Изучение факторов, влияющих на амилоидную трансформацию и агрегацию белков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.08, кандидат наук Заняткин, Иван Андреевич

• Заняткин, Иван Андреевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Заняткин, Иван Андреевич

Содержание

Использованные сокращения:

Введение

Актуальность проблемы

Цель и задачи работы

Научная новизна и практическая значимость работы

Положения, выносимые на защиту

Апробация работы

Личный вклад автора

Обзор литературы

Пищевые и молочные белки

Неорганизованная и амилоидная агрегация белков

Гликирование белков в природе

Последствия неэнзиматического гликирования белков

Влияние гликирования на казеины

Прионные белки как известные источники амилоидных структур

Амилоидная конверсия прионного белка

Гликирование прионного белка

Шапероны и их взаимодействие с неправильно свернутыми белками

Объекты экспериментов

Амилоидогенные белки

Шаперонины и белки с шапероноподобной активностью

Низкомолекулярные ингибиторы амилоидной конверсии и агрегации

Альтернативные потенциальные лиганды

Материалы и методы

Использованные реактивы

Препаративные техники

Приготовление компетентных клеток Е.еоН

Трансформация компетентных штаммов Е.еоН

Получение бактериального лизата, содержащего РгР

Выделение и очистка овечьего приона из бактериального лизата

Разделение жировой и водяной фракций белкового раствора или суспензии

Осаждение белка в изоэлектрической точке

Ионно-обменная хроматография в больших объемах

Обратно-фазовая хроматография

Осаждение белка в присутствии сульфата аммония

Экспрессия и очистка белковых комплексов ОгоЕЬ/ОгоЕБ

Гликирование казеинов

Гликирование прионного белка

Термоиндуцированная агрегация белков

Денатурация и реактивация ГАФД

Аналитические методы

Измерение концентрации белка методом УФ-спектрофотометрии

Измерение концентрации белка с бицинхониновой кислотой

Измерение концентрации белка методом Бредфорд

Электрофорез в полиакриламидном геле

Фруктозаминовый анализ ранних продуктов гликирования

Орто-фталальдегидный анализ количества доступных аминогрупп

Флуоресцентная спектрометрия поздних продуктов гликирования

Динамическое светорассеивание

Оценка агрегации белка по мутности раствора (турбидиметрия)

Измерение кругового дихроизма раствора белка

Флуориметрический анализ с тиофлавином Т

Флуоресцентная микроскопия с тиофлавином Т

Спектроскопия поглощения с конго красным

Флуоресцентная микроскопия с иммунохимическим окрашиванием

Трансмиссионная электронная микроскопия белковых препаратов

Определение ферментативной активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы

Результаты экспериментов

Часть 1. Коагрегация амилоидогенных и пищевых белков

Агрегация прионного белка в присутствии низкомолекулярных потенциальных ингибиторов амилоидной конверсии

Коагрегация прионного белка и некоторых пищевых белков в присутствии низкомолекулярных потенциальных ингибиторов амилоидной конверсии

Взаимодействие прионного белка и шаперонинов

Часть 2. Влияние гликирования на свойства Р-казеина

Влияние температуры, кислотности среды и присутствия восстановительного агента на процесс гликирования [в-казеина

Влияние гликирования на антиагрегационные свойства [в-казеина

Влияние гликирования казеина на агрегацию ГАФД в присутствии шаперонинового комплекса ОгоЕЬ/ОгоЕБ

Часть 3. Особое взаимодействие гликированного Р-казеина и тиофлавина Т

Влияние гликирования на агрегацию [в-казеина

Агрегация гликированного ß-казеина с тиофлавином Т

Образование спиральных структур при добавлении тиофлавина Т к гликированному ß-казеину

Определение параметров специфических агрегатов ß-казеина с тиофлавином Т и процесса их формирования

Определение необходимых компонентов для формирования специфических агрегатов гликированного ß-казеина

Часть 4. Коагрегация гликированного ß-казеина и немодифицированного прионного белка

Коагрегация гликированного ß-казеина и прионного белка

Определение необходимых компонентов для образования специфических агрегатов гликированного ß-казеина, прионного белка и тиофлавина Т

Коагрегация прионного белка и гликированного ß-казеина в присутствии некоторых антиамилоидных лигандов

Часть 5. Влияние гликирования на свойства овечьего прионного белка

Определение степени гликирования прионного белка

Исследование агрегации гликированного прионного белка

Коагрегация гликированного прионного белка и ß-казеина

Часть 6. Влияние антиамилоидных лигандов на агрегацию гликированного прионного белка

Взаимодействие гликированного прионного белка и антиамилоидных лигандов

Влияние антиамилоидных лигандов на коагрегацию гликированного прионного белка и ß-казеина

Обсуждение результатов

Коагрегация амилоидогенных и пищевых белков

Влияние антиамилоидных лигандов на агрегацию прионного белка

Влияние шаперонинов на амилоидную агрегацию прионного белка

Влияние антиамилоидных лигандов на коагрегацию прионного и пищевых белков

Влияние гликирования на свойства ß-казеина

Влияние гликирования на антиагрегационную активность казеина

Специфическая агрегация гликированного ß-казеина с тиофлавином Т

Коагрегация прионного белка и гликированного ß-казеина

Влияние антиамилоидных лигандов на коагрегацию прионного белка и гликированного ß-казеина

Влияние гликирования на свойства прионного белка

Агрегация гликированного прионного белка

Коагрегация гликированного прионного белка и ß-казеина до и после гликирования

Влияние антиамилоидных лигандов на коагрегацию прионного белка и пищевых белков

Влияние антиамилоидных лигандов на коагрегацию немодифицированных белков

3

Влияние гликирования белков на эффективность антиамилоидных лигандов

Выводы

Список литературы

167

171

172

Использованные сокращения:

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография;

ГАФД - глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназа;

ДЛС - динамическое лазерное светорассеяние;

3,4-ДМКК - 3,4-диметоксикоричная кислота;

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия;

ИКТ - изотермическая калориметрия титрования;

ИПТГ - изопропил-тиогалактопиранозид;

КМ-лизин - карбоксиметил-лизин;

ПААГ - полиакриламидный гель.

AGE - поздние (зрелые) продкты гликирования; BLG - В-лактоглобулин; DTT - дитиотреитол;

PAGE - электрофорез в полиакриламидном геле;

PrP - прионный белок;

SDS - додецилсульфат натрия;

ThT - тиофлавин Т

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение факторов, влияющих на амилоидную трансформацию и агрегацию белков»

Введение

Актуальность проблемы

Центральная догма структурной биологии гласит, что для выполнения биологической функции белок должен иметь соответствующею устойчивую конформцию, достигаемую его правильным сворачиванием, т.е. фолдингом. Соответственно, отсутствие стабильной конформации ранее считалось сугубо негативным фактором, а неструктурированные белки в пределах догмы считались нестабильными, не обладающими физиологической активностью, и способные провоцировать агрегацию. Со временем были обнаружены белки, в нормальном состоянии функционирующие в развёрнутой конформации, однако проблема неправильного сворачивания белков со временем стала всё более явной. Патологическая агрегация белков - существенная проблема современной биохимии [78, 94, 96]. Многие заболевания считаются следствием неправильного сворачивания белков и их последующей агрегации [39, 40, 102, 145]. На данный момент эти заболевания остаются неизлечимыми, а любая терапия против них носит паллиативный характер.

