Механизмы агрегации мутантных белков в моделях болезни Хантингтона и амиотрофического бокового склероза тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.04, кандидат биологических наук Лазарев, Владимир Федорович

• Лазарев, Владимир Федорович
• кандидат биологических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Лазарев, Владимир Федорович

1. ОГЛАВЛЕНИЕ.

2. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

3. ВВЕДЕНИЕ.

4. ЦЕЛИ ИЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

6. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

6.1. Общие сведения о нейродегенеративных заболеваниях.

6.2. Нейродегенеративные заболевания, связанные с накоплением белков с длинными полиглутаминовыми последовательностями.

6.3. Болезнь Хантингтона.

1.3.1. Нерастворимые внутриклеточные агрегаты и их роль в патогенезе болезни Хантингтона.

1.3.2. Белки, принимающие участие в формировании агрегатов с участием мутантного хантингтина.

1.3.3. Гипотезы формирования белковых агрегатов при БХ.

6.4. Амиотрофический боковой склероз.

6.4.1. Супероксиддисмутаза-1 как причина возникновения АБС.

6.4.2. Общие сведения о СОД-1.

6.4.3. Образование белковых агрегатов при амиотрофическом боковом склерозе.

6.5. Тканевая трансглютаминаза и ее роль в патогенезе болезни Хантингтона.

6.5.1. Семейство трансгутаминаз.

6.5.2. Структура и функции тканевой трансглутаминазы.

6.5.3. Роль тканевой трансглютаминазы в болезни Хантингтона.

6.6. Глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназа и ее роль в патогенезе болезни Хантингтона.

6.6.1. Структура ГАФД.

6.6.2. Функции ГАФД.

6.6.3. Локализация ГАФД в клетке.

6.6.4. Про-апоптотический белок ГАФД.

6.6.5. Участие ГАФД в патогенезе нейродегенеративных заболеваний 36 1.6.1. Роль ГАФД в болезни Хантингтона.

6.7. Влияние тканевой трансглютаминазы на фермент ГАФД.

6.8. Вещества, способные связывать ГАФД или препятствовать агрегации мутантных полиглутаминовых белков.

6.9. Молекулярный шаперон БТШ70 и его роль в нейродегенерации.

6.9.1. Семейство БТШ70 и его функции в клетке.

6.9.2. Защитное действие БТШ70 в «полиглутаминовых» заболеваниях.

7. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

7.1. Культивирование клеток.

7.2. Белки и пептиды.

7.3. Трансфекция клеток.

7.4. Агрегация белков в бесклеточной системе.

7.5. Анализ агрегации в клетках, экспрессирующих патогенный белок.

7.6. Система на основе очищенных белков и пептидов.

7.7. Определение субстрат-связывающей (шаперонной) активности.

7.8. Анализ межбелковых взаимодействий.

7.9. Метод ловушки на фильтре (Filter trap assay).

7.10. ПААГ-ДСН электрофорез и иммуноблоттинг.

7.11. Модификация ДСН-ПААГ электрофореза для анализа ДСН-нерастворимой клеточной фракции - электрофорез с задержкой в геле.

7.12. Иммунопреципитация.

7.13. Определение активности дегидрогеназ по Мосману.

7.14. Атомно-силовая микроскопия.

7.15. Динамическое светорассеяние.

7.16. Визуальная оценка уровня агрегации.

7.17. Статистическая обработка результатов.

8. РЕЗУЛЬТАТЫ.

8.1. Уровень агрегации мутантного хантингтина определяется количеством ГАФД.

8.2. ГАФД участвует в формировании агрегатов в модели АБС.

8.3. Подавление экспрессии ГАФД вызывает задержку процесса агрегации и снижение цитотоксичности в модели БХ.

6.10. Роль трансглутаминазы в формировании связей между ГАФД и белками-виновниками патогенеза БХ и АБС.

8.4. Разработка основанной на очищенных белках тест-системы для скрининга препаратов на предмет их антиагрегатную активность.

8.5. Пробный скриннинг низкомолекулярных факторов с использованием новой тест-системы.

8.6. БТШ70 предотвращает агрегацию в модели БХ, связывая и ГАФД, и полиглутамин.

8.7. Шаперон БТШ70 использует различные механизмы для предотвращения участия ГАФД и полиглутамина в процессе агрегации.

8.8. Лекарственное прекондиционирование активирует шаперонный аппарат клетки.

9. ОБСУЖДЕНИЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы агрегации мутантных белков в моделях болезни Хантингтона и амиотрофического бокового склероза»

Нейродегенеративные патологии представляют серьезную угрозу человечеству, и не только людям, достигшим преклонного возраста; жертвами таких патологий часто становятся люди в возрасте до 40 лет. Несмотря на перспективные исследования, ведущиеся в лучших научных центрах, терапия нейродегенеративных патологий остается пока на уровне использования симптоматических средств. Поэтому внимание исследователей сосредоточено на изучении молекулярных механизмов патологий, на понимании того, как реализуется патогенная программа в модельных организмах и на поиске мишеней для фармакологического вмешательства.

Многие нейродегенеративные процессы являются следствием накопления в нейронах или в их непосредственной близости комплексов и агрегатов мутантных белков, которые нарушают клеточную физиологию и, в итоге, приводят к гибели клеток. Наше внимание привлекли два заболевания из этой группы: болезнь Хантингтона (БХ) и амиотрофический боковой склероз (АБС). В качестве модели этих заболеваний мы использовали клетки нейробластомы человека 8К-Ы-8Н, трансфицированные генами, кодирующими мутантный хантингтин либо мутантную супероксиддисмутазу для БХ и АБС соответственно.

В патогенезе БХ и других полиглутаминовых заболеваний формирование белковых комплексов происходит за счет образования водородных связей между соседними цепями глутаминовых повторов (Репиг е1 а1., 1994) либо благодаря формированию ковалентных связей между глутаминами и донорами активных аминогрупп. В обоих случаях агрегаты по мере их роста становятся недоступными клеточным протеазам, и накопление агрегирующих белковых комплексов внутри клетки коррелирует с нарушением работы протеасом, дисфункцией ионных каналов, появлением свободных радикалов, что является причиной гибели популяций нейрональных клеток.

АБС - одно из наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваний, при котором наблюдается дегенерация нейронов спинного мозга, ствола мозга и коры. Значительное число семейных случаев АБС относится к мутации в гене белка супероксид дисмутаза-1 (СОД1), представляющей собой замену G93A (Rosen et al., 1993). Накопление мутантного белка приводит к его агрегации, что сопровождается выделением свободных радикалов и дисфункцией тех систем, которые должны снижать нагрузку реактивных форм кислорода (Valentine, Hart, 2003).

