directed to different cellular compartments, PLoS One 6 (2011) e14564.

[81] Y. Li, D.F. Boehning, T. Qian, V.L. Popov, S.A. Weinman, Hepatitis C virus core protein

increases mitochondrial ROS production by stimulation of Ca2+ uniporter activity, Faseb J 21 (2007) 2474-2485.

[82] C.C. Winterbourn, Reconciling the chemistry and biology of reactive oxygen species, Nat

Chem Biol 4 (2008) 278-286.

[83] N.S. de Mochel, S. Seronello, S.H. Wang, C. Ito, J.X. Zheng, T.J. Liang, J.D. Lambeth, J.

Choi, Hepatocyte NAD(P)H oxidases as an endogenous source of reactive oxygen species during hepatitis C virus infection, Hepatology 52 (2010) 47-59.

[84] P. Sancho, P. Martin-Sanz, I. Fabregat, Reciprocal regulation of NADPH oxidases and the

cyclooxygenase-2 pathway, Free Radic Biol Med 51 (2011) 1789-1798.

[85] L. Knockaert, B. Fromenty, M.A. Robin, Mechanisms of mitochondrial targeting of

cytochrome P450 2E1: physiopathological role in liver injury and obesity, FEBS J 278 (2011) 4252-4260.

[86] Y. Lu, A.I. Cederbaum, CYP2E1 and oxidative liver injury by alcohol, Free Radic Biol Med

44 (2008) 723-738.

[87] D. Wu, A.I. Cederbaum, Ethanol cytotoxicity to a transfected HepG2 cell line expressing

human cytochrome P4502E1, J Biol Chem 271 (1996) 23914-23919.

[88] O.A. Smirnova, B. Bartosch, N.F. Zakirova, S.N. Kochetkov, A.V. Ivanov, Polyamine

Metabolism and Oxidative Protein Folding in the ER as ROS-Producing Systems Neglected in Virology, Int J Mol Sci 19 (2018).

[89] K. Araki, K. Inaba, Structure, mechanism, and evolution of Ero1 family enzymes, Antioxid

Redox Signal 16 (2012) 790-799.

[90] B. Enyedi, P. Varnai, M. Geiszt, Redox state of the endoplasmic reticulum is controlled by

Ero1L-alpha and intraluminal calcium, Antioxid Redox Signal 13 (2010) 721-729.

[91] B.P. Tu, J.S. Weissman, Oxidative protein folding in eukaryotes: mechanisms and

consequences, J Cell Biol 164 (2004) 341-346.

[92] S. Dias-Gunasekara, J. Gubbens, M. van Lith, C. Dunne, J.A. Williams, R. Kataky, D.

Scoones, A. Lapthorn, N.J. Bulleid, A.M. Benham, Tissue-specific expression and dimerization of the endoplasmic reticulum oxidoreductase Erolbeta, J Biol Chem 280 (2005) 33066-33075.

[93] T. Anelli, L. Bergamelli, E. Margittai, A. Rimessi, C. Fagioli, A. Malgaroli, P. Pinton, M.

Ripamonti, R. Rizzuto, R. Sitia, Erolalpha regulates Ca(2+) fluxes at the endoplasmic reticulum-mitochondria interface (MAM), Antioxid Redox Signal 16 (2012) 1077-1087.

[94] M.A. Matlib, Z. Zhou, S. Knight, S. Ahmed, K.M. Choi, J. Krause-Bauer, R. Phillips, R.

Altschuld, Y. Katsube, N. Sperelakis, D.M. Bers, Oxygen-bridged dinuclear ruthenium amine complex specifically inhibits Ca2+ uptake into mitochondria in vitro and in situ in single cardiac myocytes, J Biol Chem 273 (1998) 10223-10231.

[95] Z. Wang, M. Tymianski, O.T. Jones, M. Nedergaard, Impact of cytoplasmic calcium buffering

on the spatial and temporal characteristics of intercellular calcium signals in astrocytes, J Neurosci 17 (1997) 7359-7371.

[96] O.A. Smirnova, O.N. Ivanova, B. Bartosch, V.T. Valuev-Elliston, F. Mukhtarov, S.N.

Kochetkov, A.V. Ivanov, Hepatitis C Virus NS5A Protein Triggers Oxidative Stress by Inducing NADPH Oxidases 1 and 4 and Cytochrome P450 2E1, Oxid Med Cell Longev 2016 (2016) 8341937.

[97] Y. Huang, K. Staschke, R. De Francesco, S.L. Tan, Phosphorylation of hepatitis C virus NS5A

nonstructural protein: a new paradigm for phosphorylation-dependent viral RNA replication?, Virology 364 (2007) 1-9.

[98] G. Ermak, K.J. Davies, Calcium and oxidative stress: from cell signaling to cell death, Mol

Immunol 38 (2002) 713-721.

[99] О.А. Смирнова, О.Н. Иванова, Ф.Ш. Мухтаров, В.Л. Туницкая, Ю. Янсонс, М.Г.

Исагулянц, С.Н. Кочетков, А.В. Иванов, Анализ доменов белков капсида и NS5A вируса гепатита С, активирующих каскад Nrf2/ARE, Acta Naturae 8 (2016) 134-138.

[100] L.M. Aleksunes, J.E. Manautou, Emerging role of Nrf2 in protecting against hepatic and

gastrointestinal disease, Toxicol Pathol 35 (2007) 459-473.

[101] I.L. Karpenko, V.T. Valuev-Elliston, O.N. Ivanova, O.A. Smirnova, A.V. Ivanov, Peroxiredoxins-The Underrated Actors during Virus-Induced Oxidative Stress, Antioxidants (Basel) 10 (2021).