Есть несколько белков, за которыми известна склонность к патологической амилоидной конверсии и агрегации. Одним из самых известных является прионный белок. Впервые заболевания, как впоследствии оказалось, прионной природы, передающиеся от одного организма другому, были задокументированы в XVIII веке - это была так называемая почесуха или «скрэйпи» у овец. В 1920-х годах аналогичные по гистологическим изменениям заболевания были описаны Г.Г. Крейцфельдтом и А.М.Якобом и для человека. Наконец, в 1982 году С. Прузинер с коллегами показал, что инфекционным агентом всех этих заболеваний является ненуклеотидный, сугубо белковый агент - прионный белок РгР [116]. На данный момент известно несколько заболеваний прионной природы, как у животных (губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота, скрэйпи), так и у человека. Некоторые из них являются генетически обусловленными (фатальная семейная бессонница, наследственная версия синдрома Крейцфельда-Якоба), некоторые - спорадическими (спорадически

возникающий синдром Крейцфельда-Якоба), некоторые - инфекционной природы (куру, ятрогенный синдром Крейцфельда-Якоба). Хотя в большинстве случаев передача инфекции между организмами разных видов ограничена ввиду межвидового барьера, однако уже известны случаи развития у людей заболеваний прионной природы после потребления в пищу тканей заражённых коров [123]. Также потенциальным путём заражения являются переносы биологических жидкостей между организмами, такие как переливание крови. В то же время белки, подвергшиеся амиилоидой конверсии, обладают очень высокой устойчивостью: группа исследователей под руководством уже упомянутого С.Прузинера показала, что прионы способны сохранять свою инфекционность даже будучи в навозе [144]. При этом прионы способны свободно проходить сквозь мембраны и гемато-энцефалический барьер, при этом они не вызывают иммунного ответа. Таким образом можно утверждать, что прионные болезни являются значимой угрозой здоровью. На данный момент не существует даже паллиативного лечения данного типа амилоидозов, поэтому основной объём работ сосредоточен на поиске лекарств против самого патогенного фактора, чем и мы занялись в нашей работе.

Кроме того, способность принимать амилоидные формы известны для некоторых пищевых белков. Так, например, один из молочных белков, каппа-казеин, способен проходить амилоидную конверсию и агрегацию [146], хотя для этого ему в большинстве случаев требуется пройти модификацию, например, окисление метионинов в положениях 95 или 106 [66], или гомоцистеинилирование [139]. Кроме того, два других основных молочных белка, не входящих в казеиновое семейство, также могут проходить амилоидную конверсию и агрегацию. Так, активно исследуется амилоидизация в-лактоглобулина [32, 121], аналогичные свойства известны за альфа-лактальбумин [30, 42]. Данные виды агрегации напрямую не представляют серьёзной угрозы, однако условия для амилоидизации этих белков очень часто встречаются при предподготовке молока на фабриках, да и кухонное кипячение

вполне может способствовать данному процессу.

6

В большинстве случаев взаимодействие между амилоидными структурами, образованными разными белками, весьма ограниченно, однако на данный момент есть сведения о подобной кросс-агрегации [92, 152]. Поэтому можно предполагать, что наличие в организме даже одного белка с высокой склонностью к амилоидной конверсии и агрегации может затронуть другие полипептиды, нарушая их функцию, а возможно, и провоцируя новые заболевания. Данный фактор также решено было включить в наше исследование. Подавление патологической агрегации белков - один из путей лечения и предотвращения развития болезней амилоидной природы [8]. Наиболее перспективными направлениями на данный момент считается поиск веществ, способных подавлять образование новых белковых агрегатов и способствующих разрушению или как минимум разрыхлению уже образованных белковых агрегатов, дабы белок в их составе был доступен для рефолдинга или протеолиза. Подобные вещества, подавляющие агрегацию, могут быть как низкомолекулярными и небелковой природы, так и высокомолекулярными. Первую группу обычно составляют разнообразные полифенолы и антиоксиданты. Так, в частности, хорошо известно о способности растительного полифенола куркумина подавлять патологическкую агрегацию прионного белка [18, 80] и альфа-синуклеина [3, 38]. Однако, известные антиамилоидные лиганды обладают определёнными недостатками: так, куркумин имеет низкую растворимость в водных средах, что затрудняет его применение как лекарственного препарата. При этом на данный момент не найдено низкомолекулярного лиганда, подавляющего амилоидизацию того же прионного белка полностью. Данная область исследований также была сочтена нами потенциально перспективной.

Второе направление подавления амилоидной конверсии белков - это другие

белки, препятствующие неправильному сворачиванию. Такие белки называют

«молекулярными шаперонами». Белки такого типа делятся на две группы.

Шапероны связываются с полипептидной цепью, фиксируя её на своей

поверхности и тем самым, блокируя сворачивание «опекаемого» белка (в т.ч. и

7

неправильное) до того момента, пока он не попадёт в условия, способствующие

правильному фолдингу. Также они участвуют в трансмембранном транспорте

белков, удерживая полипептидную цепь своего «протеже» в развёрнутом

состоянии, и в таком виде белковые цепи «протягиваются» через мембрану.

Шаперонины существуют чтобы создать те самые выгодные условия для

сворачивания белка. В отличие от состоящих из одной-двух полипептидных

цепей, т.е. структурно простых шаперонов, шаперонины представляют собой

комплексы из множества доменов и раздельных полипептидных цепей,

формирующих т.н. «ячейку Анфинсена» - изолированную от внешней среды

полость. В ходе работы шаперонина сворачиваемый белок «загружается» в эту

полость (обычно отцепляясь с молекулы шаперона) в состоянии «расплавленной

глобулы» и связывается с гидрофобными участками «стенок» центрального

канала молекулы шаперонина. Это взаимодействие стимулирует присоединение

к шаперону молекулы АТФ, в результате чего шаперонин меняет свою

конфигурацию: полость изолируется от внешней среды либо закрытием

входного канала самим шаперонином (эукариотические ^Ю), либо связыванием

со специальным ко-шаперонином, затыкающим проход (комплекс

GroEL/GroES), внутри полости гидрофобные участки «стенок» изолируются от

взаимодействия, и сворачиваемый белок частично освобождается, погружаясь в

центральную полость и гарантированного изолируясь от взаимодействия с

другими белками. Процесс сворачивания будет продолжаться аналогично

спонтанному до тех пор, пока не произойдет гидролиз АТФ, отчего шаперонин

снова перейдёт в состояние, способное связывать частично развернутый белок.

Чем ближе структура сворачиваемого белка к нативной, тем меньше участков,

способных взаимодействовать с гидрофобными участками «ячейки Анфинсена».

При эффективной работе шаперонина сворачиваемый белок достигает нативной

конформации и покидает полость. Для подавления патологической агрегации

белков шаперонины могут быть применены за счёт активации мощностей самого

организма (например, усиления экспрессии), в меньшей мере путём добавления

шаперонинов извне [50, 62, 107]. Причём для этого может даже не требоваться

8

какая-то сложная трансфекция или другие ненативные пути введения белков в организм. Так, например, ещё один белок казеинового семейства - в-казеин -известен именно своей шапероно-подобной активностью [163, 169]. В то же время, молекулярные шапероны, по-видимому, не создают нового пути для сворачивания белков, а лишь ускоряют фолдинг по свойственному белку пути и защищают его от случайного неправильного сворачивания. Но если неправильное сворачивание носит не стохастический, а упорядоченный характер, шаперонины могут оказаться неэффективны. Так, есть сведения, что шаперонины GroEL/GroES и TriC неспособны предотвратить амилоидную конверсию прионного белка и даже, наоборот, провоцируют его на ускоренную амилоидизацию [65, 170]. В связи с этим вопрос взаимодействия шаперонов и амилоидогенных белков также был сочтён интересным для исследования. Ввиду разных направлений воздействия теоретически эти два пути можно сочетать, что, возможно, даст большую суммарную эффективность. Данную тематику также решено было изучить.

Однако, есть другие факторы, потенциально способные облегчить или

затруднить амилоидогенез. Модификации белков, происходящие in vivo и при

сторонней обработке, например, приготовлении пищи, существенно меняют их

свойства. Гликирование белков - весьма распространённая модификация,

которая может произойти с белком как in vivo в организме, так и in vitro.

Гликирование часто приводит к изменению свойств модифицированного белка,

в том числе и нарушению его вторичной или третичной структуры, что в свою

очередь может приводить к агрегации [59, 93]. Большинство работ, связанных с

гликированием амилоидогенных белков, показывали, что данная модификация

ускоряет их конверсию [60] и способствует образованию высокотоксичных

олигомеров [58]. Есть сведения, что высокий уровень сахара в крови,

увеличивающий риск неферментативного гликирования белков, может быть

фактором риска для развития не только сахарного диабета I типа, но болезней,

связанных с патологической агрегацией, таких как болезнь Альцгеймера или

Паркинсона [45, 153]. В то же время эффект гликирования на амилоидогенные

9

белки может быть и антиагрегационным. Так, несколькими исследователями было показано, что гликирование прионного белка приводило к подавлению образования амилоидных фибрилл [106] и резкому снижению инфекционности [142]. Данный фактор можно попытаться использовать как путь для подавления развития прионных болезней.

