Структурные характеристики белков, вовлечённых в нейродегенеративные процессы, определяющие особенности их межмолекулярных взаимодействий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат наук Жемков Владимир Андреевич

• Жемков Владимир Андреевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Жемков Владимир Андреевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Цель и задачи исследования

Основные положения, выносимые на защиту

Научная новизна работы

Научно-практическое значение работы

Методология и методы исследования

Личный вклад автора

Апробация работы

Объем и структура диссертации

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Структурно-функциональная характеристика атаксина-3

1.1.1 Полиглутаминовые заболевания и спинномозжечковая атаксия 3-го типа

1.1.2 Структура и функция атаксина-3

1.1.3 Участие атаксина-3 в развитии СМА

1.1.4 Структура и функция полиглутаминовых последовательностей

1.1.5 Методы установления структуры белков. Рентгеноструктурный анализ

1.2 Структурно-функциональная характеристика хантингтина

1.2.1 Общая характеристика болезни Хантингтона

1.2.2 Структура и функция хантингтина

1.2.3 Подходы к разработке лигандов, предотвращающих внутриклеточную агрегацию хантингтина

1.2.4 Пептоиды - новый класс соединений-пептидомиметиков

1.3. Структурно-функциональная характеристика рецептора сигма-1

1.3.1 Рецептор сигма-1 - плюрипотентный модулятор внутриклеточной сигнализации

1.3.2 Структурная организация рецептора сигма-1

1.3.3 Механизм функционирования рецептора сигма-1

1.3.4 Биофизические подходы для изучения мембранных белков

1.3.4.1 Липидный состав биологических мембран

1.3.4.2 Латеральная ассиметрия, фазовый состав клеточных мембран и

рафтовые микродомены

1.3.4.3 Рафты в эндоплазматическом ретикулуме

1.3.5 «Гигантские» одномембранные липосомы как биофизическая модель клеточных мембран

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Генетические конструкции

2.1.1 Выделение и анализ плазмидных ДНК

2.1.2 Молекулярное клонирование

2.1.3 Сайт-направленный мутагенез

2.2 Экспрессия, очистка и анализ рекомбинантных белков

2.2.1 Экспрессия и очистка белков в экспрессионной системе E. coli

2.2.2 Экспрессия и очистка белков в бакуловирусной системе экспрессии

2.2.3 Разделение белков в ПААГ и иммуноблоттинг (вестерн-блот анализ)

2.3 Определение кристаллической структуры MBP-Atxn3-C

2.3.1 Кристаллизация MBP-Atxn3-C и получение дифракционных данных

2.3.2. Расчет фаз, построение и уточнение модели атаксина-3

2.3.3 Валидация структуры полиГ тракта атаксина-3

2.4 Идентификация пептоида HNP1

2.4.1 Синтез пептоидной библиотеки

2.4.2 Скрининг пептоидной библиотеки

2.4.3 Идентификация пептоидов и их синтез

2.4.4 Определение константы связывания HNP1-N17

2.5 Культивирование клеток

2.5.1 Клеточные культуры

2.5.2 Условия культивирования

2.5.3 Получение первичных культур нейронов

2.5.4 Трансфекция клеточных линий

2.5.5 Иммунофлуоресцентная микроскопия

2.5.6 Биохимическое фракционирование органелл

2.6 Изучение белок-липидных взаимодействий

2.6.1 Pull-Down с холестерин-агарозой

2.6.2 Липосомный Pull-Down

2.7 Исследования рецептора сигма-1 в «гигантских» одномембранных липосомах

2.7.1 Липиды

2.7.2 Получение протеолипосом

2.7.3 Получение «гигантских» одномембранных липосом (ГОЛ)

2.7.4. Измерение коэффициентов диффузии мембранных липидов

2.8 Электронная микроскопия

2.9 Статистические тесты оценки достоверности

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Кристаллическая структура С-концевого фрагмента белка атаксина-3

3.1.1 Выделение, очистка и кристаллизация белка слияния MBP-Atxn3-C .- 63 -3.1.2. Построение и уточнение кристаллической структуры MBP-Atxn3-C

3.1.3 Кристаллическая структура карбокси-концевого участка атаксина-3 (Atxn3-C)

3.1.4 Структура полиглутаминовой спирали

3.1.4.1 Межмолекулярные взаимодействия полиГ спирали атаксина-3

3.1.4.2 Внутримолекулярные взаимодействия полиГ спирали атаксина-3

3.1.5 Заключение

3.2 Нейропротекторные свойства пептоида HNP1

3.2.1 Идентификация пептоида HNP1 из многомерной пептоидной библиотеки в качестве лиганда для амино-концевого участка хантингтина N17

3.2.3 Ш7-связывающий пептоид HNP1 ингибирует агрегацию мутантного хантингтина в клеточной модели in vitro

3.2.4 Ш7-связывающий пептоид HNP1 предотвращает потерю синаптических контактов в клеточной модели болезни Хантингтона

3.2.5 Заключение

3.3 Белок-липидные взаимодействия рецептора сигма-1

3.3.1 Выделение и очистка рекомбинантного рецептора сигма-1 человека

3.3.2 Рецептор сигма-1 взаимодействует с компонентами липидных рафтов: холестерином и сфингомиелинами

3.3.3 Реконструкция рецептора сигма-1 в липидные бислои. Кластеризация рецептора в холестерин-содержащих липосомах

3.3.4 FRAP-измерения коэффициентов диффузии мембранных липидов

3.3.5 Рецептор сигма-1 локализуется в особых областях ЭР

3.3.6 Определение консенсусной последовательности связывания стеролов и церамидов

3.3.7 Мутантные по сайту связывания холестерина формы рецептора сигма-1 диффузно распределены в тубулах ЭР

3.3.8 Рецептор сигма-1 человека локализуется в составе мембран ЭР, ассоциированных с митохондриями

3.3.9 Сверхэкспрессия рецептора сигма-1 на клеточном уровне приводит к увеличению контактной длины между ЭР и митохондриями

3.3.10 Функционально активный рецептор сигма-1 необходим для поддержания синаптических контактов в первичных гиппокампальных культурах нейронов in vitro

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ

4.1 Кристаллическая структура С-концевой области атаксина-3

4.1.1 Общая характеристика кристаллической структуры С-концевого фрагмента атаксина-3

4.1.2 Структура полиГ тракта атаксина-3: сравнение с другими структурами полиглутамина

4.1.3 Внутримолекулярные взаимодействия полиГ тракта атаксина-3

4.1.4 Структура полиГ в контексте нейродегенеративных заболеваний

4.2 Нейропротекторные и анти-агрегационные свойства хантингтин-связывающего пептоида HNP1

4.2.1 Структурные особенности пептоида HNP1 и предполагаемый механизм нейропротекторного действия

4.2.2 Пептоиды как перспективные блокаторы агрегации хантингтина

4.3 Белок-липидные взаимодействия рецептора сигма-1 человека

4.3.1 Рецептор сигма-1 перераспределяет липиды в модельных бислойных мембранах

4.3.2 Внутриклеточная локализация рецептора сигма-1 обусловлена наличием холестерин-узнающих последовательностей

4.3.3 Сигма-1 рецептор как основной рафтовый организатор эндоплазматического ретикулума

4.3.4 Модель белок-липидного модулирования ионных каналов через рецептор сигма-1. Связь с нейродегенеративными заболеваниями

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

БЛАГОДАРНОСТИ

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

-

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурные характеристики белков, вовлечённых в нейродегенеративные процессы, определяющие особенности их межмолекулярных взаимодействий»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы

Нейродегенеративные заболевания (НДЗ) представляют собой совокупность различных по своей природе болезней ЦНС, поражающих различные отделы головного мозга. Манифестация НДЗ происходит, как правило (за исключением редких ювенильных форм), в зрелом возрасте и на клеточном уровне связана с нейрональной клеточной гибелью и дегенерацией отдельных структур головного мозга. Многие наследственные НДЗ относят к так называемым конформационным болезням - группе дегенеративных заболеваний, в основе которых лежит нарушение трехмерной пространственной укладки определенных белковых молекул, которое сопровождается изменением конформации белков. Несмотря на многолетние исследования механизмов различных НДЗ, таких как болезни Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона, и поиск эффективных терапевтических подходов, подавляющее большинство из них остаются неизлечимыми, а пациентам может быть предложено только симптоматическое лечение. Остаются плохо изученными структурные особенности и молекулярные механизмы функционирования и активации как нормальных, так и мутантных форм белков, вовлеченных в нейродегенеративные процессы. Известно, что многие белки, вовлеченные в конформационные заболевания, формируют внутриклеточные агрегаты (гомополимеры) и/или аберрантные взаимодействия с другими макромолекулами (белками, ДНК, липидными мембранами). Для максимально полного понимания механизмов функционирования подобных белков, лежащих в основе молекулярного патогенеза заболеваний, необходимо применение комплексных исследований, сочетающих биофизические, биохимические и структурные подходы.

Примером такого научного исследования может служить данная работа, где в качестве объектов для изучения были выбраны следующие белки: атаксин-3, хантингтин и рецептор сигма-1.

Атаксин-3 (а1ахт-3, а1хп3), экспансия в гене ЛТХЫ3 которого приводит к возникновению спиномозжечковой атаксии 3-го типа, относится к белкам, содержащим гомополимерные полиглутаминовые последовательности (полиГ). Атаксин-3 является мультидоменным белком, состоящим из К-концевой области представленной каталитическим Джозефин-доменом, нескольких тандемных убиквтин-связывающих повторов и С-концевой области, содержащей полиглутаминовый тракт. Структуры Джозефин-домена и убиквитин-связывающих мотивов были ранее определены с помощью методов рентгеноструктурного анализа (РСА) и ЯМР, в то же время, структура С-концевой области не была ранее определена. Более того, имеющаяся до настоящего момента точная структурная информация о полиГ последовательности ограничена лишь кристаллическими структурами первого экзона хантингтина (НА:) с 17 и 36 повторами глутамина, а также кристаллической структурой 10Г олигопептида в комплексе с анти-полиГ антителом. Однако, структура первого экзона хантингтина была определена с разрешением лишь 3.0 - 3.6 А и осложнена наличием множественных конформаций полиГ в кристалле, что затруднило определение положений боковых цепей аминокислотных остатков. Таким образом, важным направлением структурных исследований белков, содержащих полиГ последовательности, является определение кристаллической структуры полиГ.

Хантингтин (НА:), является, пожалуй, одним из наиболее детально охарактеризованных, со структурной точки зрения, белков, вовлеченных в процессы НДЗ. Мутации экспансии триплета в гене хантингтина приводят к развитию болезни Хантингтона (БХ). Структура полноразмерного хантингтина была определена метом криоэлектронной микроскопии, а структуры первого экзона - с помощью РСА. Ряд структурных и биофизических работ, объектом исследования которых служил первый экзон хантингтина, продемонстрировали, что полиглутамин и фланкирующие его последовательности оказывают реципрокное влияние друг на друга: фланкирующие домены модулируют

структуру полиГ тракта, его способность к агрегации и цитотоксичность. В частности, ранее было показано, что N-концевая последовательность, непосредственно предшествующая полиГ тракту (N17), является про-агрегационной. Согласно гипотезе, амфипатическая спираль N17 хантингтина гомоолигомеризуется, что, в свою очередь, приводит к сближению и увеличению локальной концентрации полиГ и последующей полиГ-опосредованной агрегации. В соответствии с этим, анти- и интратела, выработанные против N17, показали свою эффективность на клеточных и мышиных моделях болезни Хантингтона. Однако, терапевтическая ценность подобного подхода, вследствие большого молекулярного веса белковых антител, является спорной. Таким образом, поиск небольших химических соединений, направленных на блокирование №7-зависимого этапа агрегации, представляется перспективным подходом для будущей разработки веществ-прототипов лекарственных средств.