[102] R. Faraonio, P. Vergara, D. Di Marzo, M.G. Pierantoni, M. Napolitano, T. Russo, F. Cimino,

p53 suppresses the Nrf2-dependent transcription of antioxidant response genes, J Biol Chem 281 (2006) 39776-39784.

[103] A. Traylor, T. Hock, N. Hill-Kapturczak, Specificity protein 1 and Smad-dependent regulation of human heme oxygenase-1 gene by transforming growth factor-beta1 in renal epithelial cells, Am J Physiol Renal Physiol 293 (2007) F885-894.

[104] H.K. Bryan, A. Olayanju, C.E. Goldring, B.K. Park, The Nrf2 cell defence pathway: Keap1-

dependent and -independent mechanisms of regulation, Biochem Pharmacol 85 (2013) 705-717.

[105] J.M. Axten, JR. Medina, Y. Feng, A. Shu, S.P. Romeril, S.W. Grant, W.H. Li, D A.

Heerding, E. Minthorn, T. Mencken, C. Atkins, Q. Liu, S. Rabindran, R. Kumar, X. Hong, A. Goetz, T. Stanley, J.D. Taylor, S.D. Sigethy, GH. Tomberlin, A.M. Hassell, K.M. Kahler, L.M. Shewchuk, R.T. Gampe, Discovery of 7-methyl-5-(1-{[3-(trifluoromethyl)phenyl]acetyl}-2,3-dihydro-1H-indol-5-yl)-7H-p yrrolo[2,3-

d]pyrimidin-4-amine (GSK2606414), a potent and selective first-in-class inhibitor of protein kinase R (PKR)-like endoplasmic reticulum kinase (PERK), Journal of Medicinal Chemistry 55 (2012) 7193-7207.

[106] S.B. Cullinan, D. Zhang, M. Hannink, E. Arvisais, R.J. Kaufman, J.A. Diehl, Nrff2 is a direct

PERK substrate and effector of PERK-dependent cell survival, Mol Cell Biol 23 (2003) 7198-7209.

[107] T. Kato, T. Date, A. Murayama, K. Morikawa, D. Akazawa, T. Wakita, Cell culture and

infection system for hepatitis C virus, Nat Protoc 1 (2006) 2334-2339.

[108] T. Wakita, Isolation of JFH-1 strain and development of an HCV infection system, Methods

Mol Biol 510 (2009) 305-327.

[109] C. Brault, P. Levy, S. Duponchel, M. Michelet, A. Salle, E.I. Pecheur, M L. Plissonnier, R.

Parent, E. Vericel, A.V. Ivanov, M. Demir, H.M. Steffen, M. Odenthal, F. Zoulim, B. Bartosch, Glutathione peroxidase 4 is reversibly induced by HCV to control lipid peroxidation and to increase virion infectivity, Gut 65 (2016) 144-154.

[110] S. Reigadas, M. Ventura, L. Sarih-Cottin, M. Castroviejo, S. Litvak, T. Astier-Gin, HCV

RNA-dependent RNA polymerase replicates in vitro the 3' terminal region of the minusstrand viral RNA more efficiently than the 3' terminal region of the plus RNA, Eur J Biochem 268 (2001) 5857-5867.

[111] M. Isaguliants, O. Smirnova, A.V. Ivanov, A. Kilpelainen, Y. Kuzmenko, S. Petkov, A.

Latanova, O. Krotova, G. Engstrom, V. Karpov, S. Kochetkov, B. Wahren, E. Starodubova, Oxidative stress induced by HIV-1 reverse transcriptase modulates the enzyme's performance in gene immunization, Hum Vaccin Immunother 9 (2013).

[112] A. Latanova, S. Petkov, Y. Kuzmenko, A. Kilpelainen, A. Ivanov, O. Smirnova, O. Krotova,

S. Korolev, J. Hinkula, V. Karpov, M. Isaguliants, E. Starodubova, Fusion to Flaviviral

173

Leader Peptide Targets HIV-1 Reverse Transcriptase for Secretion and Reduces Its Enzymatic Activity and Ability to Induce Oxidative Stress but Has No Major Effects on Its Immunogenic Performance in DNA-Immunized Mice, J Immunol Res 2017 (2017) 7407136.

[113] E. Bayurova, J. Jansons, D. Skrastina, O. Smirnova, D. Mezale, A. Kostyusheva, D.

Kostyushev, S. Petkov, P. Podschwadt, V. Valuev-Elliston, S. Sasinovich, S. Korolev, P. Warholm, A. Latanova, E. Starodubova, A. Tukhvatulin, O. Latyshev, R. Selimov, P. Metalnikov, A. Komarov, O. Ivanova, T. Gorodnicheva, S. Kochetkov, M. Gottikh, I. Strumfa, A. Ivanov, I. Gordeychuk, M. Isaguliants, HIV-1 Reverse Transcriptase Promotes Tumor Growth and Metastasis Formation via ROS-Dependent Upregulation of Twist, Oxid Med Cell Longev 2019 (2019) 6016278.

[114] M. Rastogi, N. Sharma, S.K. Singh, Flavivirus NS1: a multifaceted enigmatic viral protein,

Virol J 13 (2016) 131.

[115] Y.V. Kuzmenko, O.A. Smirnova, A.V. Ivanov, E.S. Starodubova, V.L. Karpov, Nonstructural Protein 1 of Tick-Borne Encephalitis Virus Induces Oxidative Stress and Activates Antioxidant Defense by the Nrf2/ARE Pathway, Intervirology 59 (2016) 111117.

