Растворение белковых агрегатов с помощью полиэлектролитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Семенюк, Павел Игоревич

• Семенюк, Павел Игоревич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Семенюк, Павел Игоревич

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Особенности и возможности регуляции взаимодействия

Природные полиэлектролиты

Токсичность

Использование собственных свойств полиэлектролитов

Переносчики, наночастицы и иммобилизация

Очистка белка

Агрегация

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Полиэлектролиты

Выделение ГАФД

Получение телец включения зеленого флуоресцентного белка

Получение телец включения овечьего прионного белка

Получение аморфных агрегатов ГАФД

Определение активности ГАФД

Определение дзета-потенциала частиц

Агрегация ГАФД

Дифференциальная сканирующая калориметрия

Изотермическая титрационная калориметрия

Спектроскопия кругового дихроизма

Динамическое лазерное светорассеивание

Оценка амилоидных свойств телец включения овечьего прионного белка

Определение концентрации полианионов, необходимой для растворения агрегатов

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Особенности взаимодействия с белком полианионов, содержащих различные заряженные группы

Двухстадийный механизм взаимодействия полисульфоанионов с белком

Растворение агрегатов различных типов

Амилоидные тельца включения

Аморфные тельца включения

Термоагрегаты

ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ОБР - зеленый флуоресцентный белок; РгР — прионный белок

ГАФД - глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа;

ДС - полисульфат декстрана, индекс около аббревиатуры полимера означает количество заряженных групп в цепи;

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия;

ДСР - динамическое светорассеивание;

ИТК - изотермическая титрационная калориметрия;

КД - круговой дихроизм;

ПСС - поли(стиролсульфонат);

ПФ - полифосфат;

ПЭВП - поли(Ы-этил-4-винилпиридиний); ПЭГ - поли(этиленгликоль); ПЭИ - поли(этиленимин); ТВ - тельца включения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Растворение белковых агрегатов с помощью полиэлектролитов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одной из важных задач современной биохимии и биотехнологии является разработка подходов к подавлению белковой агрегации, а также поиск путей разрушения уже сформировавшихся белковых агрегатов различных типов. Необходимость перевода белка в растворимую ренатурированную форму из агрегатов приобрела особое значение в последнее время, поскольку многие рекомбинантные белки, продуцируемые в бактериальных клетках, образуют нерастворимые тельца включения (Carrió and Villaverde, 2002). Не меньший интерес представляют подходы к растворению амилоидных агрегатов, образующихся в нервных тканях при нейродегенеративных заболеваниях (Ashe and Aguzzi, 2013; Kalia et al., 2013; Kazantsev and Kolchinsky, 2008).

Существующие методы разрушения телец включения и подавления их образования недостаточно эффективны и требуют индивидуального подхода к каждому белку ( Burgess, 2009; Singh and Panda, 2005). Так, введение в последовательность белка точечных мутаций, приводит к некоторому увеличению доли растворимой формы, но не решает проблему в целом (Ventura, 2005). Еще одним перспективным подходом для решения обоих типов задач считалось использование шаперонов (Ben-Zvi and Goloubinoff, 2001; Swietnicki, 2006). Однако существование большого числа разных шаперонов, обладающих различным, а иногда и противоположно направленным действием, и сложность одновременной экспрессии в клетках шаперонов и целевых белков не позволили разработать эффективные подходы для растворения телец включения.

Следует также отметить, что изучение белок-полиэлектролитных взаимодействий становится в последнее время все более актуальным. Это

обусловлено большим потенциалом полиэлектролитных комплексов для решения целого ряда задач, таких как создание функциональных нанокомплексов и иммобилизация белков. Одним из возможных приложений может стать как раз борьба с белковой агрегацией (8Ьа1оуа еХ а1., 2005; & а1., 2010).

Цель работы. Установление механизма растворения белковых агрегатов с помощью полиэлектролитов.

Были поставлены следующие задачи:

• исследование механизмов взаимодействия полианионов со свободными белками и факторов, влияющих на этот процесс;

• сравнение особенностей взаимодействия с белками полианионов, содержащих различные заряженные группы, а также их влияния на тепловую агрегацию связанного белка;

• тестирование ряда синтетических полиэлектролитов на способность к растворению различных типов белковых агрегатов - аморфных и амилоидных телец включения, а также агрегатов, образованных в результате термоиндуцированной денатурации;

Научная новизна. Все полученные в работе результаты являются принципиально новыми либо расширяют уже имеющиеся представления. Так, впервые показано, что полифосфаты менее прочно связываются с белком, чем полисульфоанионы, и вследствие этого не оказывают, в отличие от полисульфоанионов, денатурирующего воздействия на его структуру. Тем не менее, они способны практически полностью подавлять белковую агрегацию, хотя и менее эффективно, чем сульфосодержащие полианионы.

Детально исследован механизм взаимодействия полианионов с белком. Обнаружено, в частности, что связывание полисульфоанионов происходит в

два этапа. При небольших величинах молярного соотношения полианион/белок не наблюдается значительных изменений в структуре белка, но при большом избытке полисульфоанионов начинается дополнительное взаимодействие, приводящее к денатурации связанного белка.

Впервые показана возможность растворения белковых агрегатов различных типов (как аморфных, так и амилоидных телец включения и агрегатов, образующихся в результате тепловой денатурации) синтетическими полисульфоанионами. Изучено влияние степени полимеризации полианиона и его гидрофильности на эффективность растворения агрегатов. Предложен возможный механизм исследуемого процесса. Предложенный способ позволил значительно снизить амилоидные свойства агрегатов овечьего приона, а в случае агрегатов, образованных в результате термоиндуцированной агрегации, удалось добиться не только растворения, но и значительного восстановления активности белка.

Научно-практическая значимость работы. Разрабатываемый в работе подход к борьбе с агрегацией может быть применен как в биохимии, так и в биотехнологии. Отдельно стоит отметить возможность применения предложенного подхода для растворения уже сформированных агрегатов, поскольку по сей день не существует универсального метода решения этой проблемы. Кроме того, полученные результаты могут быть в перспективе использованы в медицине, в частности, для профилактики и лечения нейродегенеративных заболеваний, связанных с образованием телец включения в нервных тканях. Наконец, выявленные закономерности взаимодействия полиэлектролитов с белками, помимо прикладного значения (к примеру, для создания белок-полиэлектролитных нанокомплексов), имеют

чисто научное значение, в частности, для понимания механизмов функционирования клетки и ее систем регуляции.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Особенности и возможности регуляции взаимодействия

Полиэлектролиты - полимеры, мономеры которых способны протонироваться или депротонироваться и, соответственно, содержат заряженные группы. К этому классу соединений относятся и белки, и нуклеиновые кислоты, но особый интерес и для современной науки представляют синтетические полиэлектролиты.

Важным свойством полиэлектролитов является способность образовывать комплексы с противоположно заряженными молекулами, в частности, с синтетическими полиэлектролитами и биополимерами -белками и ДНК. Стабильность таких комплексов определяется высокой кооперативностью межполиэлектролитных взаимодействий и зависит, в том числе, от степени полимеризации полиэлектролита (Papisov and Litmanovich, 1989). Действительно, основной движущей силой таких взаимодействий является выигрыш в энтропии за счет высвобождения низкомолекулярных ионов, связанных прежде с полиэлектролитами, который тем больше, чем длиннее цепи взаимодействующих полимеров (Hariharan et aL 1998; Izumrudov et al., 1988; Wittemann and Ballauff, 2006). Так, «критическая» длина цепи, необходимая для формирования устойчивых интерполиэлектролитных комплексов, составляет 4 — 6 звеньев (Kabanov, 1994). Однако, даже взаимодействие полиэлектролитов с белками, при котором образуется меньшее количество ионных контактов, определяется энтропийной составляющей. Так, в работе (Becker et al., 2011) показано, что при сорбции РНКазы на сферические поликатионные кисти энтальпия

связывания незначительна. При этом высвобождалось по два противоиона на каждую молекулу белка.