В патогенезе обоих заболеваний мутантные белки могут формировать комплексы с нормальными клеточными белками, причем функция последних может подавляться и (или) вносить вклад в токсичность образующихся комплексов. Одним из таких белков является фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (ГАФД), роль которого в процессе агрегации мутантных белков, исследована мало. Согласно литературным данным, ГАФД обнаруживается на срезах мозга пациентов с болезнью Паркинсона (Tsuchiya et al., 2005), БХ (Wu et al., 2007) и АБС (Pierce et al., 2008) в точках локализации соответствующих белков-патогенов. Более того, установлен факт физической связи указанных белков, например, амилоидного бета-пептида с ГАФД (Naletova et al., 2008). Следует подчеркнуть, что поскольку количество фермента в любой эукариотической клетке крайне велико, он может влиять на сам процесс агрегации и увеличивать патогенный эффект, по меньшей мере, в болезни Альцгеймера (Sirover, 2011).Таким образом, имеющиеся в мировой литературе данные указывают на то, что ГАФД может стать перспективной мишенью для терапевтического вмешательства при различных нейродегенеративных патологиях

Современная наука крайне важную роль в борьбе с мутантными патогенными белками отводит молекулярным шаперонам, в частности белкам теплового шока с массой 70 кДа (БТШ70) (Margulis et al., 2006). 7

Шаперонный аппарат клетки препятствует появлению в нейронах токсичных олигомеров и комплексов мутантных белков и подавляет их цитотоксическую активность, причем не последнюю роль в этом играет именно БТШ70. Поэтому необходимо исследовать механизмы взаимодействия БТШ70 как с мутантными белками и пептидами, так и с другими белками-участниками в процессе сборки патогенных агрегатов.

Таким образом, общую задачу нашей работы можно сформулировать, как поиск новых мишеней для терапевтического вмешательства в патогенез нейродегенеративных заболеваний и, соответственно, самих терапевтических средств.

4. ЦЕЛИ ИЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью данной работы было исследование механизмов формирования агрегатов в моделях болезни Хантингтона и амиотрофического бокового склероза, а также определение возможных мишеней для терапевтического вмешательства. Исходя из этого, были поставлены следующие задачи.

1. Выяснить роль ГАФД в формировании белковых агрегатов в моделях нейродегенеративных патологий (БХ и АБС).

2. Определить возможную роль тканевой трансглутаминазы, в формировании связей между ГАФД и патогенными полипептидами.

3. Разработать новую тест-систему для скрининга низкомолекулярных факторов, связывающих ГАФД и обладающих антиагрегатной активностью в модели БХ, и осуществить проверку эффективности системы.

4. Исследовать функцию шаперона БТШ70 в процессе формирования агрегатов мутантного хантингтина.

5. Разработать тест-систему для определения шаперонной активности БТШ70 и его количества в клетке.

5. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. В моделях БХ и АБС ГАФД является критическим участником процесса образования агрегатов.

2. Низкомолекулярные соединения, связывающие ГАФД, способны снижать уровень агрегации мутантных белков в обеих моделях нейродегенерации.

3. Шаперон БТШ70 препятствует агрегации в модели БХ за счет взаимодействия как с мутантным хантингтином, так и с ферментом ГАФД.

6. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6.1. Общие сведения о нейродегенеративных заболеваниях

Нейродегенеративные заболевания (дегенеративные заболевания нервной системы) - большая группа разнородных заболеваний нервной системы, в основе которых лежит процесс прогрессирующей гибели нейронов. Многие нейродегенеративные заболевания имеют установленный наследственный характер, другие (представлены исключительно спорадическими случаями) могут быть приобретёнными. Патоморфологически нейродегенеративные заболевания обычно характеризуются снижением численности нейронов в определённых структурах центральной нервной системы и нередко формированием в оставшихся нейронах или глиальных клетках различных внутриклеточных включений, как правило, вызванных распадом клеточного скелета. При некоторых нейродегенеративных заболеваниях явных патоморфологических изменений не выявляется, и клинические признаки объясняются нарушением обмена нейромедиаторов. Для нейродегенеративных заболеваний характерно избирательное вовлечение нейронов, принадлежащих к одному или нескольким отделам центральной нервной системы. В то же время нейродегенеративные заболевания оставляют сохранными другие нейронные системы, даже если они близко расположены к поражённым. Избирательность поражения нейронов объясняется структурными или биохимическими особенностями, свойственными этим клеткам или окружающим их глиальным элементам.

Гибель нейронов при нейродегенеративных патологиях происходит в результате нарушения многих физиологических процессов, что в итоге приводит к апоптозу. Для подавляющего большинства нейродегенеративных заболеваний характерны более или менее длительный период скрытого развития и неуклонно прогрессирующее течение; чаще они проявляются в пожилом возрасте - это может указывать на то, что генетический дефект,

11 лежащий в основе нейродегенеративных заболеваний, предопределяет временную ограниченность ресурса жизнедеятельности определённых групп нейронов.

Принято классифицировать нейродегенеративные заболевания по основным клиническим проявлениям, а также по тому, какие структуры нервной системы вовлекаются в заболевание. Выделяют заболевания, преимущественно проявляющиеся деменцией (например, болезнь Альцгеймера, болезнь Пика), экстрапирамидными синдромами (например, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона), мозжечковой атаксией (мозжечковые дегенерации), поражением двигательных нейронов (боковой амиотрофический склероз, спинальные амиотрофии) и др.

6.2. Нейродегенеративные заболевания, связанные с накоплением белков с длинными полиглутаминовыми последовательностями

На сегодняшний день известно не менее девяти нейродегенеративных заболеваний, связанных с накоплением в клетках мутантных белков с длинными полуглутаминовыми последовательностями (т.н. полиглутаминовые заболевания»). К ним относятся болезнь Хантингтона (БХ), спинобульбарная мышечная атрофия или болезнь Кеннеди, спиномозжечковые атаксии 1-3, 6, 7, 17 типа, дентаторубропаллидо-луисова атрофия или болезнь Смита (табл. 1.) (Cooper et al., 1999, Pennuto et al., 2009).

Все перечисленные патологии наследуются по аутосомно-доминантному механизму. Они обычно развиваются в среднем возрасте или позже и связаны с нарушением координации, дегенерацией моторных нейронов, а также различными расстройствами сознания. Причиной данных патологий является мутация элонгации CAG триплета, кодирующего остаток глутамина, что приводит к появлению длинного полиглутаминового тракта в

Табл. 1. Полиглутаминовые заболевания (Cooper et al., 1999).