[116] D. Alfaiate, P. Deny, D. Durantel, Hepatitis delta virus: From biological and medical aspects

to current and investigational therapeutic options, Antiviral Res 122 (2015) 112-129.

[117] V.L. Tunitskaya, O.V. Eliseeva, V.T. Valuev-Elliston, D.A. Tyurina, N.F. Zakirova, O.A.

Khomich, M. Kalis, O.E. Latyshev, E.S. Starodubova, O.N. Ivanova, S.N. Kochetkov, M.G. Isaguliants, A.V. Ivanov, Prokaryotic Expression, Purification and Immunogenicity in Rabbits of the Small Antigen of Hepatitis Delta Virus, Int J Mol Sci 17 (2016).

[118] A.V. Ivanov, V.L. Tunitskaya, O.N. Ivanova, V.A. Mitkevich, V.S. Prassolov, A.A.

Makarov, M.K. Kukhanova, S.N. Kochetkov, Hepatitis C virus NS5A protein modulates template selection by the RNA polymerase in in vitro system, FEBS Lett 583 (2009) 277280.

[119] Z. Han, C. Alves, S. Gudima, J. Taylor, Intracellular localization of hepatitis delta virus

proteins in the presence and absence of viral RNA accumulation, J Virol 83 (2009) 64576463.

[120] M.A. Sells, M.L. Chen, G. Acs, Production of hepatitis B virus particles in Hep G2 cells

transfected with cloned hepatitis B virus DNA, Proc Natl Acad Sci U S A 84 (1987) 10051009.

[121] E R. Verrier, C.C. Colpitts, C. Schuster, M.B. Zeisel, T.F. Baumert, Cell Culture Models for

the Investigation of Hepatitis B and D Virus Infection, Viruses 8 (2016).

[122] A.V. Ivanov, O.A. Smirnova, O.N. Ivanova, F. Mukhtarov, S.N. Kochetkov, 249 - Hepatitis

Delta Virus Antigens Trigger Oxidative Stress by Several Mechanisms, Activate Nrf2/ARE Pathway, and Induce Unfolded Protein Response, Free Radic Biol Med 87 (2015) S112-S113.

[123] S.S. Cao, R.J. Kaufman, Unfolded protein response, Curr Biol 22 (2012) R622-626.

[124] M.W. Pellegrino, A.M. Nargund, C.M. Haynes, Signaling the mitochondrial unfolded

protein response, Biochim Biophys Acta 1833 (2013) 410-416.

[125] A.E. Pegg, Mammalian polyamine metabolism and function, IUBMB Life 61 (2009) 880-

894.

[126] A.V. Ivanov, A.R. Khomutov, Biogenic Polyamines and Related Metabolites, Biomolecules

12 (2021).

[127] R.A. Casero, A.E. Pegg, Polyamine catabolism and disease, Biochem J 421 (2009) 323-338.

[128] Y. Wang, L. Xiao, A. Thiagalingam, B.D. Nelkin, R.A. Casero, Jr., The identification of a

cis-element and a trans-acting factor involved in the response to polyamines and polyamine analogues in the regulation of the human spermidine/spermine N1-acetyltransferase gene transcription, J Biol Chem 273 (1998) 34623-34630.

[129] O.A. Smirnova, M.G. Isaguliants, M.T. Hyvonen, T.A. Keinanen, V.L. Tunitskaya, J.

Vepsalainen, L. Alhonen, S.N. Kochetkov, A.V. Ivanov, Chemically induced oxidative stress increases polyamine levels by activating the transcription of ornithine decarboxylase and spermidine/spermine-N1-acetyltransferase in human hepatoma HUH7 cells, Biochimie 94 (2012) 1876-1883.

[130] J.J. Haddad, Antioxidant and prooxidant mechanisms in the regulation of redox(y)-sensitive

transcription factors, Cell Signal 14 (2002) 879-897.

[131] P. Hainaut, J. Milner, Redox modulation of p53 conformation and sequence-specific DNA

binding in vitro, Cancer Research 53 (1993) 4469-4473.

[132] S. Reuter, S.C. Gupta, M.M. Chaturvedi, B.B. Aggarwal, Oxidative stress, inflammation,

and cancer: how are they linked?, Free Radic Biol Med 49 (2010) 1603-1616.

[133] Y.J. Kim, H. Pan, A.K. Verma, Non-AP-1 tumor promoter 12-O-tetradecanoylphorbol-13-

acetate-responsive sequences in the human ornithine decarboxylase gene, Mol Carcinog 10 (1994) 169-179.

[134] Y. Zhang, G.B. Gordon, A strategy for cancer prevention: stimulation of the Nrf2-ARE

signaling pathway, Mol Cancer Ther 3 (2004) 885-893.

[135] N. Babbar, E.W. Gerner, R.A. Casero, Jr., Induction of spermidine/spermine N1-acetyltransferase (SSAT) by aspirin in Caco-2 colon cancer cells, Biochem J 394 (2006) 317-324.

[136] OA. Smirnova, K.T. A., O.N. Ivanova, M.T. Hyvonen, A.R. Khomutov, S.N. Kochetkov,

B. Bartosch, A.V. Ivanov, Hepatitis C virus alters metabolism of biogenic polyamines by affecting expression of key enzymes of their metabolism, Biochem Biophys Res Commun (2017).

[137] J. Nilsson, S. Koskiniemi, K. Persson, B. Grahn, I. Holm, Polyamines regulate both

transcription and translation of the gene encoding ornithine decarboxylase antizyme in mouse, Eur J Biochem 250 (1997) 223-231.