Рецептор сигма-1 человека (sigma-1 receptor, S1R) является трансмембранным белком эндоплазматического ретикулума, селективно связывающим широкий спектр соединений, известных, как сигма-лиганды. Ряд агонистов рецептора сигма-1 человека в настоящее время широко используется в клинической практике для лечения нейропсихиатрических расстройств. Доклинические и клинические испытания агонистов S1R показали эффективность фармакологической активации рецептора в ряде нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Хантингтона и болезнь Альцгеймера. Согласно доминирующей на настоящий момент гипотезе, S1R функционирует как регуляторный белок, являясь дополнительным аллостерическим модулятором широкого спектра ионных каналов и мембранных рецепторов. Рецептор сигма-1 представляется плюрипотентным модулятором, оказывая влияние на множество внутриклеточных процессов и, в целом, является анти-апоптотическим белком в условиях клеточного стресса. Таким образом, механизм функционирования S1R на молекулярном уровне остается неизвестным. Отдельную интересную область исследований представляет изучение взаимодействий S1R с липидами

биологических мембран. Несмотря на ранее описанные в литературе последовательности связывания S1R с отдельными типами липидов (холестерином и ганглиозидами), белок-липидные взаимодействия S1R и функциональные эффекты подобного рода взаимоотношений на настоящий момент не изучены на молекулярном уровне.

Цель и задачи исследования

Целью исследования являлось установление структурных характеристик, определяющих межмолекулярные взаимодействия белков, вовлеченных в процессы развития нейродегенеративных заболеваний: атаксина-3, хантингтина и рецептора сигма-1 человека. Соответствующие задачи исследования:

1. С помощью метода рентгеноструктурного анализа белков установить атомную кристаллическую структуру С-концевого полиглутамин-содержащего участка белка атаксин-3.

2. Путем синтеза пептоидной библиотеки соединений разработать и синтезировать вещества, специфически связывающиеся с N-концевой областью N17 хантингтина, а также оценить их антиагрегационные и нейропротекторные свойства.

3. С помощью биофизических и биохимических экспериментов исследовать белок-липидные взаимодействия сигма-1 рецептора, а также идентифицировать отвечающие за них структурные особенности белковой молекулы.

4. Определить функциональную значимость белок-липидных взаимодействий рецептора сигма-1 в клетках линии HEK293T и первичных культурах нейронов.

Основные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения:

1. Полиглутаминовый тракт белка атаксина-3 находится в двух конформационных состояниях: свободной петли и альфа-спирали. Альфа-спиральная конформация стабилизирована двумя протяженными сетями водородных связей: между атомами пептидной группы i и i+4 остатков и между карбокси- и аминогруппами боковых цепей остатков глутамина; при этом водородные связи между боковыми цепями ориентированы параллельно оси альфа-спирали.

2. Пептоидное соединение HNP1 специфически связывается с амино-концевой областью (N17) хантингтина. Пептоидное соединение HNP1 предотвращает амилоидогенную агрегацию хантингтина in vitro и является нейропротектором в модели болезни Хантингтона.

3. Рекомбинантный рецептор сигма-1 человека кластеризуется на поверхности холестерин-содержащих липосом.

4. Сверхэкспрессия рецептора S1R, локализующегося в митохондрий-ассоциированных мембранах, в клеточной линии HEK293T приводит к увеличению контактной длины между эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями. Замены аминокислотных остатков в холестерин-связывающей CARC-последовательности приводят к неправильному позиционированию рецептора в клетке. Функционально-активный рецептор необходим для поддержания синаптических контактов в модельных гиппокампальных культурах нейронов in vitro.

Научная новизна работы

Впервые установлена кристаллическая структура С-концевой области атаксина-3 и полиглутаминового тракта с наиболее высоким на данный момент

разрешением 2.2 А. Показано, что полиГ тракт атаксина-3 может существовать в двух конформациях: свободной петли и альфа-спирали., при этом, уникальной структурной особенностью альфа-конформации полиГ является наличие двух сетей водородных связей (между атомами полипептидного остова и между боковыми цепями аминокислотных остатков). Синтезирована библиотека пептоидных соединений и идентифицировано пептоитоидное соединение HNP1, специфически связывающееся с амино-концевой областью (N17) хантингтина. Продемонстрировано, что вещество HNP1 обладает анти-агрегационными свойствами in vitro, подавляя агрегацию белка слияния Htt-82Q-GFP в клетках линии HEK239T. Показано, что вещество обладает нейропротекторными свойствами в клеточной кортико-стриатальной модели болезни Хантингтона. Для рецептора сигма-1 человека показано, что он способен связываться с главными липидными компонентами рафтовых микродоменов: холестерином и сфингомиелинами. Рецептор сигма-1 человека был впервые реконструирован в модельные бислойные «гигантские» липосомы. Продемонстрировано, что встраивание рецептора в холестерин-содержащие бислои приводит к кластеризации рецептора и холестерина на мембране. Идентифицирован сайт узнавания холестерина в составе трансмембранного домена. Приведены экспериментальные доказательства того, что наличие стерол-связывающего мотива отвечает за правильное позиционирование S1R в митохондриально-ассоциированные области ЭР. Продемонстрировано увеличение контактной длины между ЭР и митохондриями при свехэкспрессии S1R человека в лини HEK293T. Показано, что функционально-активный рецептор сигма-1 необходим для поддержания синаптических контактов в гиппокампальных культурах in vitro.

Научно-практическое значение работы

Представленные данные имеют фундаментальное и практическое значение. Установленная структура полиГ тракта высокого разрешения представляет собой новые данные, объясняющие поведение и фолдинг гомополимерных последовательностей полиГ. Впервые показана эффективность применения

пептоидных молекул, связывающихся с аминоконцевой областью хантингтина, в качестве веществ-прототипов лекарственных средств на клеточной модели БХ. Соединение HNP1 может быть в дальнейшем использовано для разработки более высокоспецифичных производных. Рассмотренные белок-липидные взаимодействия рецептора сигма-1 имеют важное значение для понимания фундаментальных основ функционирования рецептора в клетке. Разработанная методика встраивания рецептора сигма-1 в бислойные мембраны может использоваться для изучения биофизических основ модуляции белков-партнеров рецептора сигма-1.

Полученные в настоящей работе результаты используются в курсах лекций кафедры «Медицинская физика» ИФНиТ СПбПУ: «Основы рентгеноструктурного анализа белков в нейробиологии», «Прикладные проблемы нейробиологии».

Методология и методы исследования

В экспериментальной части работы применялся широкий спектр современных и адекватных поставленным научным задачам методик. Для определения атомной структуры С-концевой области и полиГ тракта атаксина-3 использовался метод рентгеноструктурного анализа белков. Для этого белок был закристаллизован, получена рентгеновская дифракционная картина кристаллов, рассчитано распределение электронной плотности, на основании которой была построена и уточнена достоверная модель структуры атаксина-3. Для идентификации пептоидов, связывающихся с N-концевой областью хантингтина, была синтезирована пептоидная библиотека соединений. Для изучения белок-липидных взаимодействий рецептора сигма-1 человека был применен широкий спектр биофизических и биохимических методик, включающих, помимо прочего, выделение и очистку рекомбинантного рецептора, биохимическое фракционирование мембран, иммунофлуоресцентный анализ. Основным подходом в данной части работы были биофизические исследование белка,

реконструированного в модельные бислои различного состава. Все вышеописанные методики являются современными и адекватными подходами в области молекулярной и клеточной биологии, большинство из которых были впервые применены к объектам настоящего исследования.

Личный вклад автора

Основные результаты диссертационной работы получены лично автором с использованием экспериментальной базы Лаборатории Молекулярной нейродегенерации СПбПУ (Санкт-Петербург, Россия) и лаб. И.Б. Безпрозванного в Юго-Западном медицинском центре Университета Техаса (UTSW Medical Center, Даллас, СШA). Планирование экспериментов и обсуждение полученных результатов проводилось совместно с научными руководителями: д.б.н. И.Б. Безпрозванным и Dr. MeeWhi Kim. Aвтор принимал непосредственное участие в выполнении представленных в работе экспериментов, если не указано обратное: эксперименты на нейрональных культурах были выполнены асп. ЛМН НА. Красковской и сотрудником Юго-Западного Медицинского центра Dr. Daniel Ryskamp. Пептоидная библиотека была синтезирована сотрудником СПбГУ к.х.н. П.Р. Голубевым. Эксперименты по кристаллизации MBP-Atxn3-C проводились совместно с Dr. MeeWhi Kim. Сбор дифракционных данных осуществлялся при поддержке сотрудников лаборатории структурной биологии UTSW Medical Center и синхротрона Advanced Photon Source ^ргонн, СШA). Обработка данных, подготовка результатов к публикациям проводилась лично автором, тексты публикаций подготавливались совместно с соавторами.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих российских и международных конференциях: 18-й международной конференции, посвященной кальций-связывающим белкам и функции кальция в норме и при патологии (The lSth International Conference on Calcium Binding Proteins and Calcium Function in Health and Disease, 30 июня-4 июля 2013 г, г. Кируна,

Швеция), Всероссийской конференции «Системно-технические решения проблем визуализации в нейродегенерации» (23-25 октября 2013 г, г. Санкт-Петербург, Россия), XLII научно-практической конференции с международным участием «Неделя науки СПбГПУ» (2-7 декабря 2013 г, г. Санкт-Петербург, Россия), конференции «Кальций-2014: от фундаментальный основ до клиники» (Calcium 2014: From basics to bedside, 3-5 июля 2014 г, г. Стокгольм, Швеция), совместном семинаре Лаборатории молекулярной нейродегенерации и лаборатории А. Аперии (Aperia-Brismar-Bezprozvanny Lab Meeting, 3 июля 2014 г., Каролинский Институт, г. Стокгольм, Швеция), Международной научной конференции «Наука будущего» (Science of the Future, 17-20 сентября 2014 г, г. Санкт-Петербург, Россия), XVII Зимней молодежной школе ПИЯФ по биофизике и молекулярной биологии (29 февраля-5 марта 2015, п. Рощино, Россия), 12-й международной конференции, посвященной болезням Альцгеймера и Паркинсона (The 12th International Conference on Alzheimer's and Parkinson's Diseases, 18-22 марта 2015 г, г. Ницца, Франция), V съезде биофизиков России (4-10 октября 2015 г, Ростов-на-Дону, Россия), II Конференции молодых ученых и специалистов ПИЯФ «КМУС-2015» (11-13 ноября 2015, г. Гатчина, Россия), Форуме с международным участием «XLIV Неделя Науки СПбПУ» (30 ноября-5 декабря 2015 г, Санкт-Петербург, Россия), Гордоновской научной конференции «Нейробиология заболеваний мозга» (Gordon Research Conferences: Neurobiology of Brain Disorders, 7-12 августа 2016 г, г. Жирона, Испания), Форуме с международным участием «XLV Неделя Науки СПбПУ» (14-19 ноября 2016 г., г. Санкт-Петербург, Россия).

Основные результаты по теме диссертационной работы опубликованы двух научных статьях в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, а также в материалах научных конференций (16 тезисов).

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей методологическую часть и результаты

исследования, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы, включающего 276 источников. Работа изложена на 147 листах машинописного текста, включает 26 рисунков и 3 таблицы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 1.1. Структурно-функциональная характеристика атаксина-3

1.1.1 Полиглутаминовые заболевания и спинномозжечковая атаксия 3-го

типа

Болезнь Мачадо-Джозефа, или спиномозжечковая атаксия 3-го типа(СМА 3), представляет собой наследственное аутосомно-доминантное заболевание, которое генетически обусловлено экспансией триплета ОАО в кодирующей части гена ЛТХЫ3 [1]. К болезням экспансии триплета ОАО относят группу заболеваний, каждое из которых на молекулярном уровне обсловлено увеличением числа ОАО-повторов выше критической длины в генах соответствующих белков. На белковом уровне это проявляется в увеличении числа остатков глутамина в полипептидной цепи. В настоящее время известны девять заболеваний: болезнь Хантингтона (белок хантингтин - НА:), спинобульбарная мышечная атрофия (андрогеновый рецептор - АЯ), денторубропаллидольюисова атрофия (атрофин-1 - А1:п1), спиномозжечковая атаксия (СМА) 1-го типа (атаксин-1 - А:хп1), СМА 2 (атаксин-2 - А1хп2), СМА 3 (атаксин-3 - А1хп3), СМА 6 (субъединица а1А потенциал-зависимого кальциевого канала - ОаспА1А), СМА 7 (атаксин-7 - А1хп7), СМА 17 (ТАТА-бокс-связывающий белок - ТВР) [2-4]. Для каждого из белков существует критическая длина полиглутаминового тракта (полиГ), свыше которой проявляются симптомы заболевания [5].