Нозологическая форма Ген Локус Белок Тип повтора Размер повтора

Норма Патолог ия

Спинобульбарная мышечная атрофия Xqll-12 андрогеновый рецептор CAG 9-36 38-62

Болезнь Хантингтона 4р16.3 хантингтин CAG 6-35 36-121

Дентаторубро-паллидо-льюисова атрофия 12р13. 31 атрофин-1 CAG 6-35 49-88

Спиномозжечковая атаксия, тип 1 6р23 атаксин-1 CAG 6-44 39-82

Спиномозжечковая атаксия, тип 2 12q24. 1 атаксин-2 CAG 15-31 36-63

Спиномозжечковая атаксия, тип 3, или болезнь Мачадо-Жозефа 14q32. 1 атаксин-3 CAG 12-40 55-84

Спиномозжечковая атаксия, тип 6 19р13 САСКА1А (субъединица а!д Са2+ каналов, специфически х для клеток Пуркинье), CAG 4-18 21-33

Спиномозжечковая атаксия, тип 7 13р12-13 атаксин-7 CAG 4-35 37-306

Спиномозжечковая атаксия, тип 17 6q27 ТВР CAG 29-42 47-55 мутантном белке. Для каждого заболевания характерна мутация в определенном белке, причем эти белки не имеют гомологичных доменов, кроме самого полиглутаминового домена.

Несмотря на то, что клиническая картина нейродегенерации специфична для каждого заболевания, общие механизмы патогенеза представляются достаточно схожими. Все заболевания, кроме спиномозжечковой атаксии 6 типа, развиваются при количестве остатков глутамина в среднем более 40, причем с удлинением полиглутаминового тракта, усиливается степень тяжести заболевания (Rubinsztein et al., 1993;). По всей вероятности, мутация, вызывающая увеличение количества остатков глутамина, меняет структуру и свойства белка, что не может не сказаться на его взаимодействии с другими белками. Такие структурные и функциональные нарушения делают белок токсичным для нейронов (Paulson et al., 1997). Возможно, конформационные изменения в белках, способствуют приобретению неправильной четвертичной структуры, что приводит к появлению в клетке олигомеров и агрегатов мутантных белков (Arrasate et al., 2004). Действительно, при большинстве полиглутаминовых патологий были обнаружены внутриклеточные агрегаты, содержащие белок с аномально длинной последовательностью глутаминов. В случаях нормальной длины полиглутаминового тракта (до 35), такие агрегаты не образуются. Таким образом, формирование олигомеров и агрегатов мутантных белков можно представить в качестве одного из ключевых аспектов патогенеза большинства «полиглутаминовых» заболеваний.

6.3. Болезнь Хантингтона

Наиболее часто встречающейся патологией полиглутаминового ряда является болезнь Хантингтона, данное заболевание встречается с частотой от

3 до 7 на 100 000 человек. Это тяжелое наследственное заболевание,

14 поражающее нервные клетки отделов мозга, отвечающих за двигательную активность и мышление, таких как полосатое тело и кора головного мозга. Заболевание характеризуется набором двигательных, психологических и когнитивных расстройств. Двигательные расстройства включают хорею, гиперкинезию, дистонию, дисартрию, дисфагию, неконтролируемые движения лицевых мышц и конечностей (Davies et al., 1997). В дальнейшем наблюдается прогрессирующее снижение мыслительных функций: изменения личности, потеря речи, депрессия, шизофрения. В зонах головного мозга, подверженных заболеванию, нарушен энергетический метаболизм, в частности снижено потребление глюкозы, имеются нарушения в митохондриальном аппарате клеток (Walker, 2007).

Болезнь Хантингтона вызывается мутацией элонгации CAG триплетного повтора в первом экзоне гена IT-15 (Interesting transcript), кодирующем N-концевую часть белка хантингтина (Hebb, 1999). Функция этого белка недостаточно изучена, хотя предполагается его роль в реструктурировании цитоскелета, формировании межклеточных контактов и сборке везикулярных пузырьков (Harjes, Wanker, 2003). Например, в препаратах эндосом, хантингтин колокализован с клатрином. Также возможно участие хантингтина в сигнальных внутриклеточных каскадах и в регуляции функций митохондрий (Schulte J, Littleton, 2011).

Хантингтин не имеет гомологии с другими известными белками, а его молекулярная масса составляет 350 кДа. В N-концевой части белка расположен полиглутаминовый домен, за которым следует домен, богатый пролином, и три HEAT домена, названные так по четырем белкам, в которых они впервые были обнаружены: хантингтин, фактор элонгации 3, регуляторная субъединица А, фосфатазы А2 и TORI (Рис. 1) (Bossy-Wetzel et al., 2004). Некоторые белки могут взаимодействовать с пролин-богатым доменом хантингтина, например, эндофилин 3, регулирующий функцию динамина; PSD95, способный к взаимодействию с NMDA рецепторами, и другие. HEAT домен также отвечает за белок-белковые взаимодействия, с

15 этим доменом связываются такие белки, как HIP1 (белок, взаимодействующий с хантингтином), HIP 14 и НАР1 (белок, ассоциированный с хантингтином) (Bossy-Wetzel et al., 2004).

2Ш

НШ-ДГШ11Г НИ ру ,1>| HEAT PRD

3,144 L hAP1 bHia3.tndapri4fi МР1.НР14. Р5С-Ф5.Р53 СВР TAFII-13G

ОВР

Рис. 1. Схема строения хантингтина по Bossy-Wetzel et al., 2004.

В норме длина CAG повтора и, следовательно, длина полиглутаминового домена хантингтина, варьирует от 6 до 36 триплетов, при увеличении этого количества до 40-55 развивается заболевание, начало которого приходится на средний возраст или позже, а общая продолжительность течения заболевания составляет примерно 15-20 лет (Andrew et al., 1993; Ashizawa et al., 1994; Nova, Tabrizi, 2010). В случае увеличения числа остатков глутамина до 70 и более, развивается юношеская форма болезни Хантингтона, которая характеризуется более быстрым развитием нейродегенерации и более тяжелым протеканием болезни (Walker, 2007).

Ген хантингтина экспрессируется в различных тканях, особенно высока его экспрессия в мозге, легких и яичниках (Hebb, 1999). Внутри нейронов головного мозга хантингтин дикого типа локализован преимущественно в цитоплазме, может находиться в митохондриях или в связи с мембранами. Кроме того, он имеет мотив ядерной локализации и, соответственно, может присутствовать в ядре (Saudou et al., 1998).

Хотя хантингтин присутствует во всех периферических тканях, а также в нейронах головного мозга (в частности, в телах нейронов, нейритах и синапсах), при заболевании страдают только определенные отделы мозга.

Так, при БХ преимущественно наблюдается гибель нейронов стриатума (Reiner et al., 1988; Walker, 2007).