[138] L. He, X. Cai, S. Cheng, H. Zhou, Z. Zhang, J. Ren, F. Ren, Q. Yang, N. Tao, J. Chen,

Ornithine transcarbamylase downregulation is associated with poor prognosis in hepatocellular carcinoma, Oncol Lett 17 (2019) 5030-5038.

[139] A. Ginguay, L. Cynober, E. Curis, I. Nicolis, Ornithine Aminotransferase, an Important

Glutamate-Metabolizing Enzyme at the Crossroads of Multiple Metabolic Pathways, Biology (Basel) 6 (2017).

[140] P. Levy, B. Bartosch, Metabolic reprogramming: a hallmark of viral oncogenesis, Oncogene

35 (2016) 4155-4164.

[141] С.Н. Кочетков, А.В. Иванов, О.А. Смирнова, Б. Бартош, Способ применения дигидрохлорида ^^бис-(2,3-бутадиенил)-1,4-диаминобутана (MDL72.527) для подавления репродукции вируса гепатита С, Российская Федерация, 2018.

[142] V. Mastrodomenico, J.J. Esin, S. Qazi, M.A. Khomutov, A.V. Ivanov, S. Mukhopadhyay,

B.C. Mounce, Virion-Associated Polyamines Transmit with Bunyaviruses to Maintain Infectivity and Promote Entry, ACS Infect Dis 6 (2020) 2490-2501.

[143] А.В. Иванов, О.А. Смирнова, Д.В. Январев, И.Л. Карпенко, И.Т. Федякина, Способ

использования дигидрохлорида ^№-бис-(2,3-бутадиенил)- 1,4-диаминобутана (MDL72.527) для подавления репродукции вируса SARS-CoV-2, Российская Федерация, 2021.

[144] N.E. Fedorova, Y.Y. Chernoryzh, G.R. Vinogradskaya, S.S. Emelianova, L.E. Zavalyshina,

K.I. Yurlov, N.F. Zakirova, V.N. Verbenko, S.N. Kochetkov, A.A. Kushch, A.V. Ivanov, Inhibitor of polyamine catabolism MDL72.527 restores the sensitivity to doxorubicin of monocytic leukemia Thp-1 cells infected with human cytomegalovirus, Biochimie 158 (2019) 82-89.

[145] О.В. Масалова, Е.И. Леснова, К.Ю. Пермякова, Е.И. Самохвалов, А.В. Иванов, С.Н.

Кочетков, А.А. Кущ, Влияние белков вируса гепатита С на продукцию провоспалительных и профиброзных цитокинов в клетках гепатокарциномы человека Huh7.5, Молекулярная биология 50 (2016) 486-495.

[146] S. Marukian, L. Andrus, T.P. Sheahan, C.T. Jones, ED. Charles, A. Ploss, C.M. Rice, LB.

Dustin, Hepatitis C virus induces interferon-lambda and interferon-stimulated genes in primary liver cultures, Hepatology 54 (2011) 1913-1923.

[147] О.В. Масалова, Е.И. Леснова, Е.И. Самохвалов, К.Ю. Пермякова, А.В. Иванов, С.Н.

Кочетков, А.А. Кущ, Низкомолекулярные регуляторы метаболизма биогенных полиаминов влияют на продукцию цитокинов и экспрессию белков вируса гепатита С в клетках гепатокарциномы человека Huh7.5, Молекулярная биология 51 (2017) 512-523.

[148] A. Compagnone, A. Bandino, F. Meli, V. Bravoco, C. Cravanzola, M. Parola, S. Colombatto,

Polyamines modulate epithelial-to-mesenchymal transition, Amino Acids 42 (2012) 783789.

[149] M. Prunotto, A. Compagnone, M. Bruschi, G. Candiano, S. Colombatto, A. Bandino, A.

Petretto, S. Moll, M L. Bochaton-Piallat, G. Gabbiani, V. Dimuccio, M. Parola, L. Citti, G. Ghiggeri, Endocellular polyamine availability modulates epithelial-to-mesenchymal transition and unfolded protein response in MDCK cells., Lab Invest 90 (2010) 929-939.

[150] L. Liu, R. Santora, J.N. Rao, X. Guo, T. Zou, H.M. Zhang, D.J. Turner, J.Y. Wang,

Activation of TGF-beta-Smad signaling pathway following polyamine depletion in intestinal epithelial cells, Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 285 (2003) G1056-1067.

[151] A.R. Patel, J. Li, B.L. Bass, J.Y. Wang, Expression of the transforming growth factor-beta

gene during growth inhibition following polyamine depletion, Am J Physiol 275 (1998) C590-598.

[152] J.N. Rao, L. Li, B.L. Bass, J.Y. Wang, Expression of the TGF-beta receptor gene and

sensitivity to growth inhibition following polyamine depletion, Am J Physiol Cell Physiol 279 (2000) C1034-1044.

[153] O.N. Ivanova, A.V. Snezhkina, G.S. Krasnov, V.T. Valuev-Elliston, O.A. Khomich, A.R.

Khomutov, T.A. Keinanen, L. Alhonen, B. Bartosch, A.V. Kudryavtseva, S.N. Kochetkov, A.V. Ivanov, Activation of Polyamine Catabolism by N(1),N(11)-Diethylnorspermine in Hepatic HepaRG Cells Induces Dedifferentiation and Mesenchymal-Like Phenotype, Cells 7 (2018).

[154] S C. Heffelfinger, H.H. Hawkins, J. Barrish, L. Taylor, G.J. Darlington, SK HEP-1: a human

cell line of endothelial origin, In Vitro Cell Dev Biol 28A (1992) 136-142.