Все заболевания экспансии триплета наследуются по аутосомно-доминантному типу и на белковом уровне проявляются, преимущественно, в виде накопления фрагментов полиглутамин-содержащих белков. В нейронах накопление полиглутамин-содержащих агрегатов приводит клеточной гибели и развитию симптомов соответствующего заболевания.

Спиномозжечковая атаксия 3-го типа является наиболее часто встречаемой из доминантно-наследуемых атаксий и вторым по частоте встречаемости заболеванием после болезни Хантингтона.

- 17 -

1.1.2 Структура и функция атаксина-3

Атаксин-3 представляет собой консервативный мультидоменный белок молекулярной массой в 42 кДа и относится к семейству деубиквитиназ [1, 6]. Атаксин-3 содержит следующие фрагменты: К-концевой джозефин-домен ГО (1198 а.к.о.), промежуточный линкер, содержащий убиквитин-связывающие мотивы Ц1М1 и Ц1М2 (223-263 а.к.о.), а также С-концевой участок, содержащий полиглутаминовую последовательность (начиная с 292 а.к.о.) и дополнительный убиквитин-связывающий мотив ШМЗ (рис. 1) [1, 6]. Структуры джозефин-домена (ГО) были определены методами кристаллографии и ЯМР [7-10]. Структура и1М1-Ц1М2 участка была определена методом ЯМР [11]. Структура полиГ тракта атаксина-3 не определена с атомным разрешением на настоящий момент, но методом ЯМР было показано, что, по большей части, С-концевой фрагмент разупорядочен [12]. Джозефин-домен является каталитическим доменом и представляет собой структуру, подобную цистеиновым протеазам и имеет две центральные поверхности, связывающие убиквитин [7-10]. ШМ- домены представляют собой высококонсервативные короткие альфа-спиральные последовательности, связывающие, в случае атаксина-3, полиубиквитин, но не моно- или диубиквитин [11]. Полиглутаминовый тракт является вариабельным по длине: 10-40 а.к.о (медианная длина - 14 а.к.о.) у нормальных индивидуумов и свыше 55 а.к.о (55-84 а.к.о.) у больных СМА 3. ПолиГ тракт атаксина-3 представляет собой почти целиком гомополимерную последовательность, прерванную одним остатком лизина: РРК(Р)п [13].

Рис. 1. Доменная структура атаксина-3 и последовательность МБР-А1хп3-С, использованная для кристаллизации. А.к. последовательность МБР показана серым, К-концевая фланкирующая последовательность - зеленым, полиГ тракт - оранжевым, С-концевая фланкирующая последовательность - синим, С-концевая последовательность, добавленная для кристаллизации - желтым цветами.

Считается, что физиологическая роль атаксина-3 заключается в контроле убиквитин-опосредованной протеасомной деградации белков [1]. За счет деубиквитинирующей активности атаксин-3 способен ремоделировать длинные (длиной более четырех убиквтинов, преимущественно К63-связанные) полиубиквитиновые цепи [14]. Экспрессия мутантного каталитически-неактивного атаксина-3 приводила к накоплению убиквитинированных белков в клетке, в то время как сверхэкспрессия в модели полиглутаминовой токсичности показала нейропротекторный эффект [15, 16]. Одной из внутриклеточных мишеней является сам белок атаксин-3. Участки UIM1/UIM2 участвуют в связывании убиквитина для нормального позиционирования субстрата по отношению к каталитическому сайту атаксина-3 для его последующего отщепления. В протеомных исследованиях партнеров атаксина-3 было определено большое количество разнообразных белков, что указывает на вовлеченность атаксина 3 в большое количество физиологических процессов [1719]. Было показано, что атаксин-3 непосредственно взаимодействует (через последовательность 277-291 а.к.о., фланкирующую полиГ) с челночным белком VCP/p97, регулируя доставку полиубиквитинилированных белков на протеасомную деградацию [20]. Среди других внутриклеточных партнеров следует упоминуть Е3-убиквитин лигазы, многие из которых сами подвергаются убиквитинилированию [1, 15, 21]. Атаксин-3, формируя мультисубъединичные комплексы с Е3-субстратными комплексами, регулирует как их активность, так и редактирует убиквитиновые цепи белков-субстратов [1, 15, 21, 22].

1.1.3 Участие атаксина-3 в развитии СМА 3

В настоящее время не существует единого мнения о том, каким образом удлиненные полиглутаминовые последовательности обуславливают возниктовение того или иного патологического процесса. Известно, что мутантные полиГ-удлиненные белки образуют амилоидоподобные внутриклеточные и ядерные агрегаты [23-27]. Более того, рекомбинантные полиГ-удлиненные белки и изолированные последовательности полиглутамина способны формировать фибриллы в экспериментах in vitro.

Помимо гомоолигомеризации, простые аминокислотные повторы могут опосредовать белок-белковые взаимодействия. Так, было показано, что полиГ стабилизирует формирование суперспиральных структур [28, 29]. Таким образом, полиглутаминовые последовательности опосредуют как нормальные межмолекулярные белок-белковые взаимодействия, так и патологическую гомоолигомеризацию белков.

Как и в случае других полиглутаминовых заболеваний, мутантный атаксин-3 формирует внутриклеточные (преимущественно, ядерные) включения [30]. Кроме того, мутации оказывают влияние на стабильность белка. Так, было показано, что немутантный атаксин-3 также формирует амилоидоподобные структуры [31]. На этом этапе агрегации вовлечен Джозефин-домен, агрегация за счет которого приводит к образованию небольших протофибрилл, в то время как второй этап агрегации является полиГ-опосредованным и приводит к необратимому образованию SDS-нерастворимых агрегатов [32, 33]. Второй этап агрегации наблюается только для полиГ-удлиненных белков и заключается в конформационном переходе а^Р в области полиглутаминового тракта [33]. Подобные двухстадийные агрегационные механизмы ранее были предложены для хантингтина, атаксина-1 и андрогенового рецептора [34-38]. Нормальный и мутантный атаксин-3 может подвергаться протеолитическому расщеплению, что, в случае мутантной формы, ускоряет его агрегацию [39]. Кроме того, мутантный атаксин-3 формирует абберантные белок-белковые взаимодействия (в частности, с инозитол-1,4,5-трифосфатными рецептором, а также ионными каналами плазматической мембраны клетки) или сильнее связывается со своими белками-партнерами (VCP/p97, CHIP, parkin) и ДНК [15, 19-21, 40-44].

Таким образом, токсичность мутантного атаксина обусловлена различными механизмами: образованием мономерных форм, характеризующихся аббератнтными взаимодействиями с внутриклеточными партнерами атаксина-3; формированием нерастворимых цитотоксичных ядерных включений и соответствующей утратой нормальной функции белка; нарушениями в системе

белковой деградации вследствие накопления белковых включений; транскрипционными нарушениями.

1.1.4 Структура и функция полиглутаминовых последовательностей Поскольку токсичность полиГ-содержащих белков связана приобретением

ими новой функции вследствие конформационных изменений, происходящих при удлинении полиглутаминового тракта, то возникает необходимость в детальном изучении структуры подобных белков. Однако рентгеноструктурные исследования осложнены склонностью полиГ-содержащих белков к агрегации. Поэтому структурные исследования, прежде всего, включали в себя изучение изолированной полиглутаминовой последовательности этого белка и фланкирующих ее последовательностей такими физическими методами, как круговой дихроизм [45, 46], ЯМР [12, 47, 48], а также вычислительными методами, например, методами молекулярной динамики [49-52]. Структура полиглутаминового тракта в линейной конформации была определена в комплексе с антителом, выработанным против полиглутаминового участка [53]. Единственными кристаллическими структурами полиГ области в нативном белковом контексте являются установленные в нашей лаборатории структуры первого экзона хантингтина с 17 и 36 остатками глутамина [54, 55]. Дифракционные качества кристаллов были ограничены и дифракционные данные были собраны до 3.6 А и 3.0 А, соответственно, а установление и уточнение структуры было дополнительно осложнено наличием множественных конформаций полиГ в кристалле. Как было показано в данных работах, полиГ тракт хантингтина может существовать в двух конформациях: случайной петли и альфа-спирали. С учетом вышесказанного, интересной, хотя и объективно трудоемкой задачей, остается установление кристаллической структуры полиГ с более высоким разрешением.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жемков Владимир Андреевич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

[1] Costa Mdo C., Paulson H. L. Toward understanding Machado-Joseph disease // Prog Neurobiol. -- 2012. -- May. -- T. 97, № 2. -- C. 239-57.

[2] Zoghbi H. Y., Orr H. T. Glutamine repeats and neurodegeneration // Annu Rev Neurosci. -- 2000. -- T. 23. -- C. 217-47.

[3] Ross C. A. Polyglutamine pathogenesis: emergence of unifying mechanisms for Huntington's disease and related disorders // Neuron. -- 2002. -- Aug 29. -- T. 35, № 5. -

- C. 819-22.

[4] La Spada A. R., Taylor J. P. Repeat expansion disease: progress and puzzles in disease pathogenesis // Nat Rev Genet. -- 2010. -- Apr. -- T. 11, № 4. -- C. 247-58.

[5] Kim M. Pathogenic polyglutamine expansion length correlates with polarity of the flanking sequences // Mol Neurodegener. -- 2014. -- Nov 6. -- T. 9. -- C. 45.

[6] Almeida B., Fernandes S., Abreu I. A., Macedo-Ribeiro S. Trinucleotide repeats: a structural perspective // Front Neurol. -- 2013. -- T. 4. -- C. 76.

[7] Nicastro G., Menon R. P., Masino L., Knowles P. P., McDonald N. Q., Pastore A. The solution structure of the Josephin domain of ataxin-3: structural determinants for molecular recognition // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2005. -- Jul 26. -- T. 102, № 30. --C. 10493-8.

[8] Mao Y., Senic-Matuglia F., Di Fiore P. P., Polo S., Hodsdon M. E., De Camilli P. Deubiquitinating function of ataxin-3: insights from the solution structure of the Josephin domain // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2005. -- Sep 6. -- T. 102, № 36. -- C. 12700-5.

[9] Satoh T., Sumiyoshi A., Yagi-Utsumi M., Sakata E., Sasakawa H., Kurimoto E., Yamaguchi Y., Li W., Joazeiro C. A., Hirokawa T., Kato K. Mode of substrate recognition by the Josephin domain of ataxin-3, which has an endo-type deubiquitinase activity // FEBS Lett. -- 2014. -- Nov 28. -- T. 588, № 23. -- C. 4422-30.

[10] Weeks S. D., Grasty K. C., Hernandez-Cuebas L., Loll P. J. Crystal structure of a Josephin-ubiquitin complex: evolutionary restraints on ataxin-3 deubiquitinating activity // J Biol Chem. -- 2011. -- Feb 11. -- T. 286, № 6. -- C. 4555-65.

[11] Song A. X., Zhou C. J., Peng Y., Gao X. C., Zhou Z. R., Fu Q. S., Hong J., Lin D. H., Hu H. Y. Structural transformation of the tandem ubiquitin-interacting motifs in ataxin-3 and their cooperative interactions with ubiquitin chains // PLoS One. -- 2010. -Oct 7. -- T. 5, № 10. -- C. e13202.

[12] Masino L., Kelly G., Leonard K., Trottier Y., Pastore A. Solution structure of polyglutamine tracts in GST-polyglutamine fusion proteins // FEBS Lett. -- 2002. -- Feb 27. -- T. 513, № 2-3. -- C. 267-72.

[13] Kawaguchi Y., Okamoto T., Taniwaki M., Aizawa M., Inoue M., Katayama S., Kawakami H., Nakamura S., Nishimura M., Akiguchi I., et al. CAG expansions in a novel gene for Machado-Joseph disease at chromosome 14q32.1 // Nat Genet. -- 1994. -

- Nov. -- T. 8, № 3. -- C. 221-8.