Разумеется, взаимодействие полиэлектролитов с белками зависит от значения рН среды (McDonald et al., 2009; Wang et al., 2013). Если синтетические полианионы, содержащие сульфогруппы, заряжены в широком диапазоне рН, то поликарбоновые кислоты, являясь полимерами слабых кислот, имеют рК в районе 5-6 (Dawson et al., 1989; Shalova et al., 2005). Суммарный же заряд белков и вовсе меняется от отрицательного к положительному с ростом кислотности среды. Поэтому образование белок-полиэлектролитных комплексов может происходить только в определенном интервале рН. Так, в работе (Wang et al., 2013) было исследовано взаимодействие сферических поликатионных кистей с тремя белками, имеющими различную изоэлектрическую точку — бычим сывороточным альбумином (изоэлектрическая точка 4,9), (3-лактоглобулином (5,1) и папаином (8,8). Оказалось, что взаимодействие происходит не только при значениях рН, при которых белки заряжены оба реагента, но и вблизи изоэлектрической точки белка. В условиях, при которых взаимодействие было наиболее выраженным, образовывались крупные агрегаты, состоящие из белок-полиэлектролитных комплексов (Рис. 1). Происходило это, по-видимому, при из-за уменьшения заряда кистей в силу их насыщения противоположно заряженным белком (Wang et al., 2013). Аналогичные агрегаты наблюдали и в смесях полианиона Eudragit-L100 с типсином (Braia et al., 2012). Интересно, что в первом случае подобная агрегация была обратима, а при увеличении рН до значений, при которых понижается заряд поликатиона, происходило разрушение белок-полиэлектролитных комплексов. Обратимое при изменении кислотности среды взаимодействие

Связывание

Высвобождение

3

—г

6

-т-8

рН

Рис. 1. Модель связывания белка со сферическими полиэлектролитными кистями при различных значениях рН. На основе (Wang et al., 2013).

пэг

Авидин

Биотин

полиплекс

SГП ч

-♦Vf / >

Л

Введение \ биотина f

ПЭГ вызывает накопление полиплекса в опухоли

отделение ПЭГ

повышенное проникновение в клетку

+ -

ПЭГ Авидин Биотин пэи + - ДНК

+ -

Рис. 2. Модель поликомплекса ПЭГ-авидин/биотин-ПЭИ. На основе (Xiong et al., 2007)

полиэлектролита с белком было показано и для кистей, содержащих полиметакриловою кислоту (Delcroix et al., 2013). Интересно отметить, что активное взаимодействие полиамфолита желатина и поликатиона хитозана возможно даже при значениях рН, при которых суммарный заряд обоих полимеров положителен (Gupta et al., 2007). Вкупе с упомянутыми данными о связывания поликатиона с белками при значениях рН, меньших изоэлектрической точки (Wang et al., 2013), это доказывает, что для эффективного взаимодействия достаточно наличия локальных противоположно заряженных участков, на поверхности реагирующих полиэлектролитов.

Поскольку электростатические межполиэлектролитные взаимодействия связаны с высвобождением противоионов, то на этот процесс оказывает влияние концентрация низкомолекулярных ионов в растворе. Известно, что конформация полиэлектролитов в растворе зависит от ионной силы: если при низких ее значениях цепи полиэлектролита представляют собой вытянутые «палки», то при добавлении соли взаимное отталкивание соседних заряженных групп уменьшается, что приводит к уменьшению объема, занимаемого молекулой полиэлектролита, и, в пределе, его сжиманию в глобулу (Wang et al., 2013; Павлов et al., 2013). С другой стороны, взаимодействие заряженных групп полиэлектролита с противоионами можно считать конкурентным по отношению к взаимодействию с белком. В результате, даже относительно небольшое увеличении ионной силы приводит к прекращению взаимодействия (Braia et al., 2012; Hollmann and Czeslik, 2006) и даже высвобождению уже связанного белка из белок-полиэлектролитного комплекса (Delcroix et al., 2013; Wang et al., 2013). При этом необходимо учитывать, что локальная ионная сила как около линейных,

так и, в особенности, сильно разветвленных полиэлектролитов и полиэлектролитных кистей, немного выше, чем общая ионная сила раствора (Hariharan et al., 1998; Hollmann and Czeslik, 2006).

Нельзя не упомянуть также о том, что многие полиэлектролиты, хотя являются сильно заряженными молекулами, содержат и гидрофобные группы. Так, незаряженные аналоги поли(стиролсульфоната) и поли(анитолсульфата) - поли(стирол) и поли(анитол) - практически не растворимы в воде. С другой стороны, гидрофобные группы содержатся и в белках, поэтому белок-полиэлектролитные комплексы стабилизируются не только за счет электростатических взаимодействий, но и за счет гидрофобных. На важность такого рода взаимодействий указывает пример сорбции альбумина на кисти, внешний слой которых состоит из незаряженного полимера поли(стирола) (Hentschel et al., 2013).

Природные полиэлектролиты

Хотя в качестве модельных полиэлектролитов для изучения их взаимодействий с белками и при создании, в частности, наночастиц используются часто химически синтезированные соединения, в живых организмах также присутствует большое количество заряженных полимеров. Так, одним из классов природных полиэлектролитов являются полианионные полисахариды и протеогликаны, содержащие как карбоксильные, так и сульфатные и сульфонатные группы. (Herve et al., 2008) Важно отметить, что они активно взаимодействуют с белками, причем такие взаимодействия характеризуются низкой специфичностью. Так, гепарин-связывающие свойства различных факторов роста фибробластов связывали с наличием на их поверхности положительно заряженного участка, взаимодействующего как с полианионами, так и с низкомолекулярными анионами (Faham et al.,

1996; Jones et al., 2004). Другой полианион, гепаран-сульфат, является компонентом клеточной мембраны (в комплексе с белковым компонентом) и взаимодействует с целым рядом белков, таких как факторы роста, хемокины, и морфогены, защищая их от протеолиза и выступая таким образом в качестве депо для регуляторных факторов, а также участвуя в создании градиента морфогенов в период онтогенеза (Sarrazin et al., 2011). Кроме того, гепаран-сульфат-содержащие мембранные протеогликаны вовлечены в межклеточные взаимодействия и включение клетки во внеклеточный матрикс. Взаимодействие с мембранными полианионными компонентами было показано и для многих вирусных агентов (Moulard et al., 2000; Secchiero et al., 1997; Summerford and Samulski, 1998), о чем будет упомянуто ниже.

Еще один пример природных полианионов - полифосфаты различной степени полимеризации, найденные в различных компартаментах эукариотических клеток. Среди их возможных функций можно выделить аккумуляцию фосфата и даже регуляцию экспрессии генов (Lichko et al., 2006). Кроме того, нельзя не упомянуть и нуклеиновые кислоты, содержащие большое количество заряженных групп, в том числе, фосфатных, играющих важную роль во взаимодействии с другими биомолекулами. Так, одним из факторов, определяющих связывание ДНК с гистонами и, соответственно, регуляцию ее состояния, являются электростатические взаимодействия сахарофосфатного остова ДНК с положительно заряженными аминокислотными остатками гистонов (Nelson and Сох, 2005). Более того, целый ряд негистонных белков связывает ДНК посредством интерполиэлектролитных взаимодействий (Cherstvy, 2009; Kalodimos et al., 2004), причем детальное исследование распределения положительно

заряженных остатков на поверхности белков позволяет предсказывать ДНК-связывающие сайты (Jones et al., 2003; Stawiski et al., 2003).

Приведенные примеры указывают на повсеместность и важность взаимодействия различных полиэлектролитов с белками, причем полианионные молекулы в большом количестве присутствуют как внутри клеток, так и во внеклеточном матриксе и клеточной мембране (Urbinati et al.,

2008). Для некоторой систематизации известных полиэлектролит-белковых взаимодействий была, в частности, создана база данных, содержащая информацию о взаимодействиях более 500 различных белков с полианионами, в число которых попали уже упомянутые гепарин, гепаран-сульфат и нуклеиновые кислоты, а также актин и тубулин (Fang et al., 2008). Безусловно, к полиэлектролитам можно отнести и сами белки, причем если часть белков обладает как положительно, так и отрицательно заряженными сайтами на поверхности, то для многих белков, таких как актин и полимеризованный тубулин, характерно наличие протяженных (вплоть до всей поверхности молекулы) участков, несущих один и тот же заряд (Jones et al., 2004; Muronetz et al., 1994; Stone and Hofsteenge, 1986).