[155] R. Saiki, K. Nishimura, I. Ishii, T. Omura, S. Okuyama, K. Kashiwagi, K. Igarashi, Intense

correlation between brain infarction and protein-conjugated acrolein, Stroke 40 (2009) 3356-3361.

[156] M. Yoshida, H. Tomitori, Y. Machi, M. Hagihara, K. Higashi, H. Goda, T. Ohya, M. Niitsu,

K. Kashiwagi, K. Igarashi, Acrolein toxicity: Comparison with reactive oxygen species, Biochem Biophys Res Commun 378 (2009) 313-318.

[157] M.T. Hyvonen, T.A. Keinanen, M. Cerrada-Gimenez, R. Sinervirta, N. Grigorenko, A.R.

Khomutov, J. Vepsalainen, L. Alhonen, J. Janne, Role of hypusinated eukaryotic translation initiation factor 5A in polyamine depletion-induced cytostasis, J Biol Chem 282 (2007) 34700-34706.

[158] M.T. Hyvonen, M. Khomutov, M. Petit, J. Weisell, S.N. Kochetkov, L. Alhonen, J.

Vepsalainen, A.R. Khomutov, T.A. Keinanen, Enantiomers of 3-methylspermidine selectively modulate deoxyhypusine synthesis and reveal important determinants for spermidine transport, ACS Chem Biol 10 (2015) 1417-1424.

[159] J.D. Hood, D.A. Cheresh, Role of integrins in cell invasion and migration, Nat Rev Cancer

2 (2002) 91-100.

[160] R. Ikari, K.I. Mukaisho, S. Kageyama, M. Nagasawa, S. Kubota, T. Nakayama, S. Murakami, N. Taniura, H. Tanaka, R.P. Kushima, A. Kawauchi, Differences in the Central Energy Metabolism of Cancer Cells between Conventional 2D and Novel 3D Culture Systems, Int J Mol Sci 22 (2021).

[161] J. Pavlacky, J. Polak, Technical Feasibility and Physiological Relevance of Hypoxic Cell

Culture Models, Front Endocrinol (Lausanne) 11 (2020) 57.

[162] J.R. Cantor, M. Abu-Remaileh, N. Kanarek, E. Freinkman, X. Gao, A. Louissaint, Jr., C.A.

Lewis, D.M. Sabatini, Physiologic Medium Rewires Cellular Metabolism and Reveals Uric Acid as an Endogenous Inhibitor of UMP Synthase, Cell 169 (2017) 258-272 e217.

[163] J. Vande Voorde, T. Ackermann, N. Pfetzer, D. Sumpton, G. Mackay, G. Kalna, C. Nixon,

K. Blyth, E. Gottlieb, S. Tardito, Improving the metabolic fidelity of cancer models with a physiological cell culture medium, Sci Adv 5 (2019) eaau7314.

[164] M.V. Golikov, I.L. Karpenko, A.V. Lipatova, O.N. Ivanova, I.T. Fedyakina, V.F. Larichev,

N.F. Zakirova, O.G. Leonova, V.I. Popenko, B. Bartosch, S.N. Kochetkov, O.A. Smirnova, A.V. Ivanov, Cultivation of Cells in a Physiological Plasmax Medium Increases Mitochondrial Respiratory Capacity and Reduces Replication Levels of RNA Viruses, Antioxidants (Basel) 11 (2021).

[165] Q. Qu, F. Zeng, X. Liu, Q.J. Wang, F. Deng, Fatty acid oxidation and carnitine palmitoyltransferase I: emerging therapeutic targets in cancer, Cell Death Dis 7 (2016) e2226.

[166] Z. Chen, H. Zhang, W. Lu, P. Huang, Role of mitochondria-associated hexokinase II in

cancer cell death induced by 3-bromopyruvate, Biochim Biophys Acta 1787 (2009) 553560.

[167] T. Fan, G. Sun, X. Sun, L. Zhao, R. Zhong, Y. Peng, Tumor Energy Metabolism and

Potential of 3-Bromopyruvate as an Inhibitor of Aerobic Glycolysis: Implications in Tumor Treatment, Cancers (Basel) 11 (2019).

[168] G. Rena, D.G. Hardie, E.R. Pearson, The mechanisms of action of metformin, Diabetologia

60(2017)1577-1585.

[169] H.R. Bridges, V.A. Sirvio, A.N. Agip, J. Hirst, Molecular features of biguanides required

for targeting of mitochondrial respiratory complex I and activation of AMP-kinase, BMC Biol 14 (2016) 65.

[170] J. Zhang, Q. Zhang, Using Seahorse Machine to Measure OCR and ECAR in Cancer Cells,

Methods Mol Biol 1928 (2019) 353-363.

[171] D.B. Zorov, I.A. Vorobjev, V.A. Popkov, V.A. Babenko, L.D. Zorova, I.B. Pevzner, D.N.

Silachev, S.D. Zorov, N.V. Andrianova, E.Y. Plotnikov, Lessons from the Discovery of Mitochondrial Fragmentation (Fission): A Review and Update, Cells 8 (2019).