Точные патогенетические механизмы болезни Хантингтона неизвестны, но, возможно, они связаны с формированием внутриклеточных нерастворимых агрегатов. В литературе имеются данные, что олигомеры и агрегаты, формирующиеся на основе патогенных белков (например мутантного хантингтина) могут тем или иным образом способствовать нейрональной гибели (Bates, 2003; Landles et al., 2004)

Заключение диссертации по теме «Клеточная биология, цитология, гистология», Лазарев, Владимир Федорович

11. выводы

1. ГАФД связывается с мутантными хантингтином и СОД1 и многократно увеличивает степень агрегации этих белков в моделях болезни Хантингтона и амиотрофического бокового склероза.

2. Фермент тканевая трансглутаминаза выполняет роль катализатора взаимодействия ГАФД и мутантных белков при БХ и АБС.

3. Создана тест-система из очищенных белков для анализа роста агрегатов на основе мутантного хантингтина. Тест-система пригодна для высокопроизводительного скрининга лекарственных факторов на предмет их антиагрегатной активности.

4. Вещества, связывающие ГАФД, подавляют образование комплекса фермента с мутантными белками и их агрегацию в моделях БХ и АБС.

5. Шаперон БТШ70 предотвращает образование агрегатов на основе длинных повторов глутамина за счет связывания мутантного хантингтина и благодаря удалению ГАФД из комплекса с последним.

6. Разработана тест-система, позволяющая определить шаперонную активность и количество БТШ70 в клетке.

12. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

Лазарев В.Ф., Казначеева А.В. 2010. Агрегация на основе глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы: формирование модели in vitro патогенных процессов. Тринадцатая Всероссийская медико-биологическая конференция молодых исследователей «Человек и его здоровье. Фундаментальная наука и клиническая медицина». Санкт-Петербург. С. 108109.

Лазарев В.Ф., Казначеева А.В., Гужова И.В., Маргулис Б.А. 2011. Глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназа - потенциальная мишень при терапии хореи Гентингтона. XXIII Международная зимняя молодежная школа «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии». 7-10 февраля. Москва. С. 47.

Лазарев В.Ф., Онохин К.В., Антимонова О.И., Полоник С.Г., Гужова И.В., Маргулис Б.А. 2011. Кинетика изменения шаперонной активности белков Hsp70 и Hdjl в клетках миелоидной лейкемии человека U-937 после теплового и лекарственного прекондиционирования. Биохимия. 5(76). С. 724730

Guzhova I.V., Lazarev V.F., Kaznacheeva A.V., Ippolitova M.V., Muronetz V.I., Kinev A.V., Margulis B.A. 2011. Novel mechanism of Hsp70 chaperone-mediated prevention of polyglutamine aggregates in a cellular model of Huntington disease. Hum Mol Genet. 20(20). P. 3953-3963.

Lazarev V.F., Kaznacheeva A.V., Kinev A.V., Guzhova I.V., Margulis B.A. 2011. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and heat shock protein 70 are putative drug target for the therapy polyglutamine-related pathologies. IX European Symposium of The Protein Society. «Wonders and Disasters of the Protein World». May 22-26, Stockholm, Sweden. P. 65.

Лазарев В.Ф., Казначеева A.B., Онохин К.В., Маргулис Б.А., Гужова И.В. 2011. Научная конференция по биоорганической химии и биотехнологии «X чтения памяти академика Ю. А. Овчинникова». 14-17 ноября. Москва - Пущино. С. 37.

Лазарев В., Гужова И., Маргулис Б. 2012. Новая платформа для скрининга веществ, направленных на терапию полиглутаминовых патологий. Конференция молодых ученых. «Молекулярная и клеточная биология: прикладные аспекты». 13 апреля. Москва. С. 17.

Лазарев В.Ф., Сверчинский Д.В., Ипполитова М.В., Казначеева A.B., Гужова И.В., Маргулис Б.А. 2013. Условия агрегации мутантных белков в клеточных моделях болезни Хантингтона и амиотрофического бокового склероза. Acta Naturae. 2(17): С. 34-43.

10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современной литературе принято мнение, что одним из токсических фактором при нейродегенеративных патологиях выступают олигомеры и агрегаты мутантных белков. Наши исследования были направлены на понимание того, какие дополнительные белковые факторы должны быть учтены при анализе эффекта фармакологических соединений. Конечной целью этого этапа было создание тест-системы,учитывающих значимость указанных факторов и при помощи которой можно вести поиск препаратов, подавляющих процессы патогенной агрегации. Таким образом, нами получены результаты, указывающие на патогенную роль некоторых ферментов в процессе агрегации мутантного хантингтина, и на основе таких данных разработана тест-система для скрининга модуляторов агрегации, аналогов которой в мире пока не существует.

В работе было убедительно доказано участие тТГ в формировании ковалентных связей между ГАФД и мутантными белками при болезни Хантингтина и амиотрофическом боковом склерозе. Впервые была разработана биохимическая модель для скрининга фармакологических препаратов, учитывающая влияние ГАФД и тТГ на образование патогенных белковых комплексов. Апробация новой тест-системы позволила определить возможные пути фармакологического нарушения агрегации мутантного хантингтина.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Лазарев, Владимир Федорович, 2013 год

1. Kopito R.R. Aggresomes, inclusion bodies and protein aggregation. // Trends in Cell Biology. 2000, 10: 524-530.

2. Muchowski P.J., Wacker J.L. Modulation of neurodegeneration by molecular chaperones. // Nature reviews. 2005. 6: 11-22.

3. Hebb M.O. Huntington's disease: bridging clinical and basic neurobiology//UTMJ. 1999. 76(2): 80-85.

4. Bossy-Wetzel E., Schwarzenbacher R., Lipton S.A. Molecular pathways to neurodegeneration // Nature Medicine. 2004. 10: 52-59.

5. Saudou F., Finkbeiner S., Devys D., Greenberg M.E. Huntingtin acts in the nucleus to induce apoptosis but death does not correlate with the formation of intranuclear inclusions // Cell. 1998. 95: 55-66.

6. Dedeoglu A., Kubilus J.K., Jeitner T.M., Matson S.A., Bogdanov M., Kowall N.W., Matson W.R., Cooper A.J., Ratan R.R., Beal M.F., Hersch S.M.,

7. Ferrante R.J. Therapeutic effects of cystamine in a murine model of Huntington's disease // J Neurosci. 2002. 22(20): 8942-8950.

8. Kahlem P., Green H., Djian P. Transglutaminase action imitates Huntington's disease: selective polymerization of huntingtin containing expanded polyglutamine//Molecular Cell. 1998. 1: 595-601.