Интересно, что во многие белки и пептиды с помощью посттрансляционных модификаций вводятся дополнительные заряженные группы, в частности, фосфатная и сульфатная (Sette, 2010; Sunbul and Yin,

2009). Среди белков, подвергающихся сульфатированию, надо отметить, в первую очередь, нейропептиды и токсины, которые активируются (холецистокинин (Vishnuvardhan and Beinfeld, 2000), филлокинин (Anastasi et al., 1966), факторы роста растений (Matsubayashi and Sakagami, 1996) и другие) или ингибируются (лейцин-инкефалин (Unsworth et al., 1982)) посредством сульфатирования. Более того, сульфатирование сцепленных с

G-белками хемокиновых рецепторов необходимо для связывания субстрата (Farzan et al., 2002, 1999; Preobrazhensky et al., 2000). Еще одна б олыпая группа сульфатируемых белков включает в себя белки, вовлеченные в процесс адгезии клеток и в систему свертывания крови. Так, на поверхности тромбина есть анион-связывающий сайт, взаимодействующий с целым рядом сульфатированных белков, в том числе, факторы коагуляции V и X, фибриноген, гирудин и т.д. Сульфатирование перечисленных белков повышает отрицательный заряд на участке поверхности, богатом кислотными аминокислотными остатками и значительно усиливает таким образом соответствующие константы связывания (Moore, 2003; Niehrs et al., 1994; Skrzypczak-Jankun et al., 1991; Stone and Hofsteenge, 1986). Аналогичный механизм имеет место и при иммунном ответе. К примеру, гликопротеиновый лиганд Р-селектина PSGL-1 - мембранный белок лейкоцитов - связывается с Р- и Е- селектинами через сульфатированные аминокислотные остатки (Somers et al., 2000). Некоторые иммуноглобулины и фак тор к омплемента IV так же подвергаются сульфатированию (Hu ttner, 1988).

Кроме того, есть некоторое количество сульфатированных белков с различными функциями, для многих из которых роль сульфатирования неясна. Тем не менее, в большинстве случаев, сульфатирование усиливает взаимодействие с другими белками. Как правило, сайт сульфатирования находится в богатой кислотными остатками области белка, и введение сульфогруппы повышает их кислотность (Huttner, 1988).

Необходимо также отметить, что количество белков, подвергающихся сульфатированию, относительно мало. Согласно данным аннотаций Swiss-Prot ("UniProt Knowledge base," 2013), сульфатирование тирозина

экспериментально было показано только для 131 белков, содержащих в сумме 203 сайта сульфатирования (часть белков содержит несколько сайтов). Еще три белка сульфатировались по треонину и серину (МесЫИгас^гку е1 а1., 2004). При этом количество фосфорилируемых белков превышает 15 ООО (более 35 ООО сайтов фосфорилирования), включая около 1 600 белков, подвергающихся модификации по тирозину (3 000 сайтов). Важная роль этой посттрансляционной модификации становится очевидной и из огромного числа публикаций, посвященных фосфорилированию (Масек е1 а1., 2009; Бейе, 2010).

Токсичность

В отличие от природных, многие синтетические полиэлектролиты оказывают негативное влияние на структуру белков. Так, было показано, что связывание содержащих сульфогруппу полианионов приводит к частичной денатурации белков (1утоуа е1 а1., 2003), причем максимальным деструктивным эффектом (вплоть до полной денатурации и потери ферментативной активности) обладали гидрофобные полианионы (8её1ак е1 а1., 2009; е1 а1., 2010). Кроме того, оказалось, что денатурирующий

эффект полианиона тем выше, чем ниже его степень полимеризации (81х^оу е1 а1., 2010). Тем не менее, интересное применение «негативным» свойствам полиэлектролитов, оказывающих влияние на структуру связанного белка, было предложено в работе (К^пеЛ е1 а1., 2006). Добавление поликатионного дендримера поли(амидоамина) позволило значительно снизить амилоидные свойства агрегатов приона. По-видимому, связывание молекул дендримера приводило к разрывам амилоидных фибрилл с последующей агрегацией фрагментов за счет дендримерных «сшивок».

Кроме того, в ряде работ было продемонстрировано токсичное влияние полиэлектролитов на целые клетки. Так, было показано, что взаимодействие клеток крови с поликатионными дендримерами приводит к гемолизу, в то время как полианионные дендримеры оказывались значительно менее токсичными (Ziemba et al., 2012). Связано это, по-видимому, не только с денатурирующим влиянием на мембранные белки (Klajnert et al., 2004), но и с повреждениями самой мембраны, возникающими вследствие взаимодействия катионных дендримеров с липидами (Duncan and Izzo, 2005) и приводящими к значительным изменениям морфологии эритроцитов (Malik et al., 2000). Аналогичным эффектом обладают и линейные поликатионы, вызывающие не только повреждения клеток крови, но и структурные изменения целого ряда белков, в частности, сывороточного альбумина (Zhong et al., 2013). Однако, поскольку наибольшую опасность представляют поверхностные заряженные группы, их экранирование может быть перспективным способом снижения токсичности. Так, замещение поверхностных групп дендримера поли(амидоамина) на цепи поли(этиленгликоля) привело к выраженному снижению цитотоксичности (Wang et al., 2009). Другими методами модификации поверхностных групп с целью снижения вызываемого ими гемолиза является замещение их на углеводы с получением так называемых гликодендримеров (Bhadra et al., 2005) или аминокислотные остатки (Navath et al., 2010, p. -). Во всех перечисленных случаях используется тот факт, что поликатионы оказывают значительно более выраженное негативное влияние на клетки, чем полианионы. Интересно, что подобные модификации позволяют снизить токсичность не только самого дендримера, но и связанных с ним лигандов. Так, токсичность доксорубицина и фосфата хлорохина в составе модификация декстраном поли(пропиленимин)овых и

поли(амидоамин)овых дендримеров, соответственно, оказалась значительно ниже, чем в свободном виде (Agarwal et al., 2009; Agrawal et al., 2007).

Использование собственных свойств полиэлектролитов

С другой стороны, токсичные свойства полиэлектролитов по отношению к клеточным мембранам могут быть использованы в медицине. К примеру, показано, что дендримеры поли(амидоамина) как со свободными, так и с замещенными на гидроксильные и карбоксильные концевыми аминогруппами замедляют рост грамм-негативных E.coli (Wang et al., 2010). Причем механизм микробицидного действия свободных и модифицированных дендримеров может быть различным: если поликатионные дендримеры взаимодействуют с липополисахаридной частью мембраны и повреждают как внутреннюю, так и внешнюю мембраны, то полианионные оказывают влияние лишь на внешнюю. В ряде работ было предложено использование в качестве антибактериальных агентов полипептидных дендримеров (Hou et al., 2009; Tam et al., 2002). Более того, комбинирование гидрофильных и гидрофобных остатков позволяло добиться более эффективного подавления роста бактерий (Tam et al., 2002). Преимуществом таких полиэлектролитов является их низкая токсичность по отношению к клеткам человека.