Эффект гликирования на пищевые белки также активно изучается. Очень часто при приготовлении пищи в смеси ингредиентов имеются сахара, а значит, может происходить и гликирование [124]. Кроме того, гликирование часто проводят намеренно для придания белковой пище более яркого вкуса. В частности, была исследована биодоступность молочных белков после гликирования [51]. Кроме того, исследовалось влияние гликирования на склонность молочных белков к агрегации. Уже проводили изыскания в отношении гликирования каппа-казеина [63] и в-лактоглобулина [34]. Кроме того, активно изучается влияние гликирования на в-казеин, который, в отличие от других молочных белков, в нативном состоянии обладает не амилоидогенными, а шапероно-подобными свойствами, меняющимися в результате модификации [164]. Всё это делает гликирование весьма важной посттрансляционной модификацией белков, заслуживающей изучения.

Стоит понимать, что в условиях, способствующих гликированию, будет модифицироваться не только какой-то один белок. В связи с этим высока вероятность изменения способностей белков взаимодействовать друг с другом после гликирования. Поэтому интересным мы сочли сравнение влияния гликирования на свойства одновременно амилоидогенного белка и белка с шапероно-подобной активностью. Данная проблема также была включена в исследование.

Цель и задачи _работы

Целью работы было выявление новых амилоидогенных и амилоидопротекторных факторов, влияющих на способность белков проходить, провоцировать и подавлять патологическую агрегацию. Задачи:

- выделить и очистить белки, обладающие либо амилоидогенными свойствами, либо способностью подавлять патологическую агрегацию других белков;

- продемонстрировать способность амилоидогенных и амилоидопротекторных белков взаимодействовать между собой и воздействовать на другие полипептиды;

- выявить новые антиамилоидные лиганды и изучить их влияние на разные типы агрегации белков;

- подобрать условия гликирования белков исследуемых белков и изучить изменение их свойств после гликирования;

- оценить способность антиамилоидных лигандов подавлять амилоидную конверсию и агрегацию гликированных белков

Научная новизна и практическая значимость _работы В работе было впервые показано, что 3,4-диметоксикоричная кислота

эффективно, хотя и не полностью, подавляет амилодизицию и агрегацию

прионного белка (PrP). Подробно изучено действие куркумина и его аналогов на

амилоидную конверсию и агрегацию белков.

Было обнаружено, что в-казеин, обладающий шаперонино-подобной активностью, существенно подавляет какую бы то ни было агрегацию прионного белка, а вкупе с низкомолекулярными антиамилоидными лигандами амилолидогенез практически полностью блокируется. Таким образом, был обнаружен эффективный способ полного подавления амилоидогенеза in vitro без задействования сложных компонентов.

Было доказано, что гликирование в-казеина не только лишает его способности предотвращать неправильное сворачивание белков, но и наоборот, вызывает его собственную агрегацию, а также стимулирует его способность вызывать агрегацию других белков. Таким образом, было показано, что неэнзиматическое гликирование молочных белков нарушает их функцию и может приводить к их агрегации. Кроме того, гликированный в-казеин проявил способность при взаимодействии с красителем тиофлавином Т, образовывать специфические

упорядоченные спиралевидные агрегаты. Присутствие прионного белка значительно облегчало образование этих агрегатов, а добавление антиамилоидных лигандов же - наоборот, подавляло. Обнаружение увеличения флуоресценции тиофлавина Т при связывании с гликированными белками свидетельствует о некорректности широкого использования этого красителя как детектора амилоидных структур без дополнительных проверок.

Гликирование прионного белка приводит к снижению его амилоидогенности, что подтверждает результаты, полученные ранее другими исследователями. В то же время было установлено, что данная модификация несколько облегчает неспецифическую агрегацию прионного белка. Видимо, по этой же причине был ослаблен антиамилоидный эффект куркумина и 3,4-ДМКК на агрегацию исследуемого белка, поскольку после модификации агрегация шла в большей мере по неспецифическому пути, которые 3,4-ДМКК и в особенности куркумин, подавляли слабее.

Взаимодействие гликированных прионного белка и в-казеина также носит особый характер. Уникально оно тем, что сначала белки образуют сферические агрегаты, по-видимому, имеющие неупорядоченную природу, но впоследствии они обогащаются амилоидными структурами. Видимо, в данном случае взаимодействия аминокислот, свойственные неспецифической агрегации белков, препятствуют проникновению вовнутрь антиамилоидных лигандов, не мешая им при этом внутренним структурам проходить амилоидную конверсию, что и приводит к практически полному исчезновению эффекта от куркумина и 3,4-ДМКК. Таким образом, были изучены изменения свойства амилоидогенного прионного белка в результате гликирования.

Положения, выносимые на защиту

1. Куркумин обладает более мощным антиамилоидным эффектом с более

широкой специфичностью по сравнению с 3,4-диметоксикоричной

кислотой. 3,4-ДМКК, в свою очередь более эффективно подавляет

агрегацию белка.

2. Гликирование D-глюкозой в-казеина лишает его шапероно-подобных свойств, активирует как его собственную агрегацию, так и вовлечение в агрегацию других белков.

3. Гликированный в-казеин вместо естественно неструктурированной формы начинает формировать упорядоченную вторичную структуру.

4. Гликированный в-казеин способен специфически взаимодействовать с тиофлавином Т с образованием спиралевидных структур.

5. Гликирование прионного белка понижает его восприимчивость к антиамилоидным лигандам.

6. Суммарный эффект антиамилоидных лигандов и шапероноподобной активности в-казеина позволяет практически полностью подавить амилоидную конверсию и агрегацию прионного белка.

7. Гликирование прионного белка понижает его амилоидогенность, но усиливает его способность к неспецифической агрегации.

Апробация _ работы

Результаты работы были представлены научном семинаре отдела биохимии животной клетки, НИИ ФХБ имени А.Н. Белозерского (сентябрь 2017 года, август 2018 года). Результаты работы докладывались на 3 семинарах, проводимых в Национальном институте агрономических исследований, г. Нант, Франция (L'Institut National de la Recherche Agronomique, Nantes, France). Некоторые результаты были представлены на конференции "Biomembranes 2018" (Долгопрудный, Россия).

Результаты работы были использованы в публикациях:

1. Кудрявцева С.С., Стройлова Ю.Ю, Заняткин И.А., Эртль Т., Муронец В.И. (2017). Ингибирование шаперонина GroEL мономером овечьего прионного белка и его олигомерными формами. Биохимия, 1, 111 — 120.

2. Tishina, S. A., Stroylov, V. S., Zanyatkin, I. A., Melnikova, A. K., Muronetz, V. I., & Stroylova, Y. Y. (2017). Cinnamic acid derivatives as the potential modulators of prion aggregation. Mendeleev Communications, 27(5), 493-494.

3. Zanyatkin, I., Stroylova, Y., Tishina, S., Stroylov, V., Melnikova, A., Haertle, T., & Muronetz, V. (2017). Inhibition of Prion Propagation by 3,4-Dimethoxycinnamic Acid. Phytotherapy Research, 31(7), 1046-1055.

Другие научные работы опубликованные по теме диссертации:

1. I.A. Zanyatkin, V.I. Muronetz. Activation of mammal prion protein specific aggregation by glycated ß-casein. "Biomembranes-2018 International conference, Book of abstracts", Dolgoprudny, 2018, p. 382.

Личный вклад автора

Основные результаты были получены лично автором. Личный вклад заключается в анализе данных литературы, планировании и проведении экспериментов, а также в обработке и анализе полученных данных, подготовке публикаций.