9. Hoffner G., Djian P. Protein aggregation'in Huntington's disease // Biochimie. 2002. 84: 273-278.

10. Satyal S.H., Schmidt E., Kitagawa K., Sondheimer N., Lindquist S., Kramer J.M., Morimoto R.I. Polyglutamine aggregates alter protein folding homeostasis in Caenorhabditis elegans // PNAS. 2000. 97(11): 5750-5755.

11. Lesort M., Chun W., Tucholski J., Johnson G.V. Does tissue transglutaminase play a role in Huntington's disease. // Neurochem Int. 2002. 40(1): 37-52.

12. Kim S., Nollen E.A., Kitagawa K., Bindokas V.P., Morimoto R.I. Polyglutamine protein aggregates are dynamic. // Nat Cell Biol. 2002. 4(10): 826831.

13. Suhr S.T., Senut M.C., Whitelegge J.P., Faull K.F., Cuizon D.B., Gage F.H. Identities of sequestered proteins in aggregates from cells with induced polyglutamine expression. //J Cell Biol. 2001. 153(2): 283-294.

14. Karpuj M.V., Becher M.W., Steinman L. Evidence for a role for transglutaminase in Huntington's disease and the potential therapeutic implications //Neurochemistry International. 2002. 40: 31-36.

15. Chai Y., Koppenhafer S.L., Bonini N.M., Paulson H.L. Analysis of the role of heat shock protein (Hsp) moleculat chaperones in polyglutamine disease.//J Neurosci. 1999. 19(23): 10338-10347.

16. Violante V., Luongo A., Pepe I., Annunziata S., Gentile V. Transglutaminase-dependent formation of protein aggregates as possible biochemical mechanism of polyglutamine diseases. // Brain Res Bull. 2001. 56(3-4): 169-172.

17. Balklava Z., Verderio E., Collighan R., Gross S., Adams J., Griffin M. Analysis of tissue transglutaminase function in the migration of swiss 3T3 fibroblasts. // J Biol Chem. 2002. 277(19): 16567-16575.

18. Karpuj M.V., Becher M.W., Springer J.E., Chabas D., Youssef S.,

19. Pedotti R., Mitchell D., Steinman L. Prolonged survival and decreased abnormal91movements in transgenic model of Huntington's disease, with administration of the transglutaminase inhibitor cystamine. // Nat Med. 2002. 8(2): 143-149.

20. Jeon J.H., Lee H.J., Jang G.Y., Kim C.W., Shim D.M., Cho S.Y., Yeo E.J., Park S.C., Kim I.G. Different inhibition characteristics of intracellular transglutaminase activity by cystamine and cysteamine. // Exp Mol Med. 2004. 36(6): 576-581.

21. Berry M. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase as a target for small-molecule disease-modifying therapies in human neurodegenerative disorders. // J. Psychiatry Neurosci., 2004. 29(5): 337-345.

22. Burke J.R., Enghild J.J., Martin M.E., Jou Y.S., Myers R.M., Roses A.D., Vance J.M., Strittmatter W.J. Huntingtin and DRPLA proteins selectively interact with the enzyme GAPDH. // Nat. Med. 1996 2(3): 347-350.

23. Mazzola J.L., Sirover M.A. Reduction of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in Alzheimer's disease and in Huntington's disease fibroblasts // J. Neurochem. 2001. 76: 442-449.

24. Senatorov V.V., Charles V., Reddy P.H., Tagle D.A., Chuang D.M. Overexpression and nuclear accumulation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in a transgenic mouse model of Huntington's disease. // Mol Cell Neurosci. 2003. 22(3): 285-297.

25. Tatton W., Chalmers-Redman R., Tatton N. Neuroprotection by deprenyl and other propargylamines: glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase rather than monoamine oxidase B // J. Neural Transm. 2003. 110: 509-515.

26. Harjes P., Wanker E. The hunt for huntingtin function: interaction partners tell many different stories. // Trends Biochem Sci. 2003. 28(8): 425-433.

27. Walker F.O. Huntington's disease. // Lancet. 2007. 369(9557): 218228.

28. Pennuto M., Palazzolo I., Poletti A. Post-translational modifications of expanded polyglutamine proteins: impact on neurotoxicity. // Hum Mol Genet. 2009. 18(1): 40-47.

29. Esposito C., Caputo I. Mammalian transglutaminases. Identification of substrates as a key to physiological function and physiopathological relevance. // FEBS J. 2005. 272(3): 615-631.

30. Tisdale E.J., Kelly C., Artalejo C.R. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interacts with Rab2 and plays an essential role in endoplasmic reticulum to Golgi transport exclusive of its glycolytic activity. // J Biol Chem. 2004. 279(52): 54046-54052.

31. Raje C.I., Kumar S., Harle A., Nanda J.S., Raje M. The macrophage cell surface glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is a novel transferrin receptor. // J Biol Chem. 2007. 282(5): 3252-3261.

32. Hara M.R., Agrawal N., Kim S.F., Cascio M.B., Fujimuro M., Ozeki

33. Y., Takahashi M., Cheah J.H., Tankou S.K., Hester L.D., Ferris C.D., Hayward

34. S.D., Snyder S.H., Sawa A. S-nitrosylated GAPDH initiates apoptotic cell death by94nuclear translocation following Siahl binding. // Nat Cell Biol. 2005. 7(7): 665674.

35. Rathmell J.C., Kornbluth S. Filling a GAP(DH) in caspase-independent cell death. // Cell. 2007. 129(5): 861-863.

36. Azam S., Jouvet N., Jilani A., Vongsamphanh R. Yang X., Yang S., Ramotar D. Human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase plays a direct role in reactivating oxidized forms of the DNA repair enzyme APE1. // J Biol Chem. 2008. 283(45): 30632-30641.

37. Sen N., Hara M.R., Kornberg M.D., Cascio M.B., Bae B.I., Shahani N., Thomas B., Dawson T.M., Dawson V.L., Snyder S.H., Sawa A. Nitric oxide-induced nuclear GAPDH activates p300/CBP and mediates apoptosis. // Nat Cell Biol. 2008. 10(7): 866-873.

38. Hara M.R., Thomas B., Cascio M.B., Bae B., Hester L.D., Dawson V.L., Dawson T.M., Sawa A., Snyder S.H. Neuroprotection by pharmacologic blocade of the GAPDH death cascade. // PNAS. 2006. 103(10): 3887-3889.

39. Tabakman R., Lecht S., Lazarovici P. Neuroprotection by monoamine oxidase B inhibitirs: a therapeutic strategy for Parkinson's disease? // BioEssays, 2003. 26: 80-90.