[14] Nicastro G., Todi S. V., Karaca E., Bonvin A. M., Paulson H. L., Pastore A. Understanding the role of the Josephin domain in the PolyUb binding and cleavage properties of ataxin-3 // PLoS One. -- 2010. -- Aug 26. -- T. 5, № 8. -- C. e12430.

[15] Scaglione K. M., Zavodszky E., Todi S. V., Patury S., Xu P., Rodriguez-Lebron E., Fischer S., Konen J., Djarmati A., Peng J., Gestwicki J. E., Paulson H. L. Ube2w and ataxin-3 coordinately regulate the ubiquitin ligase CHIP // Mol Cell. -- 2011. -- Aug 19. -- T. 43, № 4. -- C. 599-612.

[16] Warrick J. M., Morabito L. M., Bilen J., Gordesky-Gold B., Faust L. Z., Paulson H. L., Bonini N. M. Ataxin-3 suppresses polyglutamine neurodegeneration in Drosophila by a ubiquitin-associated mechanism // Mol Cell. -- 2005. -- Apr 1. -- T. 18, № 1. -- C. 37-48.

[17] Sowa M. E., Bennett E. J., Gygi S. P., Harper J. W. Defining the human deubiquitinating enzyme interaction landscape // Cell. -- 2009. -- Jul 23. -- T. 138, № 2. -- C. 389-403.

[18] Mazzucchelli S., De Palma A., Riva M., D'Urzo A., Pozzi C., Pastori V., Comelli F., Fusi P., Vanoni M., Tortora P., Mauri P., Regonesi M. E. Proteomic and biochemical analyses unveil tight interaction of ataxin-3 with tubulin // Int J Biochem Cell Biol. -2009. -- Dec. -- T. 41, № 12. -- C. 2485-92.

[19] Kristensen L. V., Oppermann F. S., Rauen M. J., Fog K., Schmidt T., Schmidt J., Harmuth T., Hartmann-Petersen R., Thirstrup K. Mass spectrometry analyses of normal and polyglutamine expanded ataxin-3 reveal novel interaction partners involved in mitochondrial function // Neurochem Int. -- 2018. -- Jan. -- T. 112. -- C. 5-17.

[20] Boeddrich A., Gaumer S., Haacke A., Tzvetkov N., Albrecht M., Evert B. O., Muller E. C., Lurz R., Breuer P., Schugardt N., Plassmann S., Xu K., Warrick J. M., Suopanki J., Wullner U., Frank R., Hartl U. F., Bonini N. M., Wanker E. E. An arginine/lysine-rich motif is crucial for VCP/p97-mediated modulation of ataxin-3 fibrillogenesis // EMBO J. -- 2006. -- Apr 5. -- T. 25, № 7. -- C. 1547-58.

[21] Durcan T. M., Kontogiannea M., Thorarinsdottir T., Fallon L., Williams A. J., Djarmati A., Fantaneanu T., Paulson H. L., Fon E. A. The Machado-Joseph disease-associated mutant form of ataxin-3 regulates parkin ubiquitination and stability // Hum Mol Genet. -- 2011. -- Jan 1. -- T. 20, № 1. -- C. 141-54.

[22] Kuhlbrodt K., Janiesch P. C., Kevei E., Segref A., Barikbin R., Hoppe T. The Machado-Joseph disease deubiquitylase ATX-3 couples longevity and proteostasis // Nat Cell Biol. -- 2011. -- Mar. -- T. 13, № 3. -- C. 273-81.

[23] Michalik A., Van Broeckhoven C. Pathogenesis of polyglutamine disorders: aggregation revisited // Hum Mol Genet. -- 2003. -- Oct 15. -- T. 12 Spec No 2. -- C. R173-86.

[24] Seidel K., Siswanto S., Fredrich M., Bouzrou M., Brunt E. R., van Leeuwen F. W., Kampinga H. H., Korf H. W., Rub U., den Dunnen W. F. Polyglutamine aggregation in Huntington's disease and spinocerebellar ataxia type 3: similar mechanisms in aggregate formation // Neuropathol Appl Neurobiol. -- 2016. -- Feb. -- T. 42, № 2. -- C. 153-66.

[25] Hoffner G., Djian P. Polyglutamine Aggregation in Huntington Disease: Does Structure Determine Toxicity? // Mol Neurobiol. -- 2015. -- Dec. -- T. 52, № 3. -- C. 1297-1314.

[26] Hoffner G., Djian P. Monomeric, oligomeric and polymeric proteins in huntington disease and other diseases of polyglutamine expansion // Brain Sci. -- 2014. -- Mar 3. -T. 4, № 1. -- C. 91-122.

[27] Iuchi S., Hoffner G., Verbeke P., Djian P., Green H. Oligomeric and polymeric aggregates formed by proteins containing expanded polyglutamine // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2003. -- Mar 4. -- T. 100, № 5. -- C. 2409-14.

[28] Pelassa I., Fiumara F. Differential Occurrence of Interactions and Interaction Domains in Proteins Containing Homopolymeric Amino Acid Repeats // Front Genet. -2015. -- T. 6. -- C. 345.

[29] Pelassa I., Cora D., Cesano F., Monje F. J., Montarolo P. G., Fiumara F. Association of polyalanine and polyglutamine coiled coils mediates expansion disease-related protein aggregation and dysfunction // Hum Mol Genet. -- 2014. -- Jul 1. -- T. 23, № 13. -- C. 3402-20.

[30] Perez M. K., Paulson H. L., Pendse S. J., Saionz S. J., Bonini N. M., Pittman R. N. Recruitment and the role of nuclear localization in polyglutamine-mediated aggregation // J Cell Biol. -- 1998. -- Dec 14. -- T. 143, № 6. -- C. 1457-70.

[31] Masino L., Nicastro G., De Simone A., Calder L., Molloy J., Pastore A. The Josephin domain determines the morphological and mechanical properties of ataxin-3 fibrils // Biophys J. -- 2011. -- Apr 20. -- T. 100, № 8. -- C. 2033-42.

[32] Ellisdon A. M., Thomas B., Bottomley S. P. The two-stage pathway of ataxin-3 fibrillogenesis involves a polyglutamine-independent step // J Biol Chem. -- 2006. --Jun 23. -- T. 281, № 25. -- C. 16888-96.

[33] Scarff C. A., Almeida B., Fraga J., Macedo-Ribeiro S., Radford S. E., Ashcroft A. E. Examination of Ataxin-3 (atx-3) Aggregation by Structural Mass Spectrometry Techniques: A Rationale for Expedited Aggregation upon Polyglutamine (polyQ) Expansion // Mol Cell Proteomics. -- 2015. -- May. -- T. 14, № 5. -- C. 1241-53.

[34] Monsellier E., Redeker V., Ruiz-Arlandis G., Bousset L., Melki R. Molecular interaction between the chaperone Hsc70 and the N-terminal flank of huntingtin exon 1 modulates aggregation // J Biol Chem. -- 2015. -- Jan 30. -- T. 290, № 5. -- C. 2560-76.

[35] de Chiara C., Menon R. P., Dal Piaz F., Calder L., Pastore A. Polyglutamine is not all: the functional role of the AXH domain in the ataxin-1 protein // J Mol Biol. -- 2005. -- Dec 9. -- T. 354, № 4. -- C. 883-93.

[36] de Chiara C., Rees M., Menon R. P., Pauwels K., Lawrence C., Konarev P. V., Svergun D. I., Martin S. R., Chen Y. W., Pastore A. Self-assembly and conformational heterogeneity of the AXH domain of ataxin-1: an unusual example of a chameleon fold // Biophys J. -- 2013. -- Mar 19. -- T. 104, № 6. -- C. 1304-13.

[37] Asencio-Hernandez J., Ruhlmann C., McEwen A., Eberling P., Nomine Y., Ceraline J., Starck J. P., Delsuc M. A. Reversible amyloid fiber formation in the N terminus of androgen receptor // Chembiochem. -- 2014. -- Nov 3. -- T. 15, № 16. -- C. 2370-3.

[38] Oppong E., Stier G., Gaal M., Seeger R., Stoeck M., Delsuc M. A., Cato A. C. B., Kieffer B. An Amyloidogenic Sequence at the N-Terminus of the Androgen Receptor Impacts Polyglutamine Aggregation // Biomolecules. -- 2017. -- Jun 19. -- T. 7, № 2.

[39] Berke S. J., Schmied F. A., Brunt E. R., Ellerby L. M., Paulson H. L. Caspase-mediated proteolysis of the polyglutamine disease protein ataxin-3 // J Neurochem. -2004. -- May. -- T. 89, № 4. -- C. 908-18.

[40] Bushart D. D., Shakkottai V. G. Ion channel dysfunction in cerebellar ataxia // Neurosci Lett. -- 2018. -- Feb 5.

[41] Chen X., Tang T. S., Tu H., Nelson O., Pook M., Hammer R., Nukina N., Bezprozvanny I. Deranged calcium signaling and neurodegeneration in spinocerebellar ataxia type 3 // J Neurosci. -- 2008. -- Nov 26. -- T. 28, № 48. -- C. 12713-24.

[42] Chou A. H., Yeh T. H., Ouyang P., Chen Y. L., Chen S. Y., Wang H. L. Polyglutamine-expanded ataxin-3 causes cerebellar dysfunction of SCA3 transgenic mice by inducing transcriptional dysregulation // Neurobiol Dis. -- 2008. -- Jul. -- T. 31, № 1. -- C. 89-101.

[43] Matsumoto M., Yada M., Hatakeyama S., Ishimoto H., Tanimura T., Tsuji S., Kakizuka A., Kitagawa M., Nakayama K. I. Molecular clearance of ataxin-3 is regulated by a mammalian E4 // EMBO J. -- 2004. -- Feb 11. -- T. 23, № 3. -- C. 65969.

[44] Evert B. O., Araujo J., Vieira-Saecker A. M., de Vos R. A., Harendza S., Klockgether T., Wullner U. Ataxin-3 represses transcription via chromatin binding, interaction with histone deacetylase 3, and histone deacetylation // J Neurosci. -- 2006. -- Nov 1. -- T. 26, № 44. -- C. 11474-86.

[45] Bugg C. W., Isas J. M., Fischer T., Patterson P. H., Langen R. Structural features and domain organization of huntingtin fibrils // J Biol Chem. -- 2012. -- Sep 14. -- T. 287, № 38. -- C. 31739-46.

[46] Fodale V., Kegulian N. C., Verani M., Cariulo C., Azzollini L., Petricca L., Daldin M., Boggio R., Padova A., Kuhn R., Pacifici R., Macdonald D., Schoenfeld R. C., Park H., Isas J. M., Langen R., Weiss A., Caricasole A. Polyglutamine- and temperature-dependent conformational rigidity in mutant huntingtin revealed by immunoassays and circular dichroism spectroscopy // PLoS One. -- 2014. -- T. 9, № 12. -- C. e112262.

[47] Michalek M., Salnikov E. S., Bechinger B. Structure and topology of the huntingtin 1-17 membrane anchor by a combined solution and solid-state NMR approach // Biophys J. -- 2013. -- Aug 6. -- T. 105, № 3. -- C. 699-710.

[48] Michalek M., Salnikov E. S., Werten S., Bechinger B. Membrane interactions of the amphipathic amino terminus of huntingtin // Biochemistry. -- 2013. -- Feb 5. -- T. 52, № 5. -- C. 847-58.

[49] Dlugosz M., Trylska J. Secondary structures of native and pathogenic huntingtin N-terminal fragments // J Phys Chem B. -- 2011. -- Oct 13. -- T. 115, № 40. -- C. 11597-608.

[50] Zhou Z. L., Zhao J. H., Liu H. L., Wu J. W., Liu K. T., Chuang C. K., Tsai W. B., Ho Y. The possible structural models for polyglutamine aggregation: a molecular dynamics simulations study // J Biomol Struct Dyn. -- 2011. -- Apr. -- T. 28, № 5. -- C. 743-58.

[51] Ogawa H., Nakano M., Watanabe H., Starikov E. B., Rothstein S. M., Tanaka S. Molecular dynamics simulation study on the structural stabilities of polyglutamine peptides // Comput Biol Chem. -- 2008. -- Apr. -- T. 32, № 2. -- C. 102-10.