[172] K.M. Trudeau, R.A. Gottlieb, O.S. Shirihai, Measurement of mitochondrial turnover and life

cycle using MitoTimer, Methods Enzymol 547 (2014) 21-38.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

Публикации 2012-2121 гг

1. Golikov, M.V.; Karpenko, I.L.; Lipatova, A.V.; Ivanova, O.N.; Fedyakina, I.T.; Larichev, V.F.; Zakirova, N.F.; Leonova, O.G.; Popenko, V.I.; Bartosch, B.; Kochetkov, S.N.; Smirnova, O.A.; Ivanov, A.V. Cultivation of Cells in a Physiological Plasmax Medium Increases Mitochondrial Respiratory Capacity and Reduces Replication Levels of RNA Viruses. Antioxidants 2022, 11, 97. Q1

2. Ivanov A.V., Khomutov A.R. Biogenic Polyamines and Related Metabolites. Biomolecules. 2021, 12(1): 14. Q2

3. Karpenko I.L., Valuev-Elliston V.T., Ivanova O.N., Smirnova O.A., Ivanov A.V. Peroxiredoxins-The Underrated Actors during Virus-Induced Oxidative Stress. Antioxidants 2021, 10(6), 977. doi: 10.3390/antiox10060977. Q1

4. Masalova O.V., Lesnova E.I., Klimova R.R., Ivanov A.V., Kushch A.A. Mesenchymal Stem Cells Can Both Enhance and Inhibit the Cellular Response to DNA Immunization by Genes of Nonstructural Proteins of the Hepatitis C Virus. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(15), 8121. doi: 10.3390/ijms22158121. Q1

5. Lesnova E.I., Masalova O.V., Permyakova K.Y., Kozlov V.V., Nikolaeva T.N., Pronin A.V., Valuev-Elliston V.T., Ivanov A.V., Kushch A.A. Difluoromethylornithine (DFMO), an Inhibitor of Polyamine Biosynthesis, and Antioxidant N-Acetylcysteine Potentiate Immune Response in Mice to the Recombinant Hepatitis C Virus NS5B Protein. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(13), 6892. Q1

6. Mastrodomenico V., Esin J., Qazi S., Khomutov M., Ivanov A.V., Mukhopadhyay S., Mounce B. Virion-associated polyamines transmit with bunyaviruses to maintain infectivity and promote entry. ACS Infect. Dis. 2020, 6(9), 2490-2501. Q1

7. Jansons J., Bayurova E., Skrastina D., Kurlanda A, Fridrihsone I, Kostyushev D., Kostyusheva A., Artyuhov A., Dashinimaev E., Avdoshina D., Kondrashova A., Valuev-Elliston V., Latyshev O., Eliseeva O., Petkov S., Abakumov M., Hippe L., Kholodnyuk I., Starodubova E., Gorodnicheva T., Ivanov A., Gordeychuk I., Isaguliants M. Expression of the Reverse Transcriptase Domain of Telomerase Reverse Transcriptase Induces Lytic Cellular Response in DNA-Immunized Mice and Limits Tumorigenic and Metastatic Potential of Murine Adenocarcinoma 4T1 Cells. Vaccines, 2020, 8(2), 318. Q2

8. Isaguliants M.G., Bartosch B., Ivanov A.V. Redox Biology in Infection and Consequent Disease. Oxid. Med. Cell. Longev., 2020, vol. 2020,. Article ID 5829521 Q2

9. Kukhanova M.K., Karpenko I.L., Ivanov A.V. DEAD-box RNA Helicase DDX3: Functional Properties and Development of DDX3 Inhibitors as Antiviral and Anticancer Drugs. Molecules, 2020, 25 (4), 1015. Q2

10. Khomic O.A., Ivanov A.V., Bartosch B. Metabolic Hallmarks of Hepatic Stellate Cells in Liver Fibrosis. Cells, 2020, 9(1), 24. Q2

11. Masalova O.N., Lesnova E.I., Klimova R.R., Momotyuk E.D., Kozlov V.V., Ivanova A.M., Payushina O.V., Butorina N.N., Zakirova N.F., Narovlyansky A.N., Pronin A.V., Ivanov A.V., Kushch A.A. Genetically Modified Mouse Mesenchymal Stem Cells Expressing Non-Structural Proteins of Hepatitis C Virus Induce Effective Immune Response. Vaccines, 2020, 8(1), 62. Q2

12. Bayurova E., Jansons J., Skrastina D., Smirnova O., Mezale D., Kostyusheva A., Kostyushev D., Petkov S., Podschwadt P., Valuev-Elliston V., Sasinovich S., Korolev S., Warholm P., Latanova A., Starodubova E., Tukhvatulin A., Latyshev O., Selimov R., Metalnikov P., Komarov A., Ivanova O., Gorodnicheva T., Kochetkov S., Gottikh M., Strumfa I., Ivanov A., Gordeychuk I., Isaguliants M. HIV-1 reverse transcriptase promotes tumor growth and metastasis formation via ROS-dependent upregulation of Twist. Oxid. Med. Cell. Longev., 2019, vol. 2019, Article ID 6016278. Q2

13. Kukhanova M.K., Tunitskaya V.L., Smirnova O.A., Khomich O.A., Zakirova N.F., Ivanova O.N., Ziganshin R, Bartosch B., Kochetkov S.N., Ivanov A.V. Hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase is regulated by cysteine S-glutathionylation. Oxid. Med. Cell. Longev., 2019, vol. 2019, Article ID 3196140. Q2

14. Jansons J., Sominskaya I., Petrakova N., Starodubova E.S., Smirnova O.A., Alekseeva E., Bruvere R., Eliseeva O., Skrastina D., Kashuba E., Mikhailova M., Kochetkov S.N., Ivanov A.V., Isaguliants M.G. The immunogenicity in mice of HCV core delivered as DNA is modulated by its capacity to induce oxidative stress and oxidative stress response. Cells, 2019, 8(3), 208. Q2

15. Fedorova N.E., Chernoryzh Y.Y., Vinogradskaya G.R., Emelianova S.S., Zavalyshina L.E., Yurlov K.I., Zakirova N.F., Verbenko V.N., Kochetkov S.N., Kushch A.A., Ivanov A.V. Inhibitor of polyamine catabolism MDL72.527 restores the sensitivity to doxorubicin of monocytic leukemia Thp-1 cells infected with human cytomegalovirus. Biochimie., 2019, 158, 82-89. Q2