Процедуры молекулярного докинга были проведены к.х.н. В.С. Стройловым (Институт органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН), эксперименты по спектроскопии кругового дихроизма были проведены при участии к.ф.-м.н. А.М. Арутюняна (НИИ ФХБ имени А.Н. Белозерского), пробы для электронной микроскопии были проанализированы при участии к.б.н. Е.В. Шеваля и А.В. Лазарева (НИИ ФХБ имени А.Н. Белозерского), эксперименты с коагрегацией прионного белка и шаперонинов проводились с С.С. Кудрявцевой, налаживание методик в лаборатории в Нанте проходило при помощи сотрудников И.Шуазе (Yvan Choiset) и А. Рабезона (Hanitra Rabesona) (INRA).

Обзор литературы

Пищевые и молочные белки

Молоко - это один из неотъемлемых компонентов питания детей и

напиток, часто употребляемый взрослыми. Молоко является весьма полезным

продуктом по причине высокого содержания легко усваиваемых белков,

пептидов, витаминов и других важных для млекопитающих веществ. Состав

молока зависит от источника. Так, например, в коровьем молоке концентрация

белка составляет 3,3% (согласно данным базы данных USDA National Nutrient

Database), в козьем молоке белка больше (концентрация составляет 3,6%), а в

человеческом, наоборот, в 2 с лишним раза меньше и составляет 1,5%. Основные

молочные белки - это казеины, а-лактальбумин, ß-лактоглобулин. Их

соотношение также зависит от источника молока. В коровьем молоке казеины

14

являются доминирующими белками, самым массовым среди них является aS-казеин, в козьем молоке концентрация aS-казеинов ниже, а в человеческом молоке, наоборот, преобладают a-лактальбумин, в-лактоглобулин. В нашей работе мы планировали провести исследование именно казеинов, свойства которых описаны ниже.

Казеин (от лат. caseus - "сыр") - это название для семейства фосфопротеинов (aS1, aS2, в, к). Обычно их находят в молоке, где они составляют до 80% белков коровьего молока и от 20% до 45% белков человеческого молока [73]. Казеины имеют широкий спектр применения в пищевой промышленности, от основного компонента сыра до пищевой добавки. Как компонент важного пищевого ресурса - молока - казеин является источником аминокислот, может нести углеводы, а также связывать кальций и фосфор. ("Casein", 2011) Казеин содержит значительное число остатков пролина, которые не взаимодействуют между собой и не дают его полипептидной цепи образовывать протяжённые упорядоченные структуры. В норме в нем отсутствует и такой фактор стабилизации структуры, как дисульфидные мостики: например, в-казеин вообще не содержит цистеинов. Как результат, процент пептидной цепи, вовлеченной в третичную структуру, низок. Казеины сравнительно гидрофобные белки, из-за чего их нелегко растворить в воде в виде мономеров. Поэтому в молоке казеин обычно представлен в форме агрегатов, так называемых "казеиновых мицелл".

Несмотря на внешнее сходство с мицеллами, образуемыми поверхностно-активными веществами, внутренняя область казеиновых мицелл гидрофильна. Молекулы казеина внутри мицелл удерживаются благодаря ионам кальция и гидрофобным взаимодействиям. Существует несколько моделей, объясняющих формирование и внутреннюю структуру казеиновых мицелл [27]. Одна из них гласит, что внутри мицелла состоит из нескольких субвезикул, снаружи удерживаемых к-казеином [83, 158]. Согласно другой модели, ядро мицеллы слагается из казеиновых фибрилл [54]. Одна из новых моделей предполагает

образование кросс-сшивок между молекулами казеина [56]. Все модели объединяет то, что стабилизирующим фактором в них является к-казеин.

Рис. 1. Структура казеиновой мицеллы согласно модели субвезикул [83, 158].

Изоэлектрическая точка казеинов равна 4.6. Поскольку рН молока обычно равен 6.6, молекулы казеина в норме имеют отрицательный заряд. Самая очевидная функция казеина - это пищевой легкоусваиваемый источник аминокислот, потому он так важен для детенышей млекопитающих [148]. Еще одна очевидная функция казеинов - способность связывать фосфаты и кальций. Более того, образование казеиновых мицелл считают необходимым механизмом предотвращения кальцификации молочных желез. Типичная казеиновая мицелла включает в себя 104 молекулы белка в ~800 CCP нанокластеров, распределенных в гидратированном протеиновом матриксе [55]. На основе способности связывать кальций, казеины подразделяют на кальций-чувствительные (as1-, as2-, and в-казеин) и кальций-нечувствительные (к-казеин). Будучи кальций-нечувствительным, сам к-казеин в растворах солей кальция легко растворяется, но при этом обладает способностью взаимодействовать с кальцинированными казеинами других типов, стабилизируя их в виде суспензии [119].

Наконец, важная способность казеинов - это влияние на правильную сборку белков, подобно шаперонам [55]. Более того, казеины могут работать как «самошапероны»: образуя мицеллы, в-казеин препятствует спонтанной самоагрегации, свойственной aS2- и к-казеинам [55, 147].

Фосфат кальция Сач(Р04)в

Мицелла (200-300 нм)

Неорганизованная и амилоидная агрегация белков

Чем сложнее молекула белка и длиннее его аминокислотная последовательность, тем сложнее белку сохранить свою вторичную и третичную структуры в неблагоприятных условиях. Явление денатурации как раз и является разворачиванием вторичной и третичной структур белковой молекулы с образованием неупорядоченного статистического клубка. Некоторые белки и даже ферменты обладают способностью к самопроизвольному восстановлению структуры и даже ферментативной активности, хотя бы частичному, однако многие белки без специальных клеточных машин, восстанавливающих пространственную структуру белков, неспособны к ренатурации. Наоборот, после разворачивания молекулы в статистический клубок и последующему исчезновению фактора, приведшего к денатурации, в молекуле белка открывается множество регионов, приводящие к образованию нековалентных связей между молекулами белка, что, в свою очередь ведёт к их слипанию в большие конгломераты и выпадению в осадок. Естественно, свою функцию белок в таком состоянии выполнять уже не может.

Большинство молочных белков способно проходить именно неспецифическую агрегацию. Собственно, это и происходит, если по каким-то причинам молоко как эмульсия теряет стабильность и расслаивается. О склонности казеинов к неспецифической агрегации хорошо известно [75, 115]. Однако, многие белки, в том числе пищевые, способны подвергаться упорядоченной агрегации. Примером такой агрегации является амилоидоз.

Впервые данный термин был использован Рудольфом Вирховым в отношении белковых волокнистых структур, найденных им в печени, которые, подобно крахмалу, окрашивались йодом. Однозначная причина развития амилоидозов пока не названа, в то же время известно, что при некоторых болезнях амилоидоз развивается как осложнение, например, при туберкулезе, ревматоидном артрите, хроническом остеомиелите, лимфогранулематозе, плазмоцитоме. Формируются амилоидные агрегаты из различных белков, на данный момент только у человека

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Заняткин, Иван Андреевич, 2018 год

Список литературы

1. Adrover M. [и др.]. Mechanistic Insights in Glycation-Induced Protein Aggregation // Biomacromolecules. 2014. № 9 (15). C. 3449-3462.

2. Aguzzi A., Polymenidou M. Mammalian prion biology: one century of evolving concepts. // Cell. 2004. № 2 (116). C. 313-27.

3. Ahsan N. [и др.]. Curcumin Pyrazole and its derivative (N-(3-Nitrophenylpyrazole) Curcumin inhibit aggregation, disrupt fibrils and modulate toxicity of Wild type and Mutant a-Synuclein // Scientific Reports. 2015. № 1 (5). C. 9862.

4. Ai Z. [и др.]. Resveratrol inhibits fS-amyloid-induced neuronal apoptosis via regulation of p53 acetylation in PC12 cells // Molecular Medicine Reports. 2015. № 4 (11). C. 24292434.

5. Avilov S. V. [и др.]. Characterization of the Inhibition Mechanism of HIV-1 Nucleocapsid Protein Chaperone Activities by Methylated Oligoribonucleotides // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2012. № 2 (56). C. 1010-1018.

6. Ballard C. [и др.]. Alzheimer's disease. // Lancet (London, England). 2011. № 9770 (377). C. 1019-31.

7. Barinova K. [и др.]. Binding of alpha-synuclein to partially oxidized glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase induces subsequent inactivation of the enzyme. // Archives of biochemistry and biophysics. 2018. (642). C. 10-22.