[52] Gomez-Sicilia A., Sikora M., Cieplak M., Carrion-Vazquez M. An Exploration of the Universe of Polyglutamine Structures // PLoS Comput Biol. -- 2015. -- Oct. -- T. 11, № 10. -- C. e1004541.

[53] Li P., Huey-Tubman K. E., Gao T., Li X., West A. P., Jr., Bennett M. J., Bjorkman P. J. The structure of a polyQ-anti-polyQ complex reveals binding according to a linear lattice model // Nat Struct Mol Biol. -- 2007. -- May. -- T. 14, № 5. -- C. 381-7.

[54] Kim M. Beta conformation of polyglutamine track revealed by a crystal structure of Huntingtin N-terminal region with insertion of three histidine residues // Prion. -2013. -- May-Jun. -- T. 7, № 3. -- C. 221-8.

[55] Kim M. W., Chelliah Y., Kim S. W., Otwinowski Z., Bezprozvanny I. Secondary structure of Huntingtin amino-terminal region // Structure. -- 2009. -- Sep 09. -- T. 17, № 9. -- C. 1205-12.

[56] Berman H. M., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G., Bhat T. N., Weissig H., Shindyalov I. N., Bourne P. E. The Protein Data Bank // Nucleic Acids Res. -- 2000. -Jan 1. -- T. 28, № 1. -- C. 235-42.

[57] Shi Y. A glimpse of structural biology through X-ray crystallography // Cell. -2014. -- Nov 20. -- T. 159, № 5. -- C. 995-1014.

[58] MacDonald M. E., Ambrose C. M., Duyao M. P., Myers R. H., Lin C., Srinidhi L., Barnes G., Taylor S. A., James M., Groot N., MacFarlane H., Jenkins B., Anderson M. A., Wexler N. S., Gusella J. F., Bates G. P., Baxendale S., Hummerich H., Kirby S., North M., Youngman S., Mott R., Zehetner G., Sedlacek Z., Poustka A., Frischauf A.M., Lehrach H., Buckler A. J., Church D., Doucette-Stamm L., O'Donovan M. C., Riba-Ramirez L., Shah M., Stanton V. P., Strobel S. A., Draths K. M., Wales J. L., Dervan P., Housman D. E., Altherr M., Shiang R., Thompson L., Fielder T., Wasmuth J. J., Tagle D., Valdes J., Elmer L., Allard M., Castilla L., Swaroop M., Blanchard K., Collins F. S., Snell R., Holloway T., Gillespie K., Datson N., Shaw D., Harper P. S. A novel gene containing a trinucleotide repeat that is expanded and unstable on Huntington's disease chromosomes // Cell -- T. 72, № 6. -- C. 971-983.

[59] Harper P. S. The epidemiology of Huntington's disease // Hum Genet. -- 1992. --Jun. -- T. 89, № 4. -- C. 365-76.

[60] Vonsattel J. P., Myers R. H., Stevens T. J., Ferrante R. J., Bird E. D., Richardson E. P., Jr. Neuropathological classification of Huntington's disease // J Neuropathol Exp Neurol. -- 1985. -- Nov. -- T. 44, № 6. -- C. 559-77.

[61] Myers R. H., Sax D. S., Schoenfeld M., Bird E. D., Wolf P. A., Vonsattel J. P., White R. F., Martin J. B. Late onset of Huntington's disease // J Neurol Neurosurg Psychiatry. -- 1985. -- Jun. -- T. 48, № 6. -- C. 530-4.

[62] Andrew S. E., Goldberg Y. P., Kremer B., Telenius H., Theilmann J., Adam S., Starr E., Squitieri F., Lin B., Kalchman M. A., et al. The relationship between trinucleotide (CAG) repeat length and clinical features of Huntington's disease // Nat Genet. -- 1993. -- Aug. -- T. 4, № 4. -- C. 398-403.

[63] Shirasaki D. I., Greiner E. R., Al-Ramahi I., Gray M., Boontheung P., Geschwind D. H., Botas J., Coppola G., Horvath S., Loo J. A., Yang X. W. Network organization of the huntingtin proteomic interactome in mammalian brain // Neuron. -- 2012. -- Jul 12. -- T. 75, № 1. -- C. 41-57.

[64] DiFiglia M., Sapp E., Chase K., Schwarz C., Meloni A., Young C., Martin E., Vonsattel J. P., Carraway R., Reeves S. A., et al. Huntingtin is a cytoplasmic protein associated with vesicles in human and rat brain neurons // Neuron. -- 1995. -- May. -- T. 14, № 5. -- C. 1075-81.

[65] De Rooij K. E., Dorsman J. C., Smoor M. A., Den Dunnen J. T., Van Ommen G. J. Subcellular localization of the Huntington's disease gene product in cell lines by

immunofluorescence and biochemical subcellular fractionation // Hum Mol Genet. -1996. -- Aug. -- T. 5, № 8. -- C. 1093-9.

[66] Atwal R. S., Xia J., Pinchev D., Taylor J., Epand R. M., Truant R. Huntingtin has a membrane association signal that can modulate huntingtin aggregation, nuclear entry and toxicity // Hum Mol Genet. -- 2007. -- Nov 1. -- T. 16, № 21. -- C. 2600-15.

[67] Rockabrand E., Slepko N., Pantalone A., Nukala V. N., Kazantsev A., Marsh J. L., Sullivan P. G., Steffan J. S., Sensi S. L., Thompson L. M. The first 17 amino acids of Huntingtin modulate its sub-cellular localization, aggregation and effects on calcium homeostasis // Hum Mol Genet. -- 2007. -- Jan 1. -- T. 16, № 1. -- C. 61-77.

[68] Omi K., Hachiya N. S., Tokunaga K., Kaneko K. siRNA-mediated inhibition of endogenous Huntington disease gene expression induces an aberrant configuration of the ER network in vitro // Biochem Biophys Res Commun. -- 2005. -- Dec 16. -- T. 338, № 2. -- C. 1229-35.

[69] Hilditch-Maguire P., Trettel F., Passani L. A., Auerbach A., Persichetti F., MacDonald M. E. Huntingtin: an iron-regulated protein essential for normal nuclear and perinuclear organelles // Hum Mol Genet. -- 2000. -- Nov 22. -- T. 9, № 19. -- C. 278997.

[70] Gauthier L. R., Charrin B. C., Borrell-Pages M., Dompierre J. P., Rangone H., Cordelieres F. P., De Mey J., MacDonald M. E., Lessmann V., Humbert S., Saudou F. Huntingtin controls neurotrophic support and survival of neurons by enhancing BDNF vesicular transport along microtubules // Cell. -- 2004. -- Jul 9. -- T. 118, № 1. -- C. 127-38.

[71] Gunawardena S., Her L. S., Brusch R. G., Laymon R. A., Niesman I. R., Gordesky-Gold B., Sintasath L., Bonini N. M., Goldstein L. S. Disruption of axonal transport by loss of huntingtin or expression of pathogenic polyQ proteins in Drosophila // Neuron. -- 2003. -- Sep 25. -- T. 40, № 1. -- C. 25-40.

[72] Pal A., Severin F., Lommer B., Shevchenko A., Zerial M. Huntingtin-HAP40 complex is a novel Rab5 effector that regulates early endosome motility and is up-regulated in Huntington's disease // J Cell Biol. -- 2006. -- Feb 13. -- T. 172, № 4. -- C. 605-18.

[73] Tang T. S., Tu H., Chan E. Y., Maximov A., Wang Z., Wellington C. L., Hayden M. R., Bezprozvanny I. Huntingtin and huntingtin-associated protein 1 influence neuronal calcium signaling mediated by inositol-(1,4,5) triphosphate receptor type 1 // Neuron. -- 2003. -- Jul 17. -- T. 39, № 2. -- C. 227-39.

[74] Tang T. S., Slow E., Lupu V., Stavrovskaya I. G., Sugimori M., Llinas R., Kristal B. S., Hayden M. R., Bezprozvanny I. Disturbed Ca2+ signaling and apoptosis of medium spiny neurons in Huntington's disease // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2005. -Feb 15. -- T. 102, № 7. -- C. 2602-7.

[75] Bezprozvanny I., Hayden M. R. Deranged neuronal calcium signaling and Huntington disease // Biochem Biophys Res Commun. -- 2004. -- Oct 1. -- T. 322, № 4. -- C. 1310-7.

[76] Milakovic T., Johnson G. V. Mitochondrial respiration and ATP production are significantly impaired in striatal cells expressing mutant huntingtin // J Biol Chem. -2005. -- Sep 2. -- T. 280, № 35. -- C. 30773-82.

[77] Panov A. V., Gutekunst C. A., Leavitt B. R., Hayden M. R., Burke J. R., Strittmatter W. J., Greenamyre J. T. Early mitochondrial calcium defects in Huntington's disease are a direct effect of polyglutamines // Nat Neurosci. -- 2002. -Aug. -- T. 5, № 8. -- C. 731-6.

[78] Cha J. H. Transcriptional dysregulation in Huntington's disease // Trends Neurosci. -- 2000. -- Sep. -- T. 23, № 9. -- C. 387-92.

[79] Chan E. Y., Luthi-Carter R., Strand A., Solano S. M., Hanson S. A., DeJohn M. M., Kooperberg C., Chase K. O., DiFiglia M., Young A. B., Leavitt B. R., Cha J. H., Aronin N., Hayden M. R., Olson J. M. Increased huntingtin protein length reduces the number of polyglutamine-induced gene expression changes in mouse models of Huntington's disease // Hum Mol Genet. -- 2002. -- Aug 15. -- T. 11, № 17. -- C. 193951.

[80] Dunah A. W., Jeong H., Griffin A., Kim Y. M., Standaert D. G., Hersch S. M., Mouradian M. M., Young A. B., Tanese N., Krainc D. Sp1 and TAFII130 transcriptional activity disrupted in early Huntington's disease // Science. -- 2002. -- Jun 21. -- T. 296, № 5576. -- C. 2238-43.

[81] Gusella J. F., MacDonald M. E. Huntington's disease and repeating trinucleotides // N Engl J Med. -- 1994. -- May 19. -- T. 330, № 20. -- C. 1450-1.

[82] Tobin A. J., Signer E. R. Huntington's disease: the challenge for cell biologists // Trends Cell Biol. -- 2000. -- Dec. -- T. 10, № 12. -- C. 531-6.

[83] Rubinsztein D. C. Lessons from animal models of Huntington's disease // Trends Genet. -- 2002. -- Apr. -- T. 18, № 4. -- C. 202-9.

[84] Ross C. A. Polyglutamine pathogenesis: Emergence of unifying mechanisms for Huntington's disease and related disorders // Neuron. -- 2002. -- Aug 29. -- T. 35, № 5. -- C. 819-822.

[85] Li S. H., Li X. J. Huntingtin-protein interactions and the pathogenesis of Huntington's disease // Trends Genet. -- 2004. -- Mar. -- T. 20, № 3. -- C. 146-54.

[86] Bezprozvanny I. Calcium signaling and neurodegenerative diseases // Trends Mol Med. -- 2009. -- Mar. -- T. 15, № 3. -- C. 89-100.

[87] Cha J. H. Transcriptional signatures in Huntington's disease // Prog Neurobiol. -2007. -- Nov. -- T. 83, № 4. -- C. 228-48.

[88] Silva A., de Almeida A. V., Macedo-Ribeiro S. Polyglutamine expansion diseases: More than simple repeats // J Struct Biol. -- 2018. -- Feb. -- T. 201, № 2. -- C. 139-154.

[89] Mangiarini L., Sathasivam K., Seller M., Cozens B., Harper A., Hetherington C., Lawton M., Trottier Y., Lehrach H., Davies S. W., Bates G. P. Exon 1 of the HD gene with an expanded CAG repeat is sufficient to cause a progressive neurological phenotype in transgenic mice // Cell. -- 1996. -- Nov 1. -- T. 87, № 3. -- C. 493-506.

[90] Menalled L. B., Chesselet M. F. Mouse models of Huntington's disease // Trends Pharmacol Sci. -- 2002. -- Jan. -- T. 23, № 1. -- C. 32-9.