16. Ivanova O.N., Snezhkina A.V., Krasnov G.S., Valuev-Elliston V.T., Khomich O.A.,

Khomutov A.R., Keinanen T.A., Alhonen L., Bartosch B., Kudryavtseva A.V., Kochetkov

181

S.N., Ivanov A.V. Activation of polyamine catabolism by N1,N11-diethylnorspermine in hepatic HepaRG cells induces dedifferentiation and mesenchymal-like phenotype. Cells, 2018, 7, 275. Q2

17. Khomich O.A., Kochetkov S.N., Bartosch B., Ivanov A.V. Redox Biology of Respiratory Viral Infections. Viruses, 2018, 10, №8. 392. Q2

18. Smirnova O.A., Bartosch B., Zakirova N.F., Kochetkov S.N., Ivanov A.V. Polyamine metabolism and oxidative protein folding in the ER as ROS-producing systems neglected in virology. Int. J. Mol. Sci., 2018, 19, № 4, E1219. Q1

19. Ivanov A.V., Bartosch B., Isaguliants M.G. Editorial: Oxidative Stress in Infection and Consequent Disease. Oxid. Med. Cell. Longev., 2017, vol. 2017, published online. Article ID 3496043. Q2

20. Ivanov A.V., Valuev-Elliston V.T., Tyurina D.A., Ivanova O.N., Kochetkov S.N., Bartosch B., Isaguliants M.G. Oxidative stress, a trigger of hepatitis B and C virus-induced carcinogenesis. Oncotarget. 2017, 8, №3, 3895-3932. Q2

21. Masalova O.V., Lesnova E.I., Solyev P.N., Zakirova N.F., Prassolov V.S., Kochetkov S.N., Ivanov A.V., Kushch A.A. Modulation of cell death pathways by hepatitis C virus proteins in Huh7.5 hepatoma cells. Int. J. Mol. Sci., 2017, 18, №11, E2346. Q1

22. Latanova A, Petkov S., Kuzmenko Yu., Kilpeläinen A., Ivanov A., Smirnova O., Krotova O., Korolev S., Hinkula J., Karpov V., Isaguliants M., Starodubova E. Fusion to flaviviral leader peptide targets HIV-1 reverse transcriptase for secretion, reduces its enzymatic activity and ability to induce oxidative stress, but has no major effects on its immunogenic performance in DNA-immunized mice. J. Immunol. Res. 2017, vol. 2017, Article ID 7407136. Q2

23. Smirnova O.A., Keinanen T.A., Ivanova O.N., Hyvonen M.T., Khomutov A.R., Kochetkov S.N., Bartosch B., Ivanov A.V. Hepatitis C virus alters metabolism of biogenic polyamines by affecting expression of key enzymes of their metabolism. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2017, 483, 904-909.

24. Kuzmenko Yu.V., Smirnova O.A., Ivanov A.V., Starodubova E.S., Karpov V.L. The nonstructural protein 1 of tick-borne encephalitis virus induces oxidative stress and activates antioxidant defense by Nrf2/ARE pathway. Intervirology, 2016, 59(2), 111-117.

25. Tunitskaya V.L., Eliseeva O.V., Valuev-Elliston V.T., Tyurina D.A., Zakirova N.F., Khomich O.A., Kalis M., Latyshev O.E., Starodubova E.S., Ivanova O.N., Kochetkov S.N., Isaguliants M.G., Ivanov A.V. Prokaryotic Expression, purification and immunogenicity in rabbits of small antigen of hepatitis delta virus. Int. J. Mol. Sci., 2016, 17(10), 1721. Q1

26. Смирнова O.A., Иванова О.Н., Мухтаров Ф.Ш., Туницкая В.Л., Янсонс Ю., Исагулянц М.Г., Кочетков С.Н., Иванов А.В. Aнализ доменов белков капсида и NS5A вируса гепатита С, активирующих каскад Nrf2/ARE. Acta Naturae, 2016, 8(3), 123-127.

27. Magri A., Ozerov A.A., Tunitskaya V.L., Valuev-Elliston V.T., Wahid A., Pirisi M., Simmonds P., Ivanov A.V., Novikov M.S., Patel A.H. Exploration of acetanilide derivatives of 1-(ro-phenoxyalkyl)uracils as novel inhibitors of Hepatitis C Virus replication, Scientific Reports, 2016, vol. 6, article number 29487. Q1

28. Chudinov M.V., Matveev A.V., Prutkov A.N., Konskantinova I.D., Fateev I.V., Prasolov V.S., Smirnova O.A., Ivanov A.V., Galegov G.A., Deryabin P.G. Novel 5-alkyl(aryl)-substituted ribavirine analogues: synthesis and antiviral activity. Mendeleev Commun., 2016, 26(3), 214-216. Q2

29. Масалова O.B., Леснова Е.И., Пермякова К.Ю., Самохвалов Е.И., Иванов А.В., Кочетков С.Н., Кущ A.A. влияние белков вируса гепатита С на продукцию провоспалительных и профиброзных цитокинов в клетках гепатокарциномы человека Huh7.5. Молекулярная биология, 2016, 50(3), 486-495.