8. Bartolini M., Andrisano V. Strategies for the Inhibition of Protein Aggregation in Human Diseases // ChemBioChem. 2010. № 8 (11). C. 1018-1035.

9. Bateman D. [и др.]. Sporadic Creutzfeldt-Jakob disease in a 18-year-old in the UK. // Lancet (London, England). 1995. № 8983 (346). C. 1155-6.

10. Belay E.D. Transmissible Spongiform Encephalopathies in Humans / / Annual Review of Microbiology. 1999. № 1 (53). C. 283-314.

11. Biacabe A.-G. [и др.]. Distinct molecular phenotypes in bovine prion diseases / / EMBO reports. 2004. № 1 (5). C. 110-115.

12. Biancalana M., Koide S. Molecular mechanism of Thioflavin-T binding to amyloid fibrils / / Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics. 2010. № 7 (1804). C. 1405-1412.

13. Bodinier M. [и др.]. Evaluation of an in vitro mast cell degranulation test in the context of food allergy to wheat. // International archives of allergy and immunology. 2008. № 4 (146). C. 307-20.

14. Bouma B. [и др.]. Glycation Induces Formation of Amyloid Cross-в Structure in Albumin // Journal of Biological Chemistry. 2003. № 43 (278). C. 41810-41819.

15. Carlson A., Hill C.G., Olson N.F. Kinetics of milk coagulation: I. The kinetics of kappa casein hydrolysis in the presence of enzyme deactivation. // Biotechnology and bioengineering. 1987. № 5 (29). C. 582-9.

16. Carter L.G., D'Orazio J.A., Pearson K.J. Resveratrol and cancer: focus on in vivo evidence // Endocrine Related Cancer. 2014. № 3 (21). C. R209-R225.

17. Casalone C. [и др.]. Identification of a second bovine amyloidotic spongiform encephalopathy: molecular similarities with sporadic Creutzfeldt-Jakob disease. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2004.

172

№ 9 (101). C. 3065-70.

18. Caughey B. [h gp.]. Inhibition of protease-resistant prion protein accumulation in vitro by curcumin. // Journal of virology. 2003. № 9 (77). C. 5499-502.

19. Choi B.-Y. [h gp.]. Mutations at codons 178, 200-129, and 232 contributed to the inherited prion diseases in Korean patients. / / BMC infectious diseases. 2009. № 1 (9). C. 132.

20. Choi Y.-G. [h gp.]. Ne-Carboxymethyl Modification of Lysine Residues in Pathogenic Prion Isoforms // Molecular Neurobiology. 2016. № 5 (53). C. 3102-3112.

21. Choi Y.G. [h gp.]. Nonenzymatic glycation at the N terminus of pathogenic prion protein in transmissible spongiform encephalopathies // Journal of Biological Chemistry. 2004. № 29 (279). C. 30402-30409.

22. Chong E. [h gp.]. Resveratrol, a red wine antioxidant, reduces atrial fibrillation susceptibility in the failing heart by PI3K/AKT/eNOS signaling pathway activation // Heart Rhythm. 2015. № 5 (12). C. 1046-1056.

23. Colby D.W., Prusiner S.B. Prions // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 2011. № 1 (3). C. a006833-a006833.

24. Collinge J. [h gp.]. Molecular analysis of prion strain variation and the aetiology of «new variant» CJD // Nature. 1996. № 6602 (383). C. 685-690.

25. Cory M., Tidwell R.R., Fairley T.A. Structure and DNA binding activity of analogues of 1,5-bis(4-amidinophenoxy)pentane (pentamidine) // Journal of medicinal chemistry. 1992. № 3 (35). C. 431-8.

26. Cousens S.N. [h gp.]. Predicting the CJD epidemic in humans. / / Nature. 1997. № 6613 (385). C. 197-8.

27. Dalgleish D.G. [h gp.]. Casein Micelles as Colloids: Surface Structures and Stabilities // Journal of Dairy Science. 1998. № 11 (81). C. 3013-3018.

28. Davies P. [h gp.]. Thermodynamic and Voltammetric Characterization of the Metal Binding to the Prion Protein: Insights into pH Dependence and Redox Chemistry // Biochemistry. 2009. № 12 (48). C. 2610-2619.

29. DeArmond S.J. [h gp.]. Selective neuronal targeting in prion disease // Neuron. 1997. № 6 (19). C. 1337-1348.

30. Ebrahim-Habibi M.-B. [h gp.]. Fibrillation of a-lactalbumin: Effect of crocin and safranal, two natural small molecules from Crocus sativus // Biopolymers. 2010. № 10 (93). C. 854-865.

31. Ellis R.J., Vies S.M. van der Molecular Chaperones // Annual Review of Biochemistry. 1991. № 1 (60). C. 321-347.

32. Elofsson U.M., Dejmek P., Paulsson M. a Heat-induced aggregation of beta-lactoglobulin studied by dynamic light scattering // International Dairy Journal. 1996. № 4 (6). C. 343-357.

33. Endo T. [h gp.]. Diversity of oligosaccharide structures linked to asparagines of the scrapie prion protein. // Biochemistry. 1989. № 21 (28). C. 8380-8.

34. Enomoto H. [h gp.]. Glycation and Phosphorylation of pP-Lactoglobulin by Dry-Heating: Effect on Protein Structure and Some Properties // Journal of Agricultural and

Food Chemistry. 2007. № 6 (55). C. 2392-2398.

35. Farrell H.M. [h gp.]. Environmental influences on bovine kappa-casein: reduction and conversion to fibrillar (amyloid) structures. / / Journal of protein chemistry. 2003. № 3 (22). C. 259-73.

36. Ferreira N., Saraiva M.J., Almeida M.R. Natural polyphenols as modulators of TTR amyloidogenesis: in vitro and in vivo evidences towards therapy. // Amyloid : the international journal of experimental and clinical investigation : the official journal of the International Society of Amyloidosis. 2012. № supl (19 Suppl 1). C. 39-42.

37. Frid P., Anisimov S. V., Popovic N. Congo red and protein aggregation in neurodegenerative diseases / / Brain Research Reviews. 2007. № 1 (53). C. 135-160.

38. Gautam S. [h gp.]. pP-Cyclodextrin and Curcumin, a Potent Cocktail for Disaggregating and/or Inhibiting Amyloids: A Case Study with a-Synuclein // Biochemistry. 2014. № 25 (53). C. 4081-4083.

39. Geschwind M.D. Prion Diseases // CONTINUUM: Lifelong Learning in Neurology. 2015. № 6 Neuroinfectious Disease (21). C. 1612-1638.

40. Girâldez-Pérez R.M. [h gp.]. Models of a-synuclein aggregation in Parkinson's disease // Acta Neuropathologica Communications. 2014. № 1 (2). C. 176.

41. Girish T.K., Prasada Rao U.J. Protein glycation and aggregation inhibitory potency of biomolecules from black gram milled by-product // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2016. № 15 (96). C. 4973-4983.

42. Goers J. [h gp.]. Conformational prerequisites for alpha-lactalbumin fibrillation. // Biochemistry. 2002. № 41 (41). C. 12546-51.

43. Gorodinsky A., Harris D.A. Glycolipid-anchored proteins in neuroblastoma cells form detergent-resistant complexes without caveolin. // The Journal of cell biology. 1995. № 3 (129). C. 619-27.

44. Grantcharova V. [h gp.]. Mechanisms of protein folding. // Current opinion in structural biology. 2001. № 1 (11). C. 70-82.

45. Guerrero E. [h gp.]. Recent advances in a-synuclein functions, advanced glycation, and toxicity: implications for Parkinson's disease. / / Molecular neurobiology. 2013. № 2 (47). C. 525-36.

46. Gupta R.S. Sequence and structural homology between a mouse T-complex protein TCP-1 and the «chaperonin» family of bacterial (GroEL, 60-65 kDa heat shock antigen) and eukaryotic proteins. // Biochemistry international. 1990. № 4 (20). C. 833-41.