[91] Goldberg Y. P., Nicholson D. W., Rasper D. M., Kalchman M. A., Koide H. B., Graham R. K., Bromm M., Kazemi-Esfarjani P., Thornberry N. A., Vaillancourt J. P., Hayden M. R. Cleavage of huntingtin by apopain, a proapoptotic cysteine protease, is modulated by the polyglutamine tract // Nat Genet. -- 1996. -- Aug. -- T. 13, № 4. -- C. 442-9.

[92] Graham R. K., Deng Y., Slow E. J., Haigh B., Bissada N., Lu G., Pearson J., Shehadeh J., Bertram L., Murphy Z., Warby S. C., Doty C. N., Roy S., Wellington C. L., Leavitt B. R., Raymond L. A., Nicholson D. W., Hayden M. R. Cleavage at the caspase-6 site is required for neuronal dysfunction and degeneration due to mutant huntingtin // Cell. -- 2006. -- Jun 16. -- T. 125, № 6. -- C. 1179-91.

[93] Wellington C. L., Ellerby L. M., Gutekunst C. A., Rogers D., Warby S., Graham R. K., Loubser O., van Raamsdonk J., Singaraja R., Yang Y. Z., Gafni J., Bredesen D., Hersch S. M., Leavitt B. R., Roy S., Nicholson D. W., Hayden M. R. Caspase cleavage of mutant huntingtin precedes neurodegeneration in Huntington's disease // J Neurosci. -- 2002. -- Sep 15. -- T. 22, № 18. -- C. 7862-72.

[94] Guo Q., Bin H., Cheng J., Seefelder M., Engler T., Pfeifer G., Oeckl P., Otto M., Moser F., Maurer M., Pautsch A., Baumeister W., Fernandez-Busnadiego R., Kochanek S. The cryo-electron microscopy structure of huntingtin // Nature. -- 2018. -- Mar 1. -T. 555, № 7694. -- C. 117-120.

[95] Hu J., Matsui M., Gagnon K. T., Schwartz J. C., Gabillet S., Arar K., Wu J., Bezprozvanny I., Corey D. R. Allele-specific silencing of mutant huntingtin and ataxin-3 genes by targeting expanded CAG repeats in mRNAs // Nat Biotechnol. -- 2009. -May. -- T. 27, № 5. -- C. 478-84.

[96] Hu J., Matsui M., Corey D. R. Allele-selective inhibition of mutant huntingtin by peptide nucleic acid-peptide conjugates, locked nucleic acid, and small interfering RNA // Ann N Y Acad Sci. -- 2009. -- Sep. -- T. 1175. -- C. 24-31.

[97] Heiser V., Engemann S., Brocker W., Dunkel I., Boeddrich A., Waelter S., Nordhoff E., Lurz R., Schugardt N., Rautenberg S., Herhaus C., Barnickel G., Bottcher H., Lehrach H., Wanker E. E. Identification of benzothiazoles as potential polyglutamine aggregation inhibitors of Huntington's disease by using an automated filter retardation assay // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2002. -- Dec 10. -- T. 99 Suppl 4. -- C. 16400-6.

[98] Sanchez I., Mahlke C., Yuan J. Pivotal role of oligomerization in expanded polyglutamine neurodegenerative disorders // Nature. -- 2003. -- Jan 23. -- T. 421, № 6921. -- C. 373-9.

[99] Zhang X., Smith D. L., Meriin A. B., Engemann S., Russel D. E., Roark M., Washington S. L., Maxwell M. M., Marsh J. L., Thompson L. M., Wanker E. E., Young A. B., Housman D. E., Bates G. P., Sherman M. Y., Kazantsev A. G. A potent small molecule inhibits polyglutamine aggregation in Huntington's disease neurons and suppresses neurodegeneration in vivo // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2005. -- Jan 18. -T. 102, № 3. -- C. 892-7.

[100] 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. -- Jan 13. -- T. 6. -- C. 1.

[101] Ko J., Ou S., Patterson P. H. New anti-huntingtin monoclonal antibodies: implications for huntingtin conformation and its binding proteins // Brain Res Bull. -2001. -- Oct-Nov 1. -- T. 56, № 3-4. -- C. 319-29.

[102] Khoshnan A., Ko J., Patterson P. H. Effects of intracellular expression of anti-huntingtin antibodies of various specificities on mutant huntingtin aggregation and toxicity // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2002. -- Jan 22. -- T. 99, № 2. -- C. 1002-7.

[103] Wolfgang W. J., Miller T. W., Webster J. M., Huston J. S., Thompson L. M., Marsh J. L., Messer A. Suppression of Huntington's disease pathology in Drosophila by human single-chain Fv antibodies // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2005. -- Aug 9. -- T. 102, № 32. -- C. 11563-8.

[104] Thompson L. M., Aiken C. T., Kaltenbach L. S., Agrawal N., Illes K., Khoshnan A., Martinez-Vincente M., Arrasate M., O'Rourke J. G., Khashwji H., Lukacsovich T., Zhu Y. Z., Lau A. L., Massey A., Hayden M. R., Zeitlin S. O., Finkbeiner S., Green K. N., LaFerla F. M., Bates G., Huang L., Patterson P. H., Lo D. C., Cuervo A. M., Marsh J. L., Steffan J. S. IKK phosphorylates Huntingtin and targets it for degradation by the proteasome and lysosome // J Cell Biol. -- 2009. -- Dec 28. -- T. 187, № 7. -- C. 108399.

[105] Aiken C. T., Steffan J. S., Guerrero C. M., Khashwji H., Lukacsovich T., Simmons D., Purcell J. M., Menhaji K., Zhu Y. Z., Green K., Laferla F., Huang L., Thompson L. M., Marsh J. L. Phosphorylation of threonine 3: implications for Huntingtin aggregation and neurotoxicity // J Biol Chem. -- 2009. -- Oct 23. -- T. 284, № 43. -- C. 29427-36.

[106] Atwal R. S., Desmond C. R., Caron N., Maiuri T., Xia J., Sipione S., Truant R. Kinase inhibitors modulate huntingtin cell localization and toxicity // Nat Chem Biol. -2011. -- May 29. -- T. 7, № 7. -- C. 453-60.

[107] Steffan J. S., Agrawal N., Pallos J., Rockabrand E., Trotman L. C., Slepko N., Illes K., Lukacsovich T., Zhu Y. Z., Cattaneo E., Pandolfi P. P., Thompson L. M., Marsh J. L. SUMO modification of Huntingtin and Huntington's disease pathology // Science. -- 2004. -- Apr 2. -- T. 304, № 5667. -- C. 100-4.

[108] Tam S., Spiess C., Auyeung W., Joachimiak L., Chen B., Poirier M. A., Frydman J. The chaperonin TRiC blocks a huntingtin sequence element that promotes the conformational switch to aggregation // Nat Struct Mol Biol. -- 2009. -- Dec. -- T. 16, № 12. -- C. 1279-85.

[109] Liebman S. W., Meredith S. C. Protein folding: sticky N17 speeds huntingtin pile-up // Nat Chem Biol. -- 2010. -- Jan. -- T. 6, № 1. -- C. 7-8.

[110] Duennwald M. L., Jagadish S., Muchowski P. J., Lindquist S. Flanking sequences profoundly alter polyglutamine toxicity in yeast // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2006. --Jul 18. -- T. 103, № 29. -- C. 11045-50.

[111] Thakur A. K., Jayaraman M., Mishra R., Thakur M., Chellgren V. M., Byeon I. J., Anjum D. H., Kodali R., Creamer T. P., Conway J. F., Gronenborn A. M., Wetzel R. Polyglutamine disruption of the huntingtin exon 1 N terminus triggers a complex aggregation mechanism // Nat Struct Mol Biol. -- 2009. -- Apr. -- T. 16, № 4. -- C. 3809.

[112] Bhattacharyya A., Thakur A. K., Chellgren V. M., Thiagarajan G., Williams A. D., Chellgren B. W., Creamer T. P., Wetzel R. Oligoproline effects on polyglutamine conformation and aggregation // J Mol Biol. -- 2006. -- Jan 20. -- T. 355, № 3. -- C. 524-35.

[113] Darnell G., Orgel J. P., Pahl R., Meredith S. C. Flanking polyproline sequences inhibit beta-sheet structure in polyglutamine segments by inducing PPII-like helix structure // J Mol Biol. -- 2007. -- Nov 30. -- T. 374, № 3. -- C. 688-704.

[114] Darnell G. D., Derryberry J., Kurutz J. W., Meredith S. C. Mechanism of cis-inhibition of polyQ fibrillation by polyP: PPII oligomers and the hydrophobic effect // Biophys J. -- 2009. -- Oct 21. -- T. 97, № 8. -- C. 2295-305.

[115] Lecerf J. M., Shirley T. L., Zhu Q., Kazantsev A., Amersdorfer P., Housman D. E., Messer A., Huston J. S. Human single-chain Fv intrabodies counteract in situ huntingtin aggregation in cellular models of Huntington's disease // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2001. -- Apr 10. -- T. 98, № 8. -- C. 4764-9.

[116] Colby D. W., Chu Y., Cassady J. P., Duennwald M., Zazulak H., Webster J. M., Messer A., Lindquist S., Ingram V. M., Wittrup K. D. Potent inhibition of huntingtin aggregation and cytotoxicity by a disulfide bond-free single-domain intracellular antibody // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2004. -- Dec 21. -- T. 101, № 51. -- C. 1761621.

[117] Colby D. W., Garg P., Holden T., Chao G., Webster J. M., Messer A., Ingram V. M., Wittrup K. D. Development of a human light chain variable domain (V(L)) intracellular antibody specific for the amino terminus of huntingtin via yeast surface display // J Mol Biol. -- 2004. -- Sep 17. -- T. 342, № 3. -- C. 901-12.

[118] Vagner J., Qu H., Hruby V. J. Peptidomimetics, a synthetic tool of drug discovery // Curr Opin Chem Biol. -- 2008. -- Jun. -- T. 12, № 3. -- C. 292-6.

[119] Zuckermann R. N., Martin E. J., Spellmeyer D. C., Stauber G. B., Shoemaker K. R., Kerr J. M., Figliozzi G. M., Goff D. A., Siani M. A., Simon R. J., et al. Discovery of nanomolar ligands for 7-transmembrane G-protein-coupled receptors from a diverse N-(substituted)glycine peptoid library // J Med Chem. -- 1994. -- Aug 19. -- T. 37, № 17. -- C. 2678-85.

[120] Thakkar A., Cohen A. S., Connolly M. D., Zuckermann R. N., Pei D. High-throughput sequencing of peptoids and peptide-peptoid hybrids by partial edman degradation and mass spectrometry // J Comb Chem. -- 2009. -- Mar 9. -- T. 11, № 2. -C. 294-302.

[121] Yoo B., Kirshenbaum K. Peptoid architectures: elaboration, actuation, and application // Curr Opin Chem Biol. -- 2008. -- Dec. -- T. 12, № 6. -- C. 714-21.

[122] Chen X., Wu J., Luo Y., Liang X., Supnet C., Kim M. W., Lotz G. P., Yang G., Muchowski P. J., Kodadek T., Bezprozvanny I. Expanded polyglutamine-binding peptoid as a novel therapeutic agent for treatment of Huntington's disease // Chem Biol. -- 2011. -- Sep 23. -- T. 18, № 9. -- C. 1113-25.

[123] Luo Y., Vali S., Sun S., Chen X., Liang X., Drozhzhina T., Popugaeva E., Bezprozvanny I. Abeta42-binding peptoids as amyloid aggregation inhibitors and detection ligands // ACS Chem Neurosci. -- 2013. -- Jun 19. -- T. 4, № 6. -- C. 952-62.

[124] Su T. P., London E. D., Jaffe J. H. Steroid binding at sigma receptors suggests a link between endocrine, nervous, and immune systems // Science. -- 1988. -- Apr 8. -T. 240, № 4849. -- C. 219-21.

[125] Gilbert P. E., Martin W. R. The effects of morphine and nalorphine-like drugs in the nondependent, morphine-dependent and cyclazocine-dependent chronic spinal dog // J Pharmacol Exp Ther. -- 1976. -- Jul. -- T. 198, № 1. -- C. 66-82.

[126] Su T. P. Evidence for sigma opioid receptor: binding of [3H]SKF-10047 to etorphine-inaccessible sites in guinea-pig brain // J Pharmacol Exp Ther. -- 1982. -Nov. -- T. 223, № 2. -- C. 284-90.