30. Smirnova O.A., Ivanova O.N., Bartosch B., Valuev-Elliston V.T., Mukhtarov F., Kochetkov S.N., Ivanov A.V. Hepatitis C virus NS5A protein triggers oxidative stress by inducing NADPH oxidases 1 and 4 and cytochrome P450 2E1. Oxid. Med. Cell. Longev., 2016, vol. 2016, Article ID 8341937. doi:10.1155/2016/8341937. Q2

31. Brault C., Lévy C., Duponchel S., Michelet M., Sallé A., Pécheur E.-I., Plissonnier M.-L., Parent R., Véricel E., Ivanov A.V., Demir M., Steffen H.-M., Odenthal M, Zoulim F., Bartosch B. Glutathione peroxidase 4 is reversibly induced by HCV to control lipid peroxidation and to increase virion infectivity. Gut, 2016, 65(1), 144-154. Q1

32. Ivanov A. V., Valuev-Elliston V.T., Ivanova O.N., Kochetkov S.N., Starodubova E.S., Bartosch B., Isaguliants M.G. Oxidative stress during HIV infection: mechanisms and consequences. Oxid. Med. Cell. Longev., 2016, vol. 2016, Article ID 8910396. Q2

33. Ivanov A.V., Smirnova O.A., Petrushanko I.Yu., Ivanova O.N., Karpenko I.L., Alekseeva E., Sominska I., Makarov A.A., Bartosch B., Kochetkov S.N., Isaguliants M.G. HCV core protein uses multiple mechanisms to induce oxidative stress in human hepatoma Huh7 cells. Viruses, 2015, 7(6), 2745-2770. Q2

34. Ivanov A. V., Bartosch B., Smirnova O., Isaguliants M.G., Kochetkov S.N. HCV and oxidative stress in the liver. Viruses, 2013, 5, №2, 439-469. Q2

35. Isaguliants M., Smirnova O., Ivanov A., Kilpelainen A., Kuzmenko Yu., Petkov S., Latanova A., Krotova O., Engström G., Karpov V., Kochetkov S., Wahren B., Starodubova

183

E. Oxidative stress induced by HIV-1 reverse transcriptase modulates its performance in gene immunization. 2013; Hum VaccinImmunother. 2013; 9(10), 2111 - 2119. Q2.

Публикации 2010-2012 гг

1. Коровина А.Н., Туницкая В.Л., Хомутов М.А., Симонян А.Р., Хомутов А.Р., Иванов А.В., Кочетков С.Н. Биогенные полиамины спермин и спермидин активируют РНК-полимеразу и ингибируют РНК-хеликазу вируса гепатита С. Биохимия, 2012, 77(10), 1413-1422. Q2 (Scopus)

2. Smirnova O.A., Isaguliants M.G., Hyvonen M.T., Keinanen T.A., Tunitskaya V.L., Vepsalainen J., Alhonen L., Kochetkov S.N., Ivanov A.V. Chemically induced oxidative stress increases polyamine levels by activating the transcription of ornithine decarboxylase and spermidine/spermine-N1-acetyltransferase in human hepatoma HUH7 cells. Biochimie, 2012, 94(9), 1876-1883. Q2 (Web of Science)

3. Ivanov A.V., Smirnova O.A., Ivanova O.N., Masalova O.V., Kochetkov S.N., Isaguliants M.G. Hepatitis C Virus Proteins Activate NRF2/ARE Pathway by Distinct ROS-Dependent and Independent Mechanisms in HUH7 cells. PLoS One, 2011, 6(9), e24957. Q2 (Web of Science)

4. Novikov M.S., Ivanova O.N., Ivanov A.V., Ozerov A.A., Valuev-Elliston V.T., Temburnikar K., Gurskaya G.V., Kochetkov S.N., Pannecouque C., Balzarini J., Seley-Radtke K.L. 1-[2-(2-Benzoyl- and 2-benzylphenoxy)ethyl]uracils as potent anti-HIV-1 agents. Bioorg. Med. Chem. 2011; 19(19), 5794-5802. Q2 (Web of Science)

5. Tunitskaya V.L., Mukovnya A.V., Ivanov A.A., Gromyko A.V., Ivanov A.V., Streltsov S.A., Zhuze A.L., Kochetkov S.N. Inhibition of the helicase activity of the HCV NS3 protein by symmetrical dimeric bis-benzimidazoles. Bioorg. Med. Chem. Letters 2011, 21(18), 5331-5335. Q2 (Web of Science)

6. Смирнова О.А., Иванов А.В., Иванова О.Н., Валуев-Эллистон В.Т., Кочетков С.Н. Клеточные системы зазиты от окислительного стресса и стресса эндоплазматического ретикулума: механизмы регуляции и влияние вируса гепатита С. Молекулярная биология. 2011; 45(1), 127-141.

7. Starodubova E, Boberg A, Ivanov A, Latyshev O, Petrakova N, Kuzmenko Y, Litvina M, Chernousov A, Kochetkov S, Karpov V, Wahren B, Isaguliants MG. Potent cross-reactive immune response against the wild-type and drug-resistant forms of HIV reverse

transcriptase after the chimeric gene immunization. Vaccine. 2010, 28(8), 1975-86. Q2 (Web of Science).

Патенты

1. Кочетков С.Н., Иванов А.В., Смирнова О.А., Бартош Б. Способ применения дигидрохлорида ^№-бис-(2,3-бутадиенил)-1,4-диаминобутана (MDL72.527) для подавления репродукции вируса гепатита С. Патент РФ №2667123, 14 сентября 2018 г.

2. Иванов А.В., Смирнова О.А., Январев Д.В., Карпенко И.Л., Федякина И.Т. Применение дигидрохлорида N,N' -бис-(2,3-бутадиенил)- 1,4-диаминобутана (MDL72.527) для подавления репродукции SARS-CoV-2. Патент РФ №22761565, 10 декабря 2021 г.