47. Hafner-Bratkovic I. [h gp.]. Curcumin binds to the a-helical intermediate and to the amyloid form of prion protein - A new mechanism for the inhibition of PrPSc accumulation // Journal of Neurochemistry. 2008. № 6 (104). C. 1553-1564.

48. Hàkansson A. [h gp.]. Apoptosis induced by a human milk protein. / / Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1995. № 17 (92). C. 8064-8.

49. Haraguchi T. [h gp.]. Asparagine-linked glycosylation of the scrapie and cellular prion proteins. // Archives of biochemistry and biophysics. 1989. № 1 (274). C. 1-13.

50. Hartl F.U., Bracher A., Hayer-Hartl M. Molecular chaperones in protein folding and proteostasis // Nature. 2011. № 7356 (475). C. 324-332.

51. Hellwig M. [h gp.]. N-e-fructosyllysine and N-e-carboxymethyllysine, but not lysinoalanine, are available for absorption after simulated gastrointestinal digestion // Amino Acids. 2014. № 2 (46). C. 289-299.

52. Hellwig M. [h gp.]. N-e-fructosyllysine and N-e-carboxymethyllysine, but not lysinoalanine, are available for absorption after simulated gastrointestinal digestion // Amino Acids. 2014. № 2 (46). C. 289-299.

53. Hill R.L., Brew K. Lactose synthetase. // Advances in enzymology and related areas of molecular biology. 1975. (43). C. 411-90.

54. Holt C. Structure and stability of bovine casein micelles. // Advances in protein chemistry. 1992. (43). C. 63-151.

55. Holt C. Unfolded phosphopolypeptides enable soft and hard tissues to coexist in the same organism with relative ease. / / Current opinion in structural biology. 2013. № 3 (23). C. 420-5.

56. Horne D.S. Casein Interactions: Casting Light on the Black Boxes, the Structure in Dairy Products // International Dairy Journal. 1998. № 3 (8). C. 171-177.

57. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. VMD: visual molecular dynamics. // Journal of molecular graphics. 1996. № 1 (14). C. 33-8, 27-8.

58. Iannuzzi C. [h gp.]. Glycation of Wild-Type Apomyoglobin Induces Formation of Highly Cytotoxic Oligomeric Species / / Journal of Cellular Physiology. 2015. № 11 (230). C. 2807-2820.

59. Iannuzzi C., Irace G., Sirangelo I. Differential effects of glycation on protein aggregation and amyloid formation // Frontiers in Molecular Biosciences. 2014. (1). C. 9.

60. Jana A.K. [h gp.]. Glycation induces conformational changes in the amyloid-P peptide and enhances its aggregation propensity: molecular insights. // Physical chemistry chemical physics: PCCP. 2016. № 46 (18). C. 31446-31458.

61. Jarrett J.T., Lansbury P.T. Seeding "one-dimensional crystallization" of amyloid: a pathogenic mechanism in Alzheimer's disease and scrapie? // Cell. 1993. № 6 (73). C. 1055-8.

62. Jeng W. [h gp.]. Molecular chaperones: guardians of the proteome in normal and disease states. // F1000Research. 2015. (4).

63. Jindal S., Naeem A. Consequential secondary structure alterations and aggregation during prolonged casein glycation // Journal of Fluorescence. 2013. № 3 (23). C. 367374.

64. Kelly S.M., Jess T.J., Price N.C. How to study proteins by circular dichroism // Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics. 2005. № 2 (1751). C. 119-139.

65. Kiselev G.G. [h gp.]. Chaperonins induce an amyloid-like transformation of ovine prion protein: the fundamental difference in action between eukaryotic TRiC and bacterial GroEL // Biochim Biophys Acta. 2011. № 12 (1814). C. 1730-8.

66. Koudelka T. [h gp.]. Methionine Oxidation Enhances K-Casein Amyloid Fibril Formation // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2012. № 16 (60). C. 41444155.

67. Kovacs G.G., Budka H. Prion Diseases: From Protein to Cell Pathology / / The American Journal of Pathology. 2008. № 3 (172). C. 555-565.

68. Kovanen P.T., Pentikainen M.O. Circulating lipoproteins as proinflammatory and anti-inflammatory particles in atherogenesis. // Current opinion in lipidology. 2003. № 5 (14). C. 411-9.

69. Kruizinga M.D. [h gp.]. The use of intravenous pentamidine for the prophylaxis of Pneumocystis pneumonia in pediatric patients // Pediatric Blood & Cancer. 2017. № 8 (64). C. e26453.

70. Kudryavtseva S.S. [h gp.]. Methylglyoxal modification hinders amyloid conversion of prion protein // Mendeleev Communications. 2018. № 3 (28). C. 314-316.

71. Kulkarni S.S., Cantó C. The molecular targets of resveratrol / / Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 2015. № 6 (1852). C. 1114-1123.

72. Kumar, Vinay; Abbas, Abul; Aster J. Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease / J. Kumar, Vinay; Abbas, Abul; Aster, 2015. 804-816 c.

73. Kunz C., Lonnerdal B. Human-milk proteins: analysis of casein and casein subunits by anion-exchange chromatography, gel electrophoresis, and specific staining methods. // The American journal of clinical nutrition. 1990. № 1 (51). C. 37-46.

74. Kurt T.D. [h gp.]. A proposed mechanism for the promotion of prion conversion involving a strictly conserved tyrosine residue in the |32-a2 loop of PrPC. / / The Journal of biological chemistry. 2014. № 15 (289). C. 10660-7.

75. Larissa M. Mikheeva f [h gp.]. Thermodynamics of Micellization of Bovine ^-Casein Studied by High-Sensitivity Differential Scanning Calorimetry 2003.

76. Laskey R.A. [h gp.]. The Role of Nucleoplasmin in Chromatin Assembly and Disassembly [and Discussion] // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 1993. № 1289 (339). C. 263-269.

77. Lawson V.A. [h gp.]. Prion protein glycosylation // Journal of Neurochemistry. 2005. № 4 (93). C. 793-801.

78. Leighton P.L.A., Allison W.T. Protein Misfolding in Prion and Prion-Like Diseases: Reconsidering a Required Role for Protein Loss-of-Function // Journal of Alzheimer's Disease. 2016. № 1 (54). C. 3-29.

79. Li F. [h gp.]. Resveratrol, a neuroprotective supplement for Alzheimer's disease. / / Current pharmaceutical design. 2012. № 1 (18). C. 27-33.

80. Lin C.-F. [h gp.]. Curcumin Reduces Amyloid Fibrillation of Prion Protein and Decreases Reactive Oxidative Stress // Pathogens. 2013. № 3 (2). C. 506-519.

81. Lin J. [h gp.]. Inhibiting S100B restores p53 levels in primary malignant melanoma cancer cells. // The Journal of biological chemistry. 2004. № 32 (279). C. 34071-7.

82. Lopes M.H., Santos T.G. Prion potency in stem cells biology // Prion. 2012. № 2 (6). C. 142-146.

83. Lucey J.A. ADSA Foundation Scholar Award. Formation and physical properties of milk protein gels. // Journal of dairy science. 2002. № 2 (85). C. 281-94.

84. MacCarrone M. [h gp.]. Resveratrol prevents apoptosis in K562 cells by inhibiting lipoxygenase and cyclooxygenase activity. // European journal of biochemistry. 1999. № 1 (265). C. 27-34.

85. Maglio L.E. [h gp.]. Hippocampal synaptic plasticity in mice devoid of cellular prion

protein // Molecular Brain Research. 2004. № 1-2 (131). C. 58-64.

86. Maiti P., Dunbar G. Use of Curcumin, a Natural Polyphenol for Targeting Molecular Pathways in Treating Age-Related Neurodegenerative Diseases // International Journal of Molecular Sciences. 2018. № 6 (19). C. 1637.

87. Mason J.M. [h gp.]. Design strategies for anti-amyloid agents. // Current opinion in structural biology. 2003. № 4 (13). C. 526-32.

88. McDonnell G. Prion disease transmission: can we apply standard precautions to prevent or reduce risks? // Journal of perioperative practice. 2008. № 7 (18). C. 298304.

89. Meng C., Liu J.-L., Du A.-L. Cardioprotective effect of resveratrol on atherogenic diet-fed rats. / / International journal of clinical and experimental pathology. 2014. № 11 (7). C. 7899-906.