[127] Snyder S. H., Largent B. L. Receptor mechanisms in antipsychotic drug action: focus on sigma receptors // J Neuropsychiatry Clin Neurosci. -- 1989. -- Winter. -- T. 1, № 1. -- C. 7-15.

[128] Hayashi T., Su T. P. Sigma-1 receptor chaperones at the ER-mitochondrion interface regulate Ca(2+) signaling and cell survival // Cell. -- 2007. -- Nov 2. -- T. 131, № 3. -- C. 596-610.

[129] Weng T. Y., Tsai S. A., Su T. P. Roles of sigma-1 receptors on mitochondrial functions relevant to neurodegenerative diseases // J Biomed Sci. -- 2017. -- Sep 16. -T. 24, № 1. -- C. 74.

[130] Brune S., Schepmann D., Klempnauer K. H., Marson D., Dal Col V., Laurini E., Fermeglia M., Wunsch B., Pricl S. The sigma enigma: in vitro/in silico site-directed mutagenesis studies unveil sigma1 receptor ligand binding // Biochemistry. -- 2014. -May 13. -- T. 53, № 18. -- C. 2993-3003.

[131] Moebius F. F., Striessnig J., Glossmann H. The mysteries of sigma receptors: new family members reveal a role in cholesterol synthesis // Trends Pharmacol Sci. -- 1997. -- Mar. -- T. 18, № 3. -- C. 67-70.

[132] Nguyen L., Lucke-Wold B. P., Mookerjee S. A., Cavendish J. Z., Robson M. J., Scandinaro A. L., Matsumoto R. R. Role of sigma-1 receptors in neurodegenerative diseases // J Pharmacol Sci. -- 2015. -- Jan. -- T. 127, № 1. -- C. 17-29.

[133] Hayashi T., Su T. P. Sigma-1 receptor ligands: potential in the treatment of neuropsychiatric disorders // CNS Drugs. -- 2004. -- T. 18, № 5. -- C. 269-84.

[134] Kimura Y., Fujita Y., Shibata K., Mori M., Yamashita T. Sigma-1 receptor enhances neurite elongation of cerebellar granule neurons via TrkB signaling // PLoS One. -- 2013. -- T. 8, № 10. -- C. e75760.

[135] Sha S., Qu W. J., Li L., Lu Z. H., Chen L., Yu W. F., Chen L. Sigma-1 receptor knockout impairs neurogenesis in dentate gyrus of adult hippocampus via down-regulation of NMDA receptors // CNS Neurosci Ther. -- 2013. -- Sep. -- T. 19, № 9. -C. 705-13.

[136] Tsai S. Y., Hayashi T., Harvey B. K., Wang Y., Wu W. W., Shen R. F., Zhang Y., Becker K. G., Hoffer B. J., Su T. P. Sigma-1 receptors regulate hippocampal dendritic spine formation via a free radical-sensitive mechanism involving Rac1xGTP pathway // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2009. -- Dec 29. -- T. 106, № 52. -- C. 22468-73.

[137] Vagnerova K., Hurn P. D., Bhardwaj A., Kirsch J. R. Sigma 1 receptor agonists act as neuroprotective drugs through inhibition of inducible nitric oxide synthase // Anesth Analg. -- 2006. -- Aug. -- T. 103, № 2. -- C. 430-4, table of contents.

[138] Ruscher K., Inacio A. R., Valind K., Rowshan Ravan A., Kuric E., Wieloch T. Effects of the sigma-1 receptor agonist 1-(3,4-dimethoxyphenethyl)-4-(3-phenylpropyl)-piperazine dihydro-chloride on inflammation after stroke // PLoS One. -- 2012. -- T. 7, № 9. -- C. e45118.

[139] Allahtavakoli M., Jarrott B. Sigma-1 receptor ligand PRE-084 reduced infarct volume, neurological deficits, pro-inflammatory cytokines and enhanced antiinflammatory cytokines after embolic stroke in rats // Brain Res Bull. -- 2011. -- May 30. -- T. 85, № 3-4. -- C. 219-24.

[140] Lysko P. G., Gagnon R. C., Yue T. L., Gu J. L., Feuerstein G. Neuroprotective effects of SKF 10,047 in cultured rat cerebellar neurons and in gerbil global brain ischemia // Stroke. -- 1992. -- Mar. -- T. 23, № 3. -- C. 414-9.

[141] Hall H., Iulita M. F., Gubert P., Flores Aguilar L., Ducatenzeiler A., Fisher A., Cuello A. C. AF710B, an M1/sigma-1 receptor agonist with long-lasting disease-modifying properties in a transgenic rat model of Alzheimer's disease // Alzheimers Dement. -- 2017. -- Dec 29.

[142] Villard V., Espallergues J., Keller E., Alkam T., Nitta A., Yamada K., Nabeshima T., Vamvakides A., Maurice T. Antiamnesic and neuroprotective effects of the aminotetrahydrofuran derivative ANAVEX1-41 against amyloid beta(25-35)-induced toxicity in mice // Neuropsychopharmacology. -- 2009. -- May. -- T. 34, № 6. -- C. 1552-66.

[143] Meunier J., Ieni J., Maurice T. The anti-amnesic and neuroprotective effects of donepezil against amyloid beta25-35 peptide-induced toxicity in mice involve an interaction with the sigma1 receptor // Br J Pharmacol. -- 2006. -- Dec. -- T. 149, № 8. -- C. 998-1012.

[144] Maurice T., Su T. P., Privat A. Sigma1 (sigma 1) receptor agonists and neurosteroids attenuate B25-35-amyloid peptide-induced amnesia in mice through a common mechanism // Neuroscience. -- 1998. -- Mar. -- T. 83, № 2. -- C. 413-28.

[145] Ryskamp D., Wu J., Geva M., Kusko R., Grossman I., Hayden M., Bezprozvanny

1. The sigma-1 receptor mediates the beneficial effects of pridopidine in a mouse model of Huntington disease // Neurobiol Dis. -- 2017. -- Jan. -- T. 97, № Pt A. -- C. 46-59.

[146] Bol'shakova A. V., Kraskovskaya N. A., Gainullina A. N., Kukanova E. O., Vlasova O. L., Bezprozvanny I. B. Neuroprotective Effect of sigma1-Receptors on the Cell Model of Huntington's Disease // Bull Exp Biol Med. -- 2017. -- Dec. -- T. 164, №

2. -- C. 252-258.

[147] Francardo V., Bez F., Wieloch T., Nissbrandt H., Ruscher K., Cenci M. A. Pharmacological stimulation of sigma-1 receptors has neurorestorative effects in experimental parkinsonism // Brain. -- 2014. -- Jul. -- T. 137, № Pt 7. -- C. 1998-2014.

[148] Mancuso R., Olivan S., Rando A., Casas C., Osta R., Navarro X. Sigma-1R agonist improves motor function and motoneuron survival in ALS mice // Neurotherapeutics. -- 2012. -- Oct. -- T. 9, № 4. -- C. 814-26.

[149] Peviani M., Salvaneschi E., Bontempi L., Petese A., Manzo A., Rossi D., Salmona M., Collina S., Bigini P., Curti D. Neuroprotective effects of the Sigma-1 receptor (S1R) agonist PRE-084, in a mouse model of motor neuron disease not linked to SOD1 mutation // Neurobiol Dis. -- 2014. -- Feb. -- T. 62. -- C. 218-32.

[150] Balasuriya D., D'Sa L., Talker R., Dupuis E., Maurin F., Martin P., Borgese F., Soriani O., Edwardson J. M. A direct interaction between the sigma-1 receptor and the hERG voltage-gated K+ channel revealed by atomic force microscopy and homogeneous time-resolved fluorescence (HTRF(R)) // J Biol Chem. -- 2014. -- Nov 14. -- T. 289, № 46. -- C. 32353-63.

[151] Aydar E., Palmer C. P., Klyachko V. A., Jackson M. B. The sigma receptor as a ligand-regulated auxiliary potassium channel subunit // Neuron. -- 2002. -- Apr 25. -- T. 34, № 3. -- C. 399-410.

[152] Zhang K., Zhao Z., Lan L., Wei X., Wang L., Liu X., Yan H., Zheng J. Sigma-1 Receptor Plays a Negative Modulation on N-type Calcium Channel // Front Pharmacol. -- 2017. -- T. 8. -- C. 302.

[153] Soriani O., Rapetti-Mauss R. Sigma 1 Receptor and Ion Channel Dynamics in Cancer // Adv Exp Med Biol. -- 2017. -- T. 964. -- C. 63-77.

[154] Schmidt H. R., Zheng S., Gurpinar E., Koehl A., Manglik A., Kruse A. C. Crystal structure of the human sigma1 receptor // Nature. -- 2016. -- Apr 28. -- T. 532, № 7600. -- C. 527-30.

[155] Sharma P., Ignatchenko V., Grace K., Ursprung C., Kislinger T., Gramolini A. O. Endoplasmic reticulum protein targeting of phospholamban: a common role for an N-terminal di-arginine motif in ER retention? // PLoS One. -- 2010. -- Jul 9. -- T. 5, № 7. --C. e11496.

[156] Hanner M., Moebius F. F., Flandorfer A., Knaus H. G., Striessnig J., Kempner E., Glossmann H. Purification, molecular cloning, and expression of the mammalian sigma1-binding site // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 1996. -- Jul 23. -- T. 93, № 15. -- C. 8072-7.

[157] Mavylutov T., Chen X., Guo L., Yang J. APEX2- tagging of Sigma 1-receptor indicates subcellular protein topology with cytosolic N-terminus and ER luminal C-terminus // Protein Cell. -- 2017. -- Sep 19.

[158] Mishra A. K., Mavlyutov T., Singh D. R., Biener G., Yang J., Oliver J. A., Ruoho A., Raicu V. The sigma-1 receptors are present in monomeric and oligomeric forms in living cells in the presence and absence of ligands // Biochem J. -- 2015. -- Mar 1. -- T. 466, № 2. -- C. 263-71.

[159] Gromek K. A., Suchy F. P., Meddaugh H. R., Wrobel R. L., LaPointe L. M., Chu U. B., Primm J. G., Ruoho A. E., Senes A., Fox B. G. The oligomeric states of the purified sigma-1 receptor are stabilized by ligands // J Biol Chem. -- 2014. -- Jul 18. -T. 289, № 29. -- C. 20333-44.

[160] Pal A., Hajipour A. R., Fontanilla D., Ramachandran S., Chu U. B., Mavlyutov T., Ruoho A. E. Identification of regions of the sigma-1 receptor ligand binding site using a novel photoprobe // Mol Pharmacol. -- 2007. -- Oct. -- T. 72, № 4. -- C. 921-33.

[161] Chu U. B., Ramachandran S., Hajipour A. R., Ruoho A. E. Photoaffinity labeling of the sigma-1 receptor with N-[3-(4-nitrophenyl)propyl]-N-dodecylamine: evidence of receptor dimers // Biochemistry. -- 2013. -- Feb 5. -- T. 52, № 5. -- C. 859-68.

[162] Tsai S. A., Su T. P. Sigma-1 Receptors Fine-Tune the Neuronal Networks // Adv Exp Med Biol. -- 2017. -- T. 964. -- C. 79-83.

[163] Kinoshita M., Matsuoka Y., Suzuki T., Mirrielees J., Yang J. Sigma-1 receptor alters the kinetics of Kv1.3 voltage gated potassium channels but not the sensitivity to receptor ligands // Brain Res. -- 2012. -- May 3. -- T. 1452. -- C. 1-9.

[164] van Meer G., Voelker D. R., Feigenson G. W. Membrane lipids: where they are and how they behave // Nat Rev Mol Cell Biol. -- 2008. -- Feb. -- T. 9, № 2. -- C. 11224.

[165] Juhasz J., Davis J. H., Sharom F. J. Fluorescent probe partitioning in giant unilamellar vesicles of 'lipid raft' mixtures // Biochem J. -- 2010. -- Sep 15. -- T. 430, № 3. -- C. 415-23.