40. Magyar K., Szende B., Lengyel J., Tarczali J., Szatmary I. The neuroprotective and neuronal rescue effects of (-)-deprenyl. // J. Neural. Transm. 1998. 52: 109-123.

41. Maruyama W., Takahashi T., Naoi M. (-)-Deprenyl protects human dopaminergic neuroblastoma SH-SY5Y cells from apoptosis induced by peroxynitrite and nitric oxide. // J. Neurochem. 1998. 70: 2510-2515.

42. Paterson I.A., Barber A.J., Gelowitz D.L., Voll C. (-)Deprenyl reduces delayed neuronal death of hippocampal pyramidal cells. // Neurosci. Biobehav. Rev. 1997. 21: 181-186.

43. Tatton W., Chalmers-Redman R., Tatton N. Neuroprotection by deprenyl and other propargylamines: glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogenase rather than monoamine oxidase B. // J. Neural. Transm. 2003. 110: 509-515.

44. Lacomblez L., Bensimon G., Leigh P.N., Guillet P., Meininger V. Dose-ranging study of riluzole in amyotrophic lateral sclerosis. // Lancet. 1996. 347(9013): 1425-1431.

45. Bensimon G., Lacomblez L., Meininger V. A controlled trial of riluzole in amyotrophic lateral sclerosis. //N. Engl. J. Med. 1994. 330(9): 585-591.

46. Jimonet P., Audiau F., Barreau M., Blanchard J.C., Boireau A., Bour

47. Y., Coleno M.A., Doble A., Doerflinger G., Huu C.D., Donat M.H., Duchesne

48. J.M., Ganil P., Gueremy C., Honor E., Just B., Kerphirique R., Gontier S., Hubert97

49. Ohtsuka K., Suzuki T. Roles of molecular chaperones in the nervous systems // Brain Research Bulletin. 2000. 53(2): 141-146.

50. Bao Y.P., Sarkar S., Uyama E., Rubinsztein D.C. Congo red, doxycycline, and HSP70 overexpression reduce aggregate formation and cell death in cell models of oculopharyngeal muscular dystrophy. // J. Med. Genet. 2004. 41(1): 47-51.

51. Muchowski P.J., Schaffar G., Sittler A., Wanker E.E., Hayer-Hartl M.K., Hartl F.U. Hsp70 and Hsp40 chaperones can inhibit self-assembly of polyglutamine proteins into amyloid-like fibrils. // Proc Natl Acad Sci USA. 2000. 97(14): 7841-7846.

52. Chai Y., Koppenhafer S.L., Bonini N.M., Paulson H.L. Analysis of the role of heat shock protein (Hsp) moleculat chaperones in polyglutamine disease.//J Neurosci. 1999. 19(23): 10338-10347.

53. Kim S., Nollen E.A., Kitagawa K., Bindokas V.P., Morimoto R.I. Polyglutamine protein aggregates are dynamic. // Nat Cell Biol. 2002. 4(10): 826831.

54. Grossmann M.E., Madden B.J., Gao F., Pang Y.P., Carpenter J.E., McCormick D., Young C.Y. Proteomics shows Hsp70 does not bind peptide sequences indiscriminately in vivo. // Exp Cell Res. 2004. 297(1): 108-117.

55. Jindal S. Heat shock proteins: applications in health and disease // Biotech. 1996. 141: 17-20.

56. Маргулис Б.А., Гужова И.В. Белки стресса в эукариотической клетке // Цитология. 2000, 42(4): С.323-338.

57. Vargas-Roig L.M., Gago F.E., Tello О., Aznar J.C., Ciocca D.R. Heat shock protein expression and drug resistance in breast cancer patients treated with induction chemotherapy. // Int. J. Cancer. 1998. 79(5): 468-475.

58. Hartl F.U., Hayer-Hartl M. Molecular chaperones in the cytosol: from nascent chain to folded protein // Science. 2002. 295: 1852-1858.

59. Nollen E.A., Morimoto R.I. Chaperoning signaling pathways: molecular chaperones as stress-sensing "heat shock" proteins // J. Cell Science. 2002. 115: 2809-2816.

60. Martin J., Hartl F.U. Chaperone-assisted protein folding // Current opinion in structural biology. 1997. 7: P.41-52.99

61. Reiner A., Albin R.L., Anderson K.D., D'Amato C.J., Penney J.B., Young A.B. Differential loss of striatal projection neurons in Huntington disease. // Proc Natl Acad Sci USA. 1988. 85(15): 5733-5737.

62. Landles C., Bates G.P. Huntingtin and the molecular pathogenesis of Huntington's disease EMBO Rep. 2004. 5(10): 958-963.

63. Bates G. Huntingtin aggregation and toxicity in Huntington's disease. //Lancet. 2003. 361(9369): 1642-1644.

64. Perutz M.F., Johnson T., Suzuki M., Finch J.T. Glutamine repeats as polar zippers: heir possible role in inherited neurodegenerative diseases. // Proc Natl Acad Sci USA. 1994. 91(12): 5355-5358.

65. Caccamo D, Curro M, Ferlazzo N, Condello S, Ientile R. Monitoring of transglutaminase 2 under different oxidative stress conditions. // Amino Acids. 2012. 42(2-3): 1037-1043.

66. Caccamo D., Curro M., Ientile R. Potential of transglutaminase 2 as a therapeutic target. // Expert Opin Ther Targets. 2010. 14(9): 989-1003.

67. Calkins MJ, Townsend JA, Johnson DA, Johnson JA. Cystamine protects from 3-nitropropionic acid lesioning via induction of nf-e2 related factor 2 mediated transcription. //ExpNeurol. 2010. 224(1): 307-317.

68. Bailey C.D., Johnson G.V. The protective effects of cystamine in the R6/2 Huntington's disease mouse involve mechanisms other than the inhibition of tissue transglutaminase. //Neurobiol Aging. 2006. 27(6): 871-879.

69. Kumar A, Kneynsberg A, Tucholski J, Perry G, van Groen T, Detloff PJ, Lesort M. Tissue transglutaminase overexpression does not modify the disease phenotype of the R6/2 mouse model of Huntington's disease. // Exp Neurol. 2012 237(1): 78-89.

70. Lorand L., Graham R.M. Transglutaminases: crosslinking enzymes with pleiotropic functions. // Nat Rev Mol Cell Biol. 2003. 4(2): 140-156.

71. Martin A., Giuliano A., Collaro D., De Vivo G., Sedia C., Serretiello E., Gentile V. Possible involvement of transglutaminase-catalyzed reactions in the physiopathology of neurodegenerative diseases. // Amino Acids. 2013. 44(1): 111118.