90. Miyamoto Y. [h gp.]. Role of dipeptidyl peptidase IV in uptake of peptide nitrogen from beta-casomorphin in rabbit renal BBMV. / / The American journal of physiology. 1987. № 4 Pt 2 (252). C. F670-7.

91. Moeckel U. [h gp.]. Glycation Reactions of Casein Micelles. // Journal of agricultural and food chemistry. 2016. № 14 (64). C. 2953-61.

92. Morales R., Moreno-Gonzalez I., Soto C. Cross-seeding of misfolded proteins: implications for etiology and pathogenesis of protein misfolding diseases. / / PLoS pathogens. 2013. № 9 (9). C. e1003537.

93. Morgan F. [h gp.]. Modification of bovine beta-lactoglobulin by glycation in a powdered state or in an aqueous solution: effect on association behavior and protein conformation. / / Journal of agricultural and food chemistry. 1999. № 1 (47). C. 83-91.

94. Mossuto M.F. Disulfide Bonding in Neurodegenerative Misfolding Diseases // International Journal of Cell Biology. 2013. (2013). C. 1-7.

95. Moustaine D. El [h gp.]. Full-length prion protein aggregates to amyloid fibrils and spherical particles by distinct pathways // FEBS Journal. 2008. № 9 (275). C. 20212031.

96. Mulligan V.K., Chakrabartty A. Protein misfolding in the late-onset neurodegenerative diseases: Common themes and the unique case of amyotrophic lateral sclerosis / / Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 2013. № 8 (81). C. 12851303.

97. Nadal R.C. [h gp.]. Evaluation of Copper 2+ Affinities for the Prion Protein // Biochemistry. 2009. № 38 (48). C. 8929-8931.

98. Naletova I.N., Muronetz V.I., Schmalhausen E.V. Unfolded, oxidized, and thermoinactivated forms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interact with the chaperonin GroEL in different ways // Biochim Biophys Acta. 2006. № 4 (1764). C. 8318.

99. Naqvi M.A. [h gp.]. Disorder in Milk Proteins: Formation, Structure, Function, Isolation and Applications of Casein Phosphopeptides. // Current protein & peptide science. 2016. № 4 (17). C. 368-79.

100. Ng-Kwai-Hang K.F., Pelissier J.P. Rapid separation of bovine caseins by mass ion exchange chromatography // Journal of Dairy Research. 1989. № 03 (56). C. 391.

101. Nilsson M.R. Techniques to study amyloid fibril formation in vitro. // Methods (San Diego, Calif.). 2004. № 1 (34). C. 151-60.

102. Oczkowska A., Kozubski W., Dorszewska J. [Alpha-synuclein in Parkinson's disease]. // Przeglad lekarski. 2014. № 1 (71). C. 26-32.

103. Oliveira L.M.A. [h gp.]. Insights into the molecular mechanism of protein native-like aggregation upon glycation // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 2013. № 6 (1834). C. 1010-1022.

104. Pan K., Zhong Q. Amyloid-like fibrils formed from intrinsically disordered caseins: physicochemical and nanomechanical properties. // Soft matter. 2015. № 29 (11). C. 5898-904.

105. Pan K.M. [h gp.]. Conversion of alpha-helices into beta-sheets features in the formation of the scrapie prion proteins. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1993. № 23 (90). C. 10962-6.

106. Panza G., Dumpitak C., Birkmann E. Influence of the maillard reaction to prion protein aggregation. // Rejuvenation Res. 2010. № 2-3 (13). C. 220-223.

107. Papsdorf K., Richter K. Protein folding, misfolding and quality control: the role of molecular chaperones // Essays In Biochemistry. 2014. (56). C. 53-68.

108. Park S.-J. [h gp.]. Resveratrol Ameliorates Aging-Related Metabolic Phenotypes by Inhibiting cAMP Phosphodiesterases // Cell. 2012. № 3 (148). C. 421-433.

109. Pérez-Fuentes L. [h gp.]. Adsorption of Milk Proteins (ß-Casein and ß-Lactoglobulin) and BSA onto Hydrophobic Surfaces // Materials. 2017. № 8 (10). C. 893.

110. Perez-Pineiro R. [h gp.]. The prion protein binds thiamine / / FEBS Journal. 2011. № 21 (278). C. 4002-4014.

111. Petit C.S. V [h gp.]. Roles of the cellular prion protein in the regulation of cell-cell junctions and barrier function. / / Tissue barriers. 2013. № 2 (1). C. e24377.

112. Pham N. [h gp.]. Down regulation of brain cellular prion protein in an animal model of insulin resistance: possible implication in increased prevalence of stroke in pre-diabetics/diabetics. // Biochemical and biophysical research communications. 2014. № 2 (448). C. 151-6.

113. Poggiolini I., Saverioni D., Parchi P. Prion Protein Misfolding, Strains, and Neurotoxicity: An Update from Studies on Mammalian Prions // International Journal of Cell Biology. 2013. (2013). C. 1-24.

114. Poli G. [h gp.]. Therapeutic activity of inhibition of the soluble epoxide hydrolase in a mouse model of scrapie // Life Sciences. 2013. № 23 (92). C. 1145-1150.

115. Portnaya I. [h gp.]. Micellization of bovine beta-casein studied by isothermal titration microcalorimetry and cryogenic transmission electron microscopy. // Journal of agricultural and food chemistry. 2006. № 15 (54). C. 5555-61.

116. Prusiner S.B. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. / / Science (New York, N.Y.). 1982. № 4542 (216). C. 136-44.

117. Prusiner S.B. Molecular biology of prion diseases. // Science (New York, N.Y.). 1991. № 5012 (252). C. 1515-22.

118. Prusiner S.B., Kingsbury D.T. Prions--infectious pathogens causing the spongiform

encephalopathies. // CRC critical reviews in clinical neurobiology. 1985. № 3 (1). C. 181-200.

119. Qi P.X. Studies of casein micelle structure: the past and the present // Le Lait. 2007. № 4-5 (87). C. 363-383.

120. Ranford J.C., Coates A.R.M., Henderson B. Chaperonins are cell-signalling proteins: the unfolding biology of molecular chaperones // Expert Reviews in Molecular Medicine. 2000. № 08 (2).

121. Raynes J.K. [h gp.]. Coaggregation of K-Casein and P-Lactoglobulin Produces Morphologically Distinct Amyloid Fibrils / / Small. 2017. № 14 (13).

122. Rezaei H. [h gp.]. Sequential generation of two structurally distinct ovine prion protein soluble oligomers displaying different biochemical reactivities // Journal of Molecular Biology. 2005. № 3 (347). C. 665-679.

123. Richt J.A., Hall S.M. BSE Case Associated with Prion Protein Gene Mutation // PLoS Pathogens. 2008. № 9 (4). C. e1000156.

124. Roldan M. [h gp.]. Advanced glycation end products, physico-chemical and sensory characteristics of cooked lamb loins affected by cooking method and addition of flavour precursors // Food Chemistry. 2015. (168). C. 487-495.

125. Roth-Walter F. [h gp.]. The major cow milk allergen Bos d 5 manipulates T-helper cells depending on its load with siderophore-bound iron. // PloS one. 2014. № 8 (9). C. e104803.

126. Rudd P.M. [h gp.]. Glycosylation differences between the normal and pathogenic prion protein isoforms. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1999. № 23 (96). C. 13044-9.

127. Salahuddin P., Rabbani G., Khan R. The role of advanced glycation end products in various types of neurodegenerative disease: a therapeutic approach // Cellular and Molecular Biology Letters. 2014. № 3 (19). C. 407-437.

128. Schlesinger M.J. Heat shock proteins. // The Journal of biological chemistry. 1990. № 21 (265). C. 12111-4.

129. Schmid K. [h gp.]. Induction of heat shock proteins and the proteasome system by casein-N epsilon-(carboxymethyl)lysine and N epsilon-(carboxymethyl)lysine in Caco-2 cells. // Annals of the New York Academy of Sciences. 2008. (1126). C. 257-261.