Важным применением полиэлектролитов (в частности, дендримеров) является также противовирусная терапия. Так, упомянутые полилизиновые дендримеры уже проходят клинические испытания и могут в перспективе использоваться для борьбы с вирусами иммунодефицита человека и герпеса (Bourne et al., 2000; Price et al., 2011). Специфичное взаимодействие с белками капсида ВИЧ было показано синтетических полианионов (Baranova et al., 2011; Moulard et al., 2000). Сульфатированные и сульфанированные

полисахариды, в частности, декстрансульфат и олигосахариды хитозана, а также полианионные дендримеры, подавляли инфекцию ВИЧ, связываясь с гликопротеином gpl20 и экранируя таким образом его положительно заряженные сайты и блокируя их связывание с клеточным рецептором CD4 (Baranova et al., 2011; Ghosh et al., 2009; Harrop et al., 1994). Иной механизм подавления ВИЧ был предложен в работах (Wolinsky et al., 2004, p. 5; Yu et al., 2006) - содержащие сульфатные и сульфонатные группы короткие гибкие полиэлектролиты ингибировали хемокиновые рецепторы CCR5 и CXCR4, блокируя связывание их с гликопротеином gpl20 и препятствуя проникновению вируса в клетку. Кроме того, известно, что многие вирусы взаимодействуют клеткой-хозяином через экспонированные на клеточной мембране гепаран-сульфат, полисиаловую кислоту или другие полисахариды (Fry et al., 1999; Jones et al., 2004; Moulard et al., 2000; Secchiero et al., 1997; Summerford and Samulski, 1998; Ту agi et al., 2001), и конкурентное (по отношению к полианиону на поверхности мембраны) связывание вирусных частиц позволило бы ингибировать его проникновение в клетку.

Отдельно стоит отметить недавно разработанные в России соединения, обладающие иммуностимулирующей активностью и входящие в состав вакцины «Гриппол» (Nekrasov et al., 1996). Оказалось, что активность лейкоцитов значительно увеличивается после инкубации в присутствии поликатиона полиоксидония (Dambaeva et al., 2003). Более того, эффективность препарата была показана и при почечной недостаточности, возникающей вследствие хронического алкоголизма (Tarasova and Beloborodova, 2001).

Еще одним интересным применением полиэлектролитов является создание миметических частиц с определенными функциональными

свойствами. Так, дендримеры на основе поли(амидоамина) 3-5 поколений похожи по размерам и топологии поверхности на инсулин, цитохром С и гемоглобин (Svenson and Tomalia, 2005) и, следовательно, могут быть использованы в качестве искусственных моделей соответствующих белков. В частности, положительно заряженные дендримеры применялись для конденсации ДНК вместо гистонов (Fant et al., 2008). Важно отметить, что, в отличие от белков, полиэлектролиты не теряют свои свойства при нагревании и изменении кислотности среды, а их структура может быть четко задана при синтезе.

Переносчики, наночастицы и иммобилизация

Пожалуй, наиболее интересным и важным с практической точки зрения является использование полиэлектролитов в качестве основного структурного элемента для различных комплексов. Как уже было сказано, на поверхности клеток имеется большое количество полианионных молекул, вследствие чего поликатионные молекулы активно взаимодействуют с клеточными мембранами. Так, было показано, что добавление к белку положительно заряженных групп (катионизация) позволяет ему значительно легче преодолевать гематоэнцефалический барьер, причем степень катионизации определяет эффективность проникновения (Herve et al., 2008; Jones et al., 2004; Loftus et al., 2006; Pardridge et al., 1990; Triguero et al., 1989). Оказывается, в таком случае задействуется механизм трансцитоза, первый этап которого заключается в сорбции катионизованного белка на мембрану. По-видимому, адсорбция на мембранные полианионы имеет место и при проникновении небольших полипептидов в клетку, хотя в данном случае нет четкого представления о механизме процесса. Можно упомянуть два типа

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Семенюк, Павел Игоревич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Agarwal, A., Gupta, U., Asthana, A., Jain, N.K., 2009. Dextran conjugated dendritic nanoconstructs as potential vectors for anti-cancer agent. Biomaterials 30 (21), 3588-3596.

2. Agrawal, P., Gupta, U., Jain, N.K., 2007. Glycoconjugated peptide dendrimers-based nanoparticulate system for the delivery of chloroquine phosphate. Biomaterials 28 (22), 3349-3359.

3. Anastasi, A., Bertaccini, G., Erspamer, V., 1966. Pharmacological data on phyllokinin (bradykinyl-isoleucyl-tyrosine o-sulphate) and bradykinyl-isoleucyl-tyrosine. British journal of pharmacology and chemotherapy 27 (3), 479-85.

4. Ariga, K., Hill, J.P., Ji, Q., 2007. Layer-by-layer assembly as a versatile bottom-up nanofabrication technique for exploratory research and realistic application. Physical Chemistry Chemical Physics 9 (19), 2319-2340.

5. Ariga, K., Lvov, Y.M., Kawakami, K., Ji, Q., Hill, J.P., 2011. Layer-by-layer self-assembled shells for drug delivery. Advanced drug delivery reviews 63 (9), 762-771.

6. Ashe, K.H., Aguzzi, A., 2013. Prions, prionoids and pathogenic proteins in Alzheimer disease. Prion 7 (1), 55-59.

7. Balogh, L., Swanson, D.R., Tomalia, D.A., Hagnauer, G.L., McManus, A.T., 2001. Dendrimei^-Silver Complexes and Nanocomposites as Antimicrobial Agents. Nano Letters 1 (1), 18-21.

8. Baranova, E.O., Shastina, N.S., Shvets, V.I., 2011. Polyanionic inhibitors of HIV adsorption. Bioorganicheskaia khimiia 37 (5), 592-608.

9. Becker, A.L., Welsch, N., Schneider, C., Ballauff, M., 2011. Adsorption of RNase A on Cationic Polyelectrolyte Brushes: A Study by Isothermal Titration Calorimetry. Biomacromolecules 12 (11), 3936-3944.

10. Ben-Zvi, A.P., Goloubinoff, P., 2001. Review: Mechanisms of Disaggregation and Refolding of Stable Protein Aggregates by Molecular Chaperones. Journal of Structural Biology 135 (2), 84-93.

11. Bhadra, D., Yadav, A.K., Bhadra, S., Jain, N.K., 2005. Glycodendrimeric nanoparticulate carriers of primaquine phosphate for liver targeting. International Journal of Pharmaceutics 295 (1-2), 221-233.

12. Bjork, I., Lindahl, U., 1982. Mechanism of the anticoagulant action of heparin. Molecular and Cellular Biochemistry 48 (3), 161-182.

13. Boeris, V., Spelzini, D., Salgado, J.P., Pico, G., Romanini, D., Farruggia, B., 2008. Chymotrypsin-poly vinyl sulfonate interaction studied by dynamic light scattering and turbidimetric approaches. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 1780 (9), 1032-1037.

14. Borchers, K., Weber, A., Brunner, H., Tovar, G.E.M., 2005. Microstructured layers of spherical biofunctional core-shell nanoparticles provide enlarged reactive surfaces for protein microarrays. Analytical and bioanalytical chemistry 383 (5), 738-746.

15. Bourne, N., Stanberry, L.R., Kern, E.R., Holan, G., Matthews, B., Bernstein, D.I., 2000. Dendrimers, a New Class of Candidate Topical Microbicides with Activity against Herpes Simplex Virus Infection. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 44 (9), 2471-2474.

16. Braia, M., Tubio, G., Nerli, B., Loh, W., Romanini, D., 2012. Analysis of the interactions between Eudragit® LI00 and porcine pancreatic

trypsin by calorimetric techniques. International Journal of Biological Macromolecules 50 (1), 180-186.

17. Burgess, R.R., 2009. Chapter 17 Refolding Solubilized Inclusion Body Proteins, in: Methods in Enzymology, Guide to Protein Purification, 2nd Edition. Academic Press, pp. 259-282.

18. Carrio, M.., Villaverde, A., 2002. Construction and deconstruction of bacterial inclusion bodies. Journal of Biotechnology 96 (1), 3-12.

19. Castro, L.B.R., Silva, F.F., Carmona-Ribeiro, A.M., Kappl, ML, Petri, D.F.S., 2007. Immobilization of Hexokinase onto Chitosan Decorated Particlesf. The Journal of Physical Chemistry B 111 (29), 8520-8526.

20. Casu, B., 1985. Structure and biological activity of heparin. Advances in carbohydrate chemistry and biochemistry 43, 51-134.