72. Butterfield D.A., Hardas S.S., Lange M.L. Oxidatively modified glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and Alzheimer's disease: many pathways to neurodegeneration. // J Alzheimers Dis. 2010. 20(2): 369-393.

73. Tristan C., Shahani N., Sedlak T.W., Sawa A. The diverse functions of GAPDH: views from different subcellular compartments. // Cell Signal. 2011. 23(2): 317-323.

74. Arutyunov D.Y., Muronetz V.I. The activation of glycolysis performed by the non-phosphorylating glyceraldehyde-3- phosphatedehydrogenase in the model system. // Biochem Biophys Res Commun. 2003. 300(1): 149-154.

75. Chuang D.M., Hough C., Senatorov V.V. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, apoptosis, and neurodegenerative diseases. // Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2005. 45: 269-290.

76. Zheng L., Roeder R.G., Luo Y. S phase activation of the histone H2B promoter by OCA-S, a coactivator complex that contains GAPDH as a keycomponent. // Cell. 2003. 114(2): 255-266.

77. Tarze A., Deniaud A., Le Bras M., Maillier E., Molle D., Larochette N., Zamzami N., Jan G., Kroemer G., Brenner C. GAPDH, a novel regulator of the pro-apoptotic mitochondrial membrane permeabilization. // Oncogene. 2007. 26(18): 2606-2620.

78. Sergienko E.A., Kharitonenkov A.I., Bulargina T.V., Muronetz V.V., Nagradova N.K. D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase purified from rabbit muscle contains phosphotyrosine. // FEBS Lett. 1992. 304(1): 21-23.

79. Saunders P.A., Chen R.W., Chuang D.M. Nuclear translocation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase isoforms during neuronal apoptosis. // J Neurochem. 1999. 72(3): 925-932.

80. Schuler M, Bossy-Wetzel E, Goldstein JC, Fitzgerald P, Green DR. p53 induces apoptosis by caspase activation through mitochondrial cytochrome с release. // J Biol Chem. 2000. 275(10): 7337-7342.

81. Birkmayer W., Riederer P., Youdim M.B., Linauer W. The potentiation of the anti akinetic effect after L-dopa treatment by an inhibitor of МАО-B, Deprenil. // J Neural Transm. 1975. 36(3-4): 303-326.

82. Verdier Y, Földi I., Sergeant N., Fülöp L., Penke Z., Janäky Т., Szücs M., Penke B. Characterization of the interaction between Abeta 1-42 and glyceraldehyde phosphodehydrogenase. //J Pept Sei. 2008. 14(6): 755-762.

83. Naletova I., Schmalhausen E., Kharitonov A., Katrukha A., Saso L., Caprioli A., Muronetz V. Non-native glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase can be an intrinsic component of amyloid structures. // Biochim Biophys Acta. 2008. 1784(12): 2052-2058.

84. Samii A., Nutt J.G., Ransom B.R. Parkinson's disease. // Lancet. 2004. 363(9423): 1783-93.

85. Klement I.A., Skinner P.J., Kaytor M.D., Yi H., Hersch S.M., Clark H.B., Zoghbi H.Y., Orr H.T. Ataxin-1 nuclear localization and aggregation: role in polyglutamine-induced disease in SCA1 transgenic mice. // Cell. 1998. 95(1): 4153.

86. Uchida K., Stadtman E.R. Covalent attachment of 4-hydroxynonenalto glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. A possible involvement of intra104and intermolecular cross-linking reaction. // J Biol Chem. 1993. 268(9): 63886393.

87. Botzen D., Grune T. Degradation of HNE-modified proteins—possible role of ubiquitin. // Redox Rep. 2007. 12(1): 63-67.

88. Rubinsztein D.C., Carmichael J. Huntington's disease: molecular basis of neurodegeneration. // Expert Rev Mol Med. 2003. 5(20): 1-21.

89. Arrasate M., Mitra S., Schweitzer E.S., Segal M.R., Finkbeiner S. Inclusion body formation reduces levels of mutant huntingtin and the risk of neuronal death. //Nature. 2004. 431(7010): 805-810.

90. Cattaneo E., Zuccato C., Tartari M. Normal huntingtin function: an alternative approach to Huntington's disease. // Nat Rev Neurosci. 2005. 6(12): 919-930.

91. Ashizawa T., Wong L.J., Richards C.S., Caskey C.T., Jankovic J. CAG repeat size and clinical presentation in Huntington's disease. // Neurology. 1994. 44(6): 1137-1143.

92. Novak M.J., Tabrizi S.J. Huntington's disease. // BMJ. 2010. 340:c3109.

93. Bodai L., Pallos J., Thompson L.M., Marsh J.L. Pcaf modulates polyglutamine pathology in a Drosophila model of Huntington's disease. // Neurodegener Dis. 2012. 9(2): 104-106.

94. Qin Z.H., Wang Y., Sapp E., Cuiffo В., Wanker E., Hayden M.R., Kegel K.B., Aronin N., DiFiglia M.J. Huntingtin bodies sequester vesicle-associated proteins by a polyproline-dependent interaction. // Neurosci. 2004. 24(1): 269-281.

95. Еременко E.M., Антимонова О.И., Шекалова О.Г., Полоник С.Г., Маргулис Б.А., Гужова И.В. Новые соединения, повышающие экспрессию шаперона Hsp70, и их биологическая активность. // Цитология. 2010. 52: 235241.

96. Novoselova T.V., Margulis В.A., Novoselov S.S., Sapozhnikov A.M., van der Spuy J., Cheetham M.E., Guzhova I.V. Treatment with extracellular HSP70/HSC70 protein can reduce polyglutamine toxicity and aggregation. // J Neurochem. 2005. 94(3): 597-606.

97. Margulis B., Kinev A., Guzhova I. Chaperones in neurodegenerative pathologies: Therapeutic prospects. // «Heat Shock Proteins in Biology and Medicine». 2006.Kerala, India: Research Signpost: 305-329.

98. Sirover M.A. On the functional diversity of glyceraldehyde-3 -phosphate dehydrogenase: biochemical mechanisms and regulatory control. // Biochim Biophys Acta. 2011. 1810(8): 741-751.

99. Jenkins J.L., Tanner J.J. High-resolution structure of human D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2006. 62(P3): 290-301.

100. Corbin I.R., Gong Y., Zhang M., Minuk G.Y. Proliferative and nutritional dependent regulation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase expressionin the rat liver. // Cell Prolif. 2002. 35(3): 173-182.

101. Raje C.I., Kumar S., Harle A., Nanda J.S., Raje M.J The macrophage cell surface glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is a novel transferrin receptor. //Biol Chem. 2007. 282(5): 3252-3261.