130. Selkoe D.J. Folding proteins in fatal ways // Nature. 2003. № 6968 (426). C. 900904.

131. Serio T.R. [h gp.]. Nucleated conformational conversion and the replication of conformational information by a prion determinant. / / Science (New York, N.Y.). 2000. № 5483 (289). C. 1317-21.

132. Sharifizadeh A. [h gp.]. A new aspect to chaperone-like activity of bovine P-casein by protein-protein interactions study // International Journal of Biological Macromolecules. 2012. № 5 (51). C. 901-907.

133. Shiraishi N. [h gp.]. Calreticulin inhibits prion protein PrP-(23-98) aggregation in vitro. / / Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 2011. № 8 (75). C. 1625-7.

134. Shiraishi N., Utsunomiya H., Nishikimi M. Combination of NADPH and copper ions generates proteinase K-resistant aggregates from recombinant prion protein. // The

Journal of biological chemistry. 2006. № 46 (281). C. 34880-7.

135. Shyng S.L., Huber M.T., Harris D.A. A prion protein cycles between the cell surface and an endocytic compartment in cultured neuroblastoma cells. // The Journal of biological chemistry. 1993. № 21 (268). C. 15922-8.

136. Singh P.K. [h gp.]. Curcumin modulates a-synuclein aggregation and toxicity. // ACS chemical neuroscience. 2013. № 3 (4). C. 393-407.

137. Smith J. [h gp.]. The effect of pentamidine on melanoma ex vivo / / Anti-Cancer Drugs. 2010. № 2 (21). C. 181-185.

138. Smith P.G., Bradley R. Bovine spongiform encephalopathy (BSE) and its epidemiology. // British medical bulletin. 2003. (66). C. 185-98.

139. Stroylova Y.Y. [h gp.]. Aggregation and structural changes of a(S1)-, P- and k-caseins induced by homocysteinylation. / / Biochimica et biophysica acta. 2011. № 10 (1814). C. 1234-45.

140. Stryer L. Biochemistry / L. Stryer, Freeman, 1999.

141. Sunde M., Blake C. The structure of amyloid fibrils by electron microscopy and X-ray diffraction. // Advances in protein chemistry. 1997. (50). C. 123-59.

142. Suyama K. [h gp.]. Prion inactivation by the Maillard reaction. // Biochemical and biophysical research communications. 2007. № 1 (356). C. 245-8.

143. Svensson M. [h gp.]. Molecular characterization of alpha-lactalbumin folding variants that induce apoptosis in tumor cells. // The Journal of biological chemistry. 1999. № 10 (274). C. 6388-96.

144. Tamguney G. [h gp.]. Asymptomatic deer excrete infectious prions in faeces. // Nature. 2009. № 7263 (461). C. 529-32.

145. Thal D.R., Fandrich M. Protein aggregation in Alzheimer's disease: AP and t and their potential roles in the pathogenesis of AD // Acta Neuropathologica. 2015. № 2 (129). C. 163-165.

146. Thorn D.C. [h gp.]. Amyloid Fibril Formation by Bovine Milk K-Casein and Its Inhibition by the Molecular Chaperones a s - and P-Casein t // Biochemistry. 2005. № 51 (44). C. 17027-17036.

147. Thorn D.C. [h gp.]. Amyloid fibril formation by bovine milk alpha s2-casein occurs under physiological conditions yet is prevented by its natural counterpart, alpha s1-casein. // Biochemistry. 2008. № 12 (47). C. 3926-36.

148. Thorn D.C. [h gp.]. Casein structures in the context of unfolded proteins // International Dairy Journal. 2015. (46). C. 2-11.

149. Tiraboschi P. [h gp.]. The importance of neuritic plaques and tangles to the development and evolution of AD. // Neurology. 2004. № 11 (62). C. 1984-9.

150. Tishina S.A. [h gp.]. Cinnamic acid derivatives as the potential modulators of prion aggregation // Mendeleev Communications. 2017. № 5 (27).

151. Ulrich P. Protein Glycation, Diabetes, and Aging / / Recent Progress in Hormone Research. 2001. № 1 (56). C. 1-22.

152. Velkova A. [h gp.]. Exploiting Cross-Amyloid Interactions To Inhibit Protein Aggregation but not Function: Nanomolar Affinity Inhibition of Insulin Aggregation by an

180

IAPP Mimic // Angewandte Chemie International Edition. 2008. № 37 (47). C. 71147118.

153. Vicente Miranda H., El-Agnaf O.M.A., Outeiro T.F. Glycation in Parkinson's disease and Alzheimer's disease // Movement Disorders. 2016. № 6 (31). C. 782-790.

154. Vistoli G. [h gp.]. Advanced glycoxidation and lipoxidation end products (AGEs and ALEs): an overview of their mechanisms of formation // Free Radical Research. 2013. № sup1 (47). C. 3-27.

155. Vrentas C.E., Onstot S., Nicholson E.M. A comparative analysis of rapid methods for purification and refolding of recombinant bovine prion protein. // Protein expression and purification. 2012. № 2 (82). C. 380-8.

156. Walmsley A.R., Hooper N.M. Distance of sequons to the C-terminus influences the cellular N-glycosylation of the prion protein. / / The Biochemical journal. 2003. № Pt 1 (370). C. 351-5.

157. Walmsley A.R., Zeng F., Hooper N.M. Membrane topology influences N-glycosylation of the prion protein. // The EMBO journal. 2001. № 4 (20). C. 703-12.

158. Walstra P. The voluminosity of bovine casein micelles and some of its implications. // The Journal of dairy research. 1979. № 2 (46). C. 317-23.

159. Western K.A., Perera D.R., Schultz M.G. Pentamidine isethionate in the treatment of Pneumocystis carinii pneumonia. // Clinical pharmacy. 1985. № 5 (4). C. 507-16.

160. Xiao C.-Q. [h gp.]. Comprehensive study of the interaction between a potential antiprion cationic porphyrin and human prion protein at different pH by using multiple spectroscopic methods. // Journal of pharmaceutical sciences. 2013. № 3 (102). C. 1076-85.

161. Xu H. [h gp.]. Modulatory Potential of Curcumin and Resveratrol on p53 Post-Translational Modifications during Gastric Cancer // Journal of Environmental Pathology, Toxicology and Oncology. 2018. № 2 (37). C. 93-101.

162. Younus H., Anwar S. Prevention of non-enzymatic glycosylation (glycation): Implication in the treatment of diabetic complication. // International journal of health sciences. 2016. № 2 (10). C. 261-77.

163. Yousefi R. [h gp.]. Chaperone-like activities of different molecular forms of ß-casein. Importance of polarity of N-terminal hydrophilic domain / / Biopolymers. 2009. № 8 (91). C. 623-632.

164. Yousefi R. [h gp.]. Evaluation of Structure, Chaperone-Like Activity and Allergenicity of Reduced Glycated Adduct of Bovine ß-casein. / / Protein and peptide letters. 2017. №

1 (24). C. 46-55.

165. Zanyatkin I. [h gp.]. Inhibition of Prion Propagation by 3,4-Dimethoxycinnamic Acid // Phytotherapy Research. 2017. № 7 (31).

166. Zerbini L.F. [h gp.]. Computational repositioning and preclinical validation of pentamidine for renal cell cancer. / / Molecular cancer therapeutics. 2014. № 7 (13). C. 1929-1941.

167. Zhao D. [h gp.]. Digestibility of Glyoxal-Glycated ß-Casein and ß-Lactoglobulin and Distribution of Peptide-Bound Advanced Glycation End Products in Gastrointestinal Digests // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2017. № 28 (65). C. 5778-5788.

168. Zhao D. [и др.]. Effect of glycation derived from a-dicarbonyl compounds on the in vitro digestibility of ß-casein and ß-lactoglobulin: A model study with glyoxal, methylglyoxal and butanedione // Food Research International. 2017. (102). C. 313-322.

169. Захарченко Н.Л. [и др.]. Шапероноподобная активность ß-казеина и термостабильность алкогольдегидрогеназы // Биоорганическая химия. 2012. № 2 (38). C. 223-228.

170. Стройлова Ю.Ю. [и др.]. Прионы и шапероны: враги или друзья? / / Биохимия. 2014. № 8 (79). C. 957-973.