21. Chaiyasan, W., Srinivas, S.P., Tiyaboonchai, W., 2013. Mucoadhesive Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles for Sustained Drug Delivery to the Ocular Surface. Journal of Ocular Pharmacology and Therapeutics 29 (2), 200-207.

22. Cherstvy, A.G., 2009. Positively Charged Residues in DNA-Binding Domains of Structural Proteins Follow Sequence-specific Positions of DNA Phosphate Groups. The Journal of Physical Chemistry B 113 (13), 4242-4247.

23. Dai, F., Liu, Y., Wang, W., Liu, W., 2013. Stable gene transfection mediated by polysulfobetaine/PDMAEMA diblock copolymer in salted medium. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition 24 (3), 330—343.

24. Dambaeva, S.V., Mazurov, D.V., Golubeva, N.M., D'yakonova, V.A., Pinegin, B.V., Khaitov, R.M., 2003. Effect of polyoxidonium on the phagocytic

activity of human peripheral blood leukocytes. Russian journal of immunology: RJI: official journal of Russian Society of Immunology 8 (1), 53-60.

25. Dawson, R.M.C., Elliot, D.C., Elliot, W.H., Jones, K.M., 1989. Data for Biochemical Research. Clarendon Press.

26. Decher, G., 1997. Fuzzy Nanoassemblies: Toward Layered Polymeric Multicomposites. Sciencelll (5330), 1232-1237.

27. Delcroix, M.F., Huet, G.L., Conard, T., Demoustier-Champagne, S., Du Prez, F.E., Landoulsi, J., Dupont-Gillain, C.C., 2013. Design of Mixed PEO/PAA Brushes with Switchable Properties Toward Protein Adsorption. Biomacromolecules 14 (1), 215-225.

28. Duncan, R., Izzo, L., 2005. Dendrimer biocompatibility and toxicity. Advanced Drug Delivery Reviews 57 (15), 2215-2237.

29. Faham, S., Hileman, R.E., Fromm, J.R., Linhardt, R.J., Rees, D.C., 1996. Heparin structure and interactions with basic fibroblast growth factor. Science 271 (5252), 1116-1120.

30. Falentin-Daudré, C., Faure, E., Svaldo-Lanero, T., Farina, F., Jérôme, C., Van De Weerdt, C., Martial, J., Duwez, A.-S., Detrembleur, C., 2012. Antibacterial Polyelectrolyte Micelles for Coating Stainless Steel. Langmuir 28 (18), 7233-7241.

31. Fang, J., Dong, Y., Salamat-Miller, N., Middaugh, C.R., 2008. DB-PABP: a database of polyanion-binding proteins. Nucleic Acids Research 36 (Database issue), D3 03-3 06.

32. Fant, K., Esbjorner, E.K., Lincoln, P., Norden, B., 2008. DNA Condensation by PAMAM Dendrimers: Self-Assembly Characteristics and Effect on Transcriptionf. Biochemistry 47 (6), 1732-1740.

33. Farzan, M., Babcock, G.J., Vasilieva, N., Wright, P.L., Kiprilov, E., Mirzabekov, T., Choe, H., 2002. The role of post-translational modifications of the CXCR4 amino terminus in stromal-derived factor 1 alpha association and HIV-1 entry. The Journal of biological chemistry 277 (33), 29484-9.

34. Farzan, M., Mirzabekov, T., Kolchinsky, P., Wyatt, R., Cayabyab, M., Gerard, N.P., Gerard, C., Sodroski, J., Choe, H., 1999. Tyrosine sulfation of the amino terminus of CCR5 facilitates HIV-1 entry. Cell 96 (5), 667-76.

35. Fritz, V., Fajas, L., 2010. Metabolism and proliferation share common regulatory pathways in cancer cells. Oncogene 29 (31), 4369-4377.

36. Fry, E.E., Lea, S.M., Jackson, T., Newman, J.W., Ellard, F.M., Blakemore, W.E., Abu-Ghazaleh, R., Samuel, A., King, A.M., Stuart, D.I., 1999. The structure and function of a foot-and-mouth disease virus-oligosaccharide receptor complex. The EMBO Journal 18 (3), 543-554.

37. Ghosh, T., Chattopadhyay, K., Marschall, M., Karmakar, P., Mandal, P., Ray, B., 2009. Focus on antivirally active sulfated polysaccharides: From structure-activity analysis to clinical evaluation. Glycobiology 19 (1), 2-15.

38. Gupta, A.N., Bohidar, H.B., Aswal, V.K., 2007. Surface Patch Binding Induced Intermolecular Complexation and Phase Separation in Aqueous Solutions of Similarly Charged Gelatin-Chitosan Molecules. The Journal of Physical Chemistry B 111 (34), 10137-10145.

39. Hamlin, R.E., Dayton, T.L., Johnson, L.E., Johal, M.S., 2007. A QCM Study of the Immobilization of P-Galactosidase on Poly electrolyte Surfaces: Effect of the Terminal Polyion on Enzymatic Surface Activity. Langmuir 23 (8), 4432-4437.

40. Han, Z.-P., Fu, J., Ye, P., Dong, X.-P., 2013. A general strategy for protein immobilization in layered titanates: Polyelectrolyte-assisted self-assembly. Enzyme and Microbial Technology 53 (2), 79-84.

41. Hardy, C., Johnson, E.L., Luksch, P., 2009. Hemostatic Material. US2009186851 (Al).

42. Hariharan, R., Biver, C., Rüssel, W.B., 1998. Ionic Strength Effects in Polyelectrolyte Brushes: The Counterion Correction. Macromolecules 31 (21), 7514-7518.

43. Harrop, H.A., Coombe, D.R., Rider, C.C., 1994. Heparin specifically inhibits binding of V3 loop antibodies to HIV-1 gpl20, an effect potentiated by CD4 binding. AIDS 8 (2), 183-192.

44. Haynie, D.T., Zhang, L., Zhao, W., Rudra, J.S., 2006. Protein-inspired multilayer nanofilms: science, technology and medicine. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 2 (3), 150-157.

45. Hentschel, C., Wagner, H., Smiatek, J., Heuer, A., Fuchs, H., Zhang, X., Studer, A., Chi, L., 2013. AFM-based Force Spectroscopy on Polystyrene Brushes: Effect of Brush Thickness on Protein Adsorption. Langmuir 29 (6), 1850-1856.

46. Henzler, K., Haupt, B., Rosenfeldt, S., Harnau, L., Narayanan, T., Ballauff, M., 2011. Interaction strength between proteins and polyelectrolyte brushes: a small angle X-ray scattering study. Physical Chemistry Chemical Physics 13 (39), 17599-17605.

47. Herve, F., Ghinea, N., Scherrmann, J.-M., 2008. CNS Delivery Via Adsorptive Transcytosis. The A APS Journal 10 (3), 455-472.

48. Hollmann, O., Czeslik, C., 2006. Characterization of a Planar Poly(acrylic acid) Brush as a Materials Coating for Controlled Protein Immobilization. Langmuir 22 (7), 3300-3305.

49. Hou, S., Zhou, C., Liu, Z., Young, A.W., Shi, Z., Ren, D., Kallenbach, N.R., 2009. Antimicrobial dendrimer active against Escherichia coli biofilms. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 19 (18), 5478-5481.

50. Huang, H.-C., Barua, S., Kay, D.B., Rege, K., 2009. Simultaneous enhancement of photothermal stability and gene delivery efficacy of gold nanorods using polyelectrolytes. ACS Nano 3 (10), 2941-2952.

51. Huttner, W.B., 1988. Tyrosine sulfation and the secretory pathway. Annual review of physiology 50, 363-76.

52. Ivinova, O.N., Izumrudov, V.A., Muronetz, V.I., Galaev, I.Y., Mattiasson, B., 2003. Influence of Complexing Polyanions on the Thermostability of Basic Proteins. Macromolecular Bioscience 3 (3-4), 210-215.