102. Turner M.R., Parton M.J., Shaw C.E., Leigh P.N., Al-Chalabi A. Prolonged survival in motor neuron disease: a descriptive study of the King's database 1990-2002. // J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2003. 74(7): 995-997.

103. Urushitani M., Kurisu J., Tsukita K., Takahashi R. Proteasomal inhibition by misfolded mutant superoxide dismutase 1 induces selective motor neuron death in familial amyotrophic lateral sclerosis. // J Neurochem. 2002. 83(5): 1030-1042.

104. Musaro A. State of the art and the dark side of amyotrophic lateral sclerosis. // World J Biol Chem. 2010. 1(5): 62-68.

105. Imamoto N, Kose S. Heat-shock stress activates a novel nuclear import pathway mediated by Hikeshi. // Nucleus. 2012. 3(5): 422-428.

106. Mayer M.P., Bukau B. Hsp70 chaperones: cellular functions and molecular mechanism. // Cell Mol Life Sci. 2005. 62(6): 670-684.

107. Griffin M., Casadio R., Bergamini C.M. Transglutaminases: nature'sbiological glues. // Biochem J. 2002. 368(Pt 2): 377-396.109

108. Vermes I., Steur E.N., Jirikowski G.F., Haanen C. Elevated concentration of cerebrospinal fluid tissue transglutaminase in Parkinson's disease indicating apoptosis. // Mov Disord. 2004. 19(10): 1252-1254.

109. Dudek N.L., Dai Y., Muma N.A. Neuroprotective effects of calmodulin peptide 76-12laa: disruption of calmodulin binding to mutant huntingtin. // Brain Pathol. 2010. 20(1): 176-189.

110. Sabatelli M., Madia F., Conte A., Luigetti M., Zollino M., Mancuso I., Lo Monaco M., Lippi G., Tonali P. Natural history of young-adult amyotrophic lateral sclerosis. //Neurology. 2008. 71(12): 876-881.

111. Ratovitski T., Chighladze E., Waldron E., Hirschhorn R.R., Ross C.A. Cysteine proteases bleomycin hydrolase and cathepsin Z mediate N-terminal proteolysis and toxicity of mutanthuntingtin. // J Biol Chem. 2011. 286(14): 12578-12589.

112. Kim Y.J., Yi Y., Sapp E., Wang Y., Cuiffo B., Kegel K.B., Qin Z.H.,

113. Shaw P.J. Molecular and cellular pathways of neurodegeneration in motor neurone disease. // J Neurol Neurosurg Psychiatry 2005. 76: 1046-1057.

114. Ross C.A., Wood J.D., Schilling G., Peters M.F., Nucifora F.C., Cooper J.K., Sharp A.H., Margolis R.L., Borchelt D.R. Polyglutamine pathogenesis. // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1999. 354(1386): 1005-1011.

115. Davies S., Ramsden D.B. Huntington's disease. // Mol Pathol. 2001. 54(6): 409-413.

116. Wang J., Gines S., MacDonald M.E., Gusella J.F. Reversal of a full-length mutant huntingtin neuronal cell phenotype by chemical inhibitors of polyglutamine-mediated aggregation. // BMC Neurosci. 2005. 6:1.

117. Noguchi K., Ishikawa K., Yokoyama K.i., Ohtsuka T., Nio N., Suzuki E. Crystal structure of red sea bream transglutaminase. // J Biol Chem. 2001. 276(15): 12055-12059.

118. Lesort M, Attanavanich K, Zhang J, Johnson GV. Distinct nuclear localization and activity of tissue transglutaminase. // J Biol Chem. 1998. 273(20): 11991-11994.

119. Schulte J., Littleton J.T. The biological function of the Huntingtin protein and its relevance to Huntington's Disease pathology. // Curr Trends Neurol. 2011. 5: 65-78.

120. Bush A.I. Is ALS caused by an altered oxidative activity of mutant superoxide dismutase? // Nat Neurosci. 2002. 5(10): 919.

121. Seetharaman S.V., Prudencio M., Karch C., Holloway S.P., Borchelt D.R., Hart P.J. Immature copper-zinc superoxide dismutase and familial amyotrophic lateral sclerosis. // Exp Biol Med. 2009. 234(10): 1140-1154.

122. Fukai T, Ushio-Fukai M. Superoxide dismutases: role in redox signaling, vascular function, and diseases. // Antioxid Redox Signal. 2011. 15(6): 1583-1606.

123. Deng H.X., Hentati A., Tainer J.A., Iqbal Z., Cayabyab A., Hung W.Y., Getzoff E.D., Hu P., Herzfeldt B., Roos R.P., et al. Amyotrophic lateral sclerosis and structural defects in Cu,Zn superoxide dismutase. // Science. 1993. 261(5124): 1047-1051.

124. Milani P., Gagliardi S., Cova E., Cereda C. SOD1 Transcriptional and Posttranscriptional Regulation and Its Potential Implications in ALS. // Neurol Res Int. 2011.2011: 458427.

125. Arawaka S., Machiya Y., Kato T. Heat shock proteins as suppressors of accumulation of toxic prefibrillar intermediates and misfolded proteins in neurodegenerative diseases. // Curr Pharm Biotechnol. 2010. 11(2): 158-166.

126. Hyun D.H., Lee M., Halliwell B., Jenner P. Proteasomal inhibition causes the formation of protein aggregates containing a wide range of proteins, including nitrated proteins. // J Neurochem. 2003. 86(2): 363-373.

127. Wadhwa R., Taira K., Kaul S.C. An Hsp70 family chaperone, ortalin/mthsp70/PBP74/Grp75: what, when, and where? // Cell Stress Chaperones. 2002. 7(3): 309-316.

128. Labbadia J., Novoselov S.S., Bett J.S., Weiss A., Paganetti P., Bates G.P., Cheetham M.E. Suppression of protein aggregation by chaperone modification of high molecular weight complexes. // Brain. 2012. 135(Pt 4): 11801196.

129. Yun M., Park C.G., Kim J.Y., Park H.W. Structural analysis of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase from Escherichia coli: direct evidence of substrate binding and cofactor-induced conformational changes. //

130. Biochemistry. 2000. 39(35): 10702-10710.113

131. Huang J., Hao L., Xiong N., Cao X., Liang Z., Sun S., Wang T. Involvement of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in rotenone-induced cell apoptosis: relevance to protein misfolding and aggregation. // Brain Res. 2009. 1279: 1-8.

132. Chun W., Lesort M., Tucholski J., Faber P.W., MacDonald M.E., Ross C.A., Johnson G.V. Tissue transglutaminase selectively modifies proteins associated with truncated mutant huntingtin in intact cells. // Neurobiol Dis. 2001. 8(3): 391-404.