53. Izumrudov, V.A., Bronich, T.K., Saburova, O.S., Zezin, A.B., Kabanov, V.A., 1988. The influence of chain length of a competitive polyanion and nature of monovalent counterions on the direction of the substitution reaction of polyelectrolyte complexes. Die Makromolekulare Chemie, Rapid Communications 9 (1), 7-12.

54. Jewell, C.M., Zhang, J., Fredin, N.J., Lynn, D.M., 2005. Multilayered polyelectrolyte films promote the direct and localized delivery of DNA to cells. Journal of Controlled Release 106 (1-2), 214-223.

55. Jones, L.S., Yazzie, B., Middaugh, C.R., 2004. Polyanions and the proteome. Molecular and Cellular Proteomics 3 (8), 746—769.

56. Jones, S., Shanahan, H.P., Berman, H.M., Thornton, J.M., 2003. Using electrostatic potentials to predict DNA-binding sites on DNA-binding proteins. Nucleic Acids Research 31 (24), 7189-7198.

57. Kabanov, V.A., 1994. Basic Properties of Soluble Interpolyelectrolyte Complexes Applied to Bioengineering and Cell Transformations, in: Dubin, P.P., Bock, D.J., Davis, D.R., Schulz, D.D.N., Thies, P.C. (Eds.), Macromolecular Complexes in Chemistry and Biology. Springer Berlin Heidelberg, pp. 151-174.

58. Kabanov, V.A., Mustafaev, M.I., Blokhina, V.D., Agafeva, V.S., 1980. Competitive interactions of serum protein fractions during complex formation with polycations. Molekuliarnaia biologiia 14 (1), 64-75.

59. Kalia, L.V., Kalia, S.K., McLean, P.J., Lozano, A.M., Lang, A.E., 2013. a-Synuclein oligomers and clinical implications for Parkinson disease. Annals of Neurology 73 (2), 155-169.

60. Kalodimos, C.G., Biris, N., Bonvin, A.M.J.J., Levandoski, M.M., Guennuegues, M., Boelens, R., Kaptein, R., 2004. Structure and Flexibility Adaptation in Nonspecific and Specific Protein-DNA Complexes. Science 305 (5682), 386-389.

61. Kanayama, N., Fukushima, S., Nishiyama, N., Itaka, K., Jang, W.-D., Miyata, K., Yamasaki, Y., Chung, U., Kataoka, K., 2006. A PEG-Based Biocompatible Block Catiomer with High Buffering Capacity for the Construction of Polyplex Micelles Showing Efficient Gene Transfer toward Primary Cells. ChemMedChem 1 (4), 439^44.

62. Kayitmazer, A.B., Quinn, B., Kimura, K., Ryan, G.L., Tate, A.J., Pink, D.A., Dubin, P.L., 2010. Protein specificity of charged sequences in polyanions and heparins. Biomacromolecules 11 (12), 3325-3331.

63. Kazantsev, A.G., Kolchinsky, A.M., 2008. Central role of a-synuclein oligomers in neurodegeneration in parkinson disease. Archives of Neurology 65 (12), 1577-1581.

64. Klajnert, B., Cortijo-Arellano, M., Cladera, J., Bryszewska, M., 2006. Influence of dendrimer's structure on its activity against amyloid fibril formation. Biochemical and Biophysical Research Communications 345 (1), 21-28.

65. Klajnert, B., Sadowska, M., Bryszewska, M., 2004. The effect of polyamidoamine dendrimers on human erythrocyte membrane acetylcholinesterase activity. Bioelectrochemistry 65 (1), 23-26.

66. Kojima, C., Kono, K., Maruyama, K., Takagishi, T., 2000. Synthesis of Polyamidoamine Dendrimers Having Poly(ethylene glycol) Grafts and Their Ability To Encapsulate Anticancer Drugs. Bioconjugate Chemistry 11 (6), 910917.

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

68. Lichko, L.P., Kulakovskaya, T.V., Kulaev, I.S., 2006. Inorganic polyphosphates and exopolyphosphatases in different cell compartments of Saccharomyces cerevisiae. Biochemistry (Mosc) 71 (11), 1171—5.

69. Loftus, L.T., Li, H.-F., Gray, A.J., Hirata-Fukae, C., Stoica, B.A., Futami, J., Yamada, H., Aisen, P.S., Matsuoka, Y., 2006. In vivo protein transduction to the CNS. Neuroscience 139 (3), 1061-1067.

70. Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L., Randall, R.J., 1951. Protein Measurement with the Folin Phenol Reagent. Journal of Biological Chemistry 193 (1), 265-275.

71. Macek, B., Mann, M., Olsen, J.V., 2009. Global and Site-Specific Quantitative Phosphoproteomics: Principles and Applications. Annual Review of Pharmacology and Toxicology 49 (1), 199-221.

72. Malik, N., Wiwattanapatapee, R., Klopsch, R., Lorenz, K., Frey, H., Weener, J.., Meijer, E.., Paulus, W., Duncan, R., 2000. Dendrimers: Relationship between structure and biocompatibility in vitro, and preliminary studies on the biodistribution of 1251-labelled polyamidoamine dendrimers in vivo. Journal of Controlled Release 65 (1-2), 133-148.

73. Matsubayashi, Y., Sakagami, Y., 1996. Phytosulfokine, sulfated peptides that induce the proliferation of single mesophyll cells of Asparagus officinalis L. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 93 (15), 7623-7.

74. McDonald, P., Victa, C., Carter-Franklin, J.N., Fahrner, R., 2009. Selective antibody precipitation using poly electrolytes: A novel approach to the purification of monoclonal antibodies. Biotechnology and Bioengineering 102 (4), 1141-1151.

75. Medzihradszky, K.F., Darula, Z., Perlson, E., Fainzilber, M., Chalkley, R.J., Ball, H., Greenbaum, D., Bogyo, M., Tyson, D.R., Bradshaw, R.A., Burlingame, A.L., 2004. O-Sulfonation of Serine and Threonine Mass Spectrometric Detection and Characterization of a New Posttranslational Modification in Diverse Proteins Throughout the Eukaryotes. Molecular & Cellular Proteomics 3 (5), 429-440.

76. Moore, K.L., 2003. The biology and enzymology of protein tyrosine O-sulfation. The Journal of Biological Chemistry 218 (27), 24243-6.

77. Moulard, M., Lortat-Jacob, H., Mondor, I., Roca, G., Wyatt, R., Sodroski, J., Zhao, L., Olson, W., Kwong, P.D., Sattentau, Q.J., 2000. Selective Interactions of Polyanions with Basic Surfaces on Human Immunodeficiency Virus Type 1 gpl20. Journal of Virology 74 (4), 1948-1960.

78. Muronetz, V.I., Wang, Z.X., Keith, T.J., Knull, H.R., Srivastava, D.K., 1994. Binding constants and stoichiometries of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase-tubulin complexes. Archives of Biochemistry and Biophysics 313 (2), 253-60.

79. Navath, R., Menjoge, A., Wang, B., Romero, R., Kannan, S., Kannan, R., 2010. Amino acid-functionalized dendrimers with heterobifunctional chemoselective peripheral groups for drug delivery applications. Biomacromolecules 11 (6), 1544-1563.

80. Nekrasov, A.V., Puchkova, N.G., Ataullakhanov, R.I., Petrov, R.V., Khaitov, R.M., Ivanova, A.S., 1996. Compounds having immunostimulating activity and methods of use thereof. US5503830 (A).

81. Nelson, D.L., Cox, M.M., 2005. Lehninger Principles of Biochemistry. W.H. Freeman.

82. Niehrs, C., Beisswanger, R., Huttner, W.B., 1994. Protein tyrosine sulfation, 1993—an update. Chemico-Biological Interactions 92 (1-3), 257-71.

83. Niepel, M.S., Peschel, D., Groth, T., 2011. Controlling fibroblast adhesion with pH modified polyelectrolyte multilayers. The International Journal of Artificial Organs 34 (2), 185-191.

84. Onda, M., Lvov, Y., Ariga, K., Kunitake, T., 1996. Sequential reaction and product separation on molecular films of glucoamylase and glucose

oxidase assembled on an ultrafilter. Journal of Fermentation and Bioengineering 82 (5), 502-506.

85. Papisov, I.M., Litmanovich, A.A., 1989. Molecular recognition in interpolymer interactions and matrix polyreactions. Advances in Polymer Science 90, 139-179.

86. Pardridge, W.M., Triguero, D., Buciak, J., Yang, J., 1990. Evaluation of cationized rat albumin as a potential blood-brain barrier drug transport vector. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 255 (2), 893—899.

87. Peram, T., McDonald, P., Carter-Franklin, J., Fahrner, R., 2010. Monoclonal antibody purification using cationic poly electrolytes: An alternative to column chromatography. Biotechnology Progress 26 (5), 1322-1331.

88. Petitou, M., Hérault, J.-P., Bernat, A., Driguez, P.-A., Duchaussoy, P., Lormeau, J.-C., Herbert, J.-M., 1999. Synthesis of thrombin-inhibiting heparin mimetics without side effects. Nature 398 (6726), 417^422.

89. Preobrazhensky, A.A., Dragan, S., Kawano, T., Gavrilin, M.A., Gulina, I.V., Chakravarty, L., Kolattukudy, P.E., 2000. Monocyte chemotactic protein-1 receptor CCR2B is a glycoprotein that has tyrosine sulfation in a conserved extracellular N-terminal region. The Journal of Immunology 165 (9), 5295-303.

90. Price, C.F., Tyssen, D., Sonza, S., Davie, A., Evans, S., Lewis, G.R., Xia, S., Spelman, T., Hodsman, P., Moench, T.R., Humberstone, A., Paull, J.R.A., Tachedjian, G., 2011. SPL7013 Gel (VivaGel(R)) Retains Potent HIV-1 and HSV-2 Inhibitory Activity following Vaginal Administration in Humans. PLoS ONE 6

(9).

91. Rashid, Q., Singh, P., Abid, M., Jairajpuri, M.A., 2012. Limitations of conventional anticoagulant therapy and the promises of non-heparin based conformational activators of antithrombin. Journal of Thrombosis and Thrombolysis 34 (2), 251-259.

92. Rentzeperis, D., Jonsson, T., Sauer, R.T., 1999. Acceleration of the refolding of Arc repressor by nucleic acids and other polyanions. Nature structural biology 6 (6), 569-573.

93. Rezaei, H., Marc, D., Choiset, Y., Takahashi, M., Hui Bon Hoa, G., Haertle, T., Grosclaude, J., Debey, P., 2000. High yield purification and physico-chemical properties of full-length recombinant allelic variants of sheep prion protein linked to scrapie susceptibility. European Journal of Biochemistry 267 (10), 2833-2839.

94. Sarrazin, S., Lamanna, W.C., Esko, J.D., 2011. Heparan Sulfate Proteoglycans. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 3 (7).

95. Schmidt, S., Madaboosi, N., Uhlig, K., Kohler, D., Skirtach, A., Duschl, C., Mohwald, H., Volodkin, D.V., 2012. Control of Cell Adhesion by Mechanical Reinforcement of Soft Polyelectrolyte Films with Nanoparticles. Langmuir 28 (18), 7249-7257.

96. Scopes, R.K., Stoter, A., 1982. Purification of all glycolytic enzymes from one muscle extract. Methods in Enzymology 90 Pt E, 479-90.

97. Secchiero, P., Sun, D., Vico, A.L.D., Crowley, R.W., Reitz, M.S., Zauli, G., Lusso, P., Gallo, R.C., 1997. Role of the extracellular domain of human herpesvirus 7 glycoprotein B in virus binding to cell surface heparan sulfate proteoglycans. Journal of Virology 71 (6), 4571^4580.

98. Sedlak, E., Fedunova, D., Vesela, V., Sedlakova, D., Antalik, M., 2009. Poly anion hydrophobicity and protein basicity affect protein stability in protein-poly anion complexes. Biomacromolecules 10 (9), 2533-2538.

99. Sette, C., 2010. Post-translational regulation of star proteins and effects on their biological functions. Advances in Experimental Medicine and Biology 693, 54-66.

100. Shalova, I.N., Asryants, R.A., Sholukh, M.V., Saso, L., Kurganov, B.I., Muronetz, V.I., Izumrudov, V.A., 2005. Interaction of polyanions with basic proteins, 2(a): influence of complexing polyanions on the thermo-aggregation of oligomeric enzymes. Macromolar Bioscience 5(12), 1184-92.

101. Shalova, I.N., Naletova, I.N., Saso, L., Muronetz, V.I., Izumrudov, V.A., 2007. Interaction of polyelectrolytes with proteins, 3. Influence of complexing polycations on the thermoaggregation of oligomeric enzymes. Macromolar Bioscience 1 (7), 929-39.

102. Singh, S.M., Panda, A.K., 2005. Solubilization and refolding of bacterial inclusion body proteins. Journal of Bioscience and Bioengineering 99 (4), 303-310.

103. Skrzypczak-Jankun, E., Carperos, V.E., Ravichandran, K.G., Tulinsky, A., Westbrook, M., Maraganore, J.M., 1991. Structure of the hirugen and hirulog 1 complexes of alpha-thrombin. Journal of Molecular Biology 221 (4), 1379-93.

104. Somers, W.S., Tang, J., Shaw, G.D., Camphausen, R.T., 2000. Insights into the molecular basis of leukocyte tethering and rolling revealed by structures of P- and E-selectin bound to SLe(X) and PSGL-1. Cell 103 (3), 467-79.

105. Stawiski, E.W., Gregoret, L.M., Mandel-Gutfreund, Y., 2003. Annotating Nucleic Acid-Binding Function Based on Protein Structure. Journal of Molecular Biology 326 (4), 1065-1079.

106. Steinmetz, N.F., Findlay, K.C., Noel, T.R., Parker, R., Lomonossoff, G.P., Evans, D.J., 2008. Layer-By-Layer Assembly of Viral Nanoparticles and Poly electrolytes: The Film Architecture is Different for Spheres Versus Rods. ChemBioChem 9 (10), 1662-1670.

107. Stogov, S.V., Izumrudov, V.A., Muronetz, V.I., 2010. Structural changes of a protein bound to a polyelectrolyte depend on the hydrophobicity and polymerization degree of the polyelectrolyte. Biochemistry (Mosc) 75 (4), 437442.

108. Stone, S.R., Hofsteenge, J., 1986. Kinetics of the inhibition of thrombin by hirudin. Biochemistry 25 (16), 4622-8.

109. Summerford, C., Samulski, R.J., 1998. Membrane-Associated Heparan Sulfate Proteoglycan Is a Receptor for Adeno-Associated Virus Type 2 Virions. Journal of Virology 72 (2), 1438-1445.

110. Sunbul, M., Yin, J., 2009. Site specific protein labeling by enzymatic posttranslational modification. Organic and Biomolecular Chemistry 7(17), 336171.

111. Svenson, S., Tomalia, D.A., 2005. Dendrimers in biomedical applications—reflections on the field. Advanced Drug Delivery Reviews 57 (15), 2106-2129.

112. Swietnicki, W., 2006. Folding aggregated proteins into functionally active forms. Current Opinion in Biotechnology 17 (4), 367-372.

113. Tam, J.P., Lu, Y.-A., Yang, J.-L., 2002. Antimicrobial dendrimeric peptides. European Journal of Biochemistry 269 (3), 923-932.

114. Tarasova, N.S., Beloborodova, E.I., 2001. Immune correction by polyoxidonium in chronic alcoholics with renal impairement Terapevticheskii arkhiv 73 (10), 48-53.

115. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003 [WWW Document], 2013. URL http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2003/

116. Triguero, D., Buciak, J.B., Yang, J., Pardridge, W.M., 1989. Blood-brain barrier transport of cationized immunoglobulin G: enhanced delivery compared to native protein. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 86 (12), 4761^1765.

117. Tyagi, M., Rusnati, M., Presta, M., Giacca, M., 2001. Internalization of HIV-1 Tat Requires Cell Surface Heparan Sulfate Proteoglycans. Journal of Biological Chemistry 276 (5), 3254-3261.

118. UniProt Knowledge base [WWW Document], 2013. URL http://www.uniprot.org/

119. Unsworth, C.D., Hughes, J., Morely, J.S., 1982. O-sulphated Leu-enkephalin in brain. Nature 295 (5849), 519-22.

120. Urbinati, C., Chiodelli, P., Rusnati, M., 2008. Polyanionic Drugs and Viral Oncogenesis: a Novel Approach to Control Infection, Tumor-associated Inflammation and Angiogenesis. Molecules 13 (11), 2758-2785.

121. Ventura, S., 2005. Sequence determinants of protein aggregation: tools to increase protein solubility. Microbial Cell Factories 4, 11.

122. Vishnuvardhan, D., Beinfeld, M.C., 2000. Role of tyrosine sulfation

and serine phosphorylation in the processing of procholecystokinin to amidated

102

cholecystokinin and its secretion in transfected AtT-20 cells. Biochemistry 39 (45), 13825-30.

123. Vongchan, P., Sajomsang, W., Subyen, D., Kongtawelert, P., 2002. Anticoagulant activity of a sulfated chitosan. Carbohydrate Research 337 (13), 1239-1242.

124. Wang, В., Navath, R.S., Menjoge, A.R., Balakrishnan, В., Bellair, R., Dai, H., Romero, R., Kannan, S., Kannan, R.M., 2010. Inhibition of bacterial growth and intramniotic infection in a guinea pig model of chorioamnionitis using РАМАМ dendrimers. International Journal of Pharmaceutics 395 (1-2), 298-308.

125. Wang, S., Chen, K., Li, L., Guo, X., 2013. Binding between Proteins and Cationic Spherical Polyelectrolyte Brushes: Effect of pH, Ionic Strength, and Stoichiometry. Biomacromolecules 14 (3), 818-827.

126. Wang, W., Xiong, W., Wan, J., Sun, X., Xu, H., Yang, X., 2009. The decrease of РАМАМ dendrimer-induced cytotoxicity by PEGylation via attenuation of oxidative stress. Nanotechnology 20 (10), 105103.

127. Weber, C., Drogoz, A., David, L., Domard, A., Charles, M.-H., Verrier, В., Delair, Т., 2010. Polysaccharide-based vaccine delivery systems: Macromolecular assembly, interactions with antigen presenting cells, and in vivo immunomonitoring. Journal of Biomedical Materials Research Part A 93A (4), 1322-1334.

128. Wiener, E., Brechbiel, M.W., Brothers, H., Magin, R.L., Gansow, O.A., Tomalia, D.A., Lauterbur, P.C., 1994. Dendrimer-based metal chelates: A new class of magnetic resonance imaging contrast agents. Magnetic Resonance in Medicine 31 (1), 1-8.

129. Wittemann, A., Ballauff, M., 2006. Interaction of proteins with linear polyelectrolytes and spherical polyelectrolyte brushes in aqueous solution. Physical Chemistry Chemical Physics 8 (45), 5269-5275.

130. Wolinsky, S.M., Veazey, R.S., Kunstman, K.J., Klasse, P.J., Dufour, J., Marozsan, A.J., Springer, M.S., Moore, J.P., 2004. Effect of a CCR5 inhibitor on viral loads in macaques dual-infected with R5 and X4 primate immunodeficiency viruses. Virology 328(1), 19-29.

131. Xiong, M.P., Forrest, M.L., Karls, A.L., Kwon, G.S., 2007. Biotin-Triggered Release of Poly(ethylene glycol)-Avidin from Biotinylated Polyethylenimine Enhances in Vitro Gene Expression. Bioconjugate Chemistry 18 (3), 746-753.

132. Xu, Y., Mazzawi, ML, Chen, K., Sun, L., Dubin, P.L., 2011. Protein Purification by Polyelectrolyte Coacervation: Influence of Protein Charge Anisotropy on Selectivity. Biomacromolecules 12 (5), 1512-1522.

133. Xue, Y.-N., Liu, M., Peng, L., Huang, S.-W., Zhuo, R.-X., 2010. Improving Gene Delivery Efficiency of Bioreducible Poly(amidoamine)s via Grafting with Dendritic Poly(amidoamine)s. Macromolecular Bioscience 10 (4), 404-414.

134. Yoo, P.J., Nam, K.T., Belcher, A.M., Hammond, P.T., 2008. SolventAssisted Patterning of Polyelectrolyte Multilayers and Selective Deposition of Virus Assemblies. Nano Letters 8 (4), 1081-1089.

135. Yu, Y., Sweeney, M.D., Saad, O.M., Leary, J.A., 2006. Potential inhibitors of chemokine function: Analysis of noncovalent complexes of cc chemokine and small polyanionic molecules by ESI FT-ICR mass spectrometry. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 17 (4), 524-535.

136. Zaitsev, S., Carrier, R., Vyborov, O., Sukhorukov, G., Paulke, B.-R., Haberland, A., Parfyonova, Y., Tkachuk, V., Böttger, M., 2004. Polyelectrolyte nanoparticles mediate vascular gene delivery. Pharmaceutical research 21 (9), 1656-1661.

137. Zhang, Y., Islam, N., Carbonell, R.G., Rojas, O.J., 2013. Specific Binding of Immunoglobulin G with Bioactive Short Peptides Supported on Antifouling Copolymer Layers for Detection in Quartz Crystal Microgravimetry and Surface Plasmon Resonance. Analytical Chemistry 85 (2), 1106-1113.

138. Zhao, W., Zheng, В., Haynie, D.T., 2006. A Molecular Dynamics Study of the Physical Basis of Stability of Polypeptide Multilayer Nanofilms. Langmuir 22 (15), 6668-6675.

139. Zhong, D., Jiao, Y., Zhang, Y., Zhang, W., Li, N., Zuo, Q., Wang, Q., Xue, W., Liu, Z., 2013. Effects of the gene carrier polyethyleneimines on structure and function of blood components. Biomaterials 34 (1), 294-305.

140. Zhou, Z., Yu, P., Geller, H.M., Ober, C.K., 2013. Biomimetic Polymer Brushes Containing Tethered Acetylcholine Analogs for Protein and Hippocampal Neuronal Cell Patterning. Biomacromolecules 14 (2), 529-537.

141. Ziemba, В., Matuszko, G., Bryszewska, M., Klajnert, В., 2012. Influence of dendrimers on red blood cells. Cellular & Molecular Biology Letters 17(1), 21-35.

142. Дубачева, Г.В., Порус, M.B., Соколовская, Л.Г., Сиголаева, Л.В., Пергушов, Д.В., Ярославов, A.A., Еременко, A.B., Курочкин, И.Н., Варфоломеев, С.Д., 2007. Наноструктурированные пленки полиэлектролитов - основа создания высокочувствительных тирозиназных биосенсоров. Российские нанотехнологии 2 (1-2), 154—159.

143. Кабанов, В.А., Мустафаев, М.И., Блохина, В.Д., Агафьева, B.C., 1980. Конкурентные взаимодействия фракций сывороточных белков при комплексообразовании с поликатионами. Молекулярная Биология 14, 64-75.

144. Павлов, Г.М., Окатова, О.В., Ульянова, H.H., Гаврилова, И.И., Панарин, Е.Ф., 2013. Особенности поведения заряженных гидрофильных и гидрофобных макромолекул в растворах разной ионной силы. Доклады Академии наук 448 (2), 170-173.

145. Ярославов, A.A., Каплан, И.Б., Ерохина, Т.Н., Морозов, С.Ю., Соловьев, А.Г., Лещинер, А.Д., Рахнянская, A.A., Малинин, A.C., Степанова, JI.A., Киселев, О.И., Атабеков, И.Г., 2011. Новый способ получения биологически активных нанокомплексов путем нековалентной конъюгации белков с вирусными частицами. Биоорганическая химия 37 (4), 496-503.