[166] Wesolowska O., Michalak K., Maniewska J., Hendrich A. B. Giant unilamellar vesicles - a perfect tool to visualize phase separation and lipid rafts in model systems // Acta Biochim Pol. -- 2009. -- T. 56, № 1. -- C. 33-9.

[167] Veatch S. L., Keller S. L. Miscibility phase diagrams of giant vesicles containing sphingomyelin // Phys Rev Lett. -- 2005. -- Apr 15. -- T. 94, № 14. -- C. 148101.

[168] Veatch S. L., Keller S. L. Separation of liquid phases in giant vesicles of ternary mixtures of phospholipids and cholesterol // Biophys J. -- 2003. -- Nov. -- T. 85, № 5. -C. 3074-83.

[169] Baumgart T., Hammond A. T., Sengupta P., Hess S. T., Holowka D. A., Baird B. A., Webb W. W. Large-scale fluid/fluid phase separation of proteins and lipids in giant plasma membrane vesicles // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2007. -- Feb 27. -- T. 104, № 9. -- C. 3165-70.

[170] Sezgin E., Kaiser H. J., Baumgart T., Schwille P., Simons K., Levental I. Elucidating membrane structure and protein behavior using giant plasma membrane vesicles // Nat Protoc. -- 2012. -- May 3. -- T. 7, № 6. -- C. 1042-51.

[171] Simons K., Ikonen E. Functional rafts in cell membranes // Nature. -- 1997. -- Jun 5. -- T. 387, № 6633. -- C. 569-72.

[172] Brown D. A. Lipid rafts, detergent-resistant membranes, and raft targeting signals // Physiology (Bethesda). -- 2006. -- Dec. -- T. 21. -- C. 430-9.

[173] Eggeling C., Ringemann C., Medda R., Schwarzmann G., Sandhoff K., Polyakova S., Belov V. N., Hein B., von Middendorff C., Schonle A., Hell S. W. Direct observation of the nanoscale dynamics of membrane lipids in a living cell // Nature. -2009. -- Feb 26. -- T. 457, № 7233. -- C. 1159-62.

[174] Hamada T., Kishimoto Y., Nagasaki T., Takagi M. Lateral phase separation in tense membranes // Soft Matter. -- 2011. -- T. 7, № 19. -- C. 9061-9068.

[175] Klemm R. W., Ejsing C. S., Surma M. A., Kaiser H. J., Gerl M. J., Sampaio J. L., de Robillard Q., Ferguson C., Proszynski T. J., Shevchenko A., Simons K. Segregation of sphingolipids and sterols during formation of secretory vesicles at the trans-Golgi network // J Cell Biol. -- 2009. -- May 18. -- T. 185, № 4. -- C. 601-12.

[176] Surma M. A., Klose C., Simons K. Lipid-dependent protein sorting at the trans-Golgi network // Biochim Biophys Acta. -- 2012. -- Aug. -- T. 1821, № 8. -- C. 105967.

[177] Garofalo T., Matarrese P., Manganelli V., Marconi M., Tinari A., Gambardella L., Faggioni A., Misasi R., Sorice M., Malorni W. Evidence for the involvement of lipid rafts localized at the ER-mitochondria associated membranes in autophagosome formation // Autophagy. -- 2016. -- Jun 2. -- T. 12, № 6. -- C. 917-35.

[178] van Vliet A. R., Verfaillie T., Agostinis P. New functions of mitochondria associated membranes in cellular signaling // Biochim Biophys Acta. -- 2014. -- Oct. -T. 1843, № 10. -- C. 2253-62.

[179] Annunziata I., Sano R., d'Azzo A. Mitochondria-associated ER membranes (MAMs) and lysosomal storage diseases // Cell Death Dis. -- 2018. -- Feb 28. -- T. 9, № 3. -- C. 328.

[180] Vance J. E. MAM (mitochondria-associated membranes) in mammalian cells: lipids and beyond // Biochim Biophys Acta. -- 2014. -- Apr 4. -- T. 1841, № 4. -- C. 595-609.

[181] Krols M., Bultynck G., Janssens S. ER-Mitochondria contact sites: A new regulator of cellular calcium flux comes into play // J Cell Biol. -- 2016. -- Aug 15. -- T. 214, № 4. -- C. 367-70.

[182] Krols M., van Isterdael G., Asselbergh B., Kremer A., Lippens S., Timmerman V., Janssens S. Mitochondria-associated membranes as hubs for neurodegeneration // Acta Neuropathol. -- 2016. -- Apr. -- T. 131, № 4. -- C. 505-23.

[183] Schon E. A., Area-Gomez E. Mitochondria-associated ER membranes in Alzheimer disease // Mol Cell Neurosci. -- 2013. -- Jul. -- T. 55. -- C. 26-36.

[184] Waldner C., Roose M., Ryffel G. U. Red fluorescent Xenopus laevis: a new tool for grafting analysis // BMC Dev Biol. -- 2009. -- Jun 23. -- T. 9. -- C. 37.

[185] Joesch M., Mankus D., Yamagata M., Shahbazi A., Schalek R., Suissa-Peleg A., Meister M., Lichtman J. W., Scheirer W. J., Sanes J. R. Reconstruction of genetically identified neurons imaged by serial-section electron microscopy // Elife. -- 2016. -- Jul 7. -- T. 5.

[186] Lam S. S., Martell J. D., Kamer K. J., Deerinck T. J., Ellisman M. H., Mootha V. K., Ting A. Y. Directed evolution of APEX2 for electron microscopy and proximity labeling // Nat Methods. -- 2015. -- Jan. -- T. 12, № 1. -- C. 51-4.

[187] Otwinowski Z., Minor W. Processing of X-ray diffraction data collected in oscillation mode // Methods Enzymol. -- 1997. -- T. 276. -- C. 307-26.

[188] McCoy A. J., Grosse-Kunstleve R. W., Adams P. D., Winn M. D., Storoni L. C., Read R. J. Phaser crystallographic software // J Appl Crystallogr. -- 2007. -- Aug 1. -T. 40, № Pt 4. -- C. 658-674.

[189] Vagin A., Teplyakov A. Molecular replacement with MOLREP // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -- 2010. -- Jan. -- T. 66, № Pt 1. -- C. 22-5.

[190] Bhat T. N. Calculation of an Omit Map // Journal of Applied Crystallography. -1988. -- Jun 1. -- T. 21. -- C. 279-281.

[191] Emsley P., Lohkamp B., Scott W. G., Cowtan K. Features and development of Coot // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -- 2010. -- Apr. -- T. 66, № Pt 4. -- C. 486501.

[192] Brunger A. T. Free R value: a novel statistical quantity for assessing the accuracy of crystal structures // Nature. -- 1992. -- Jan 30. -- T. 355, № 6359. -- C. 472-5.

[193] Painter J., Merritt E. A. Optimal description of a protein structure in terms of multiple groups undergoing TLS motion // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -- 2006. -- Apr. -- T. 62, № Pt 4. -- C. 439-50.

[194] Dodson E. J., Murshudov G. N., Vagin A. A. Description of Program Using Maximum Likelihood Residual for Macromolecular Refinement, Illustrated by Several Examples. // Acta Crystallographica a-Foundation and Advances. -- 1996. -- T. 52. -- C. C85-C85.

[195] Murshudov G. N., Skubak P., Lebedev A. A., Pannu N. S., Steiner R. A., Nicholls R. A., Winn M. D., Long F., Vagin A. A. REFMAC5 for the refinement of macromolecular crystal structures // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -- 2011. -Apr. -- T. 67, № Pt 4. -- C. 355-67.

[196] Chen V. B., Arendall W. B., Headd J. J., Keedy D. A., Immormino R. M., Kapral G. J., Murray L. W., Richardson J. S., Richardson D. C. MolProbity: all-atom structure

validation for macromolecular crystallography // Acta Crystallographica Section D-Biological Crystallography. -- 2010. -- Jan. -- T. 66. -- C. 12-21.

[197] Afonine P. V., Grosse-Kunstleve R. W., Echols N., Headd J. J., Moriarty N. W., Mustyakimov M., Terwilliger T. C., Urzhumtsev A., Zwart P. H., Adams P. D. Towards automated crystallographic structure refinement with phenix.refine // Acta Crystallographica Section D-Biological Crystallography. -- 2012. -- Apr. -- T. 68. -- C. 352-367.

[198] Krissinel E., Henrick K. Detection of protein assemblies in crystals // Computational Life Sciences, Proceedings. -- 2005. -- T. 3695. -- C. 163-174.

[199] Winn M. D., Ballard C. C., Cowtan K. D., Dodson E. J., Emsley P., Evans P. R., Keegan R. M., Krissinel E. B., Leslie A. G., McCoy A., McNicholas S. J., Murshudov G. N., Pannu N. S., Potterton E. A., Powell H. R., Read R. J., Vagin A., Wilson K. S. Overview of the CCP4 suite and current developments // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -- 2011. -- Apr. -- T. 67, № Pt 4. -- C. 235-42.

[200] Mizuguchi K., Deane C. M., Blundell T. L., Johnson M. S., Overington J. P. JOY: protein sequence-structure representation and analysis // Bioinformatics. -- 1998. -- T. 14, № 7. -- C. 617-23.

[201] Touw W. G., Baakman C., Black J., te Beek T. A., Krieger E., Joosten R. P., Vriend G. A series of PDB-related databanks for everyday needs // Nucleic Acids Res. -- 2015. -- Jan. -- T. 43, № Database issue. -- C. D364-8.

[202] Schrodinger, LLC. The PyMOL Molecular Graphics System, Version 1.8, 2015.

[203] Adams P. D., Afonine P. V., Bunkoczi G., Chen V. B., Davis I. W., Echols N., Headd J. J., Hung L. W., Kapral G. J., Grosse-Kunstleve R. W., McCoy A. J., Moriarty N. W., Oeffner R., Read R. J., Richardson D. C., Richardson J. S., Terwilliger T. C., Zwart P. H. PHENIX: a comprehensive Python-based system for macromolecular structure solution // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. -- 2010. -- Feb. -- T. 66, № Pt 2. -- C. 213-21.

[204] Pchitskaya E., Kraskovskaya N., Chernyuk D., Popugaeva E., Zhang H., Vlasova O., Bezprozvanny I. Stim2-Eb3 Association and Morphology of Dendritic Spines in Hippocampal Neurons // Sci Rep. -- 2017. -- Dec 15. -- T. 7, № 1. -- C. 17625.

[205] Popugaeva E., Pchitskaya E., Speshilova A., Alexandrov S., Zhang H., Vlasova O., Bezprozvanny I. STIM2 protects hippocampal mushroom spines from amyloid synaptotoxicity // Mol Neurodegener. -- 2015. -- Aug 15. -- T. 10. -- C. 37.

[206] Wieckowski M. R., Giorgi C., Lebiedzinska M., Duszynski J., Pinton P. Isolation of mitochondria-associated membranes and mitochondria from animal tissues and cells // Nat Protoc. -- 2009. -- T. 4, № 11. -- C. 1582-90.

[207] Rigaud J. L., Levy D. Reconstitution of membrane proteins into liposomes // Methods Enzymol. -- 2003. -- T. 372. -- C. 65-86.

[208] Levy D., Gulik A., Bluzat A., Rigaud J. L. Reconstitution of the sarcoplasmic reticulum Ca(2+)-ATPase: mechanisms of membrane protein insertion into liposomes during reconstitution procedures involving the use of detergents // Biochim Biophys Acta. -- 1992. -- Jun 30. -- T. 1107, № 2. -- C. 283-98.

[209] Andres A. M., Lao O., Soldevila M., Calafell F., Bertranpetit J. Dynamics of CAG repeat loci revealed by the analysis of their variability // Hum Mutat. -- 2003. -Jan. -- T. 21, № 1. -- C. 61-70.

[210] Butland S. L., Devon R. S., Huang Y., Mead C. L., Meynert A. M., Neal S. J., Lee S. S., Wilkinson A., Yang G. S., Yuen M. M., Hayden M. R., Holt R. A., Leavitt B. R., Ouellette B. F. CAG-encoded polyglutamine length polymorphism in the human genome // BMC Genomics. -- 2007. -- May 22. -- T. 8. -- C. 126.

[211] Juvonen V., Hietala M., Kairisto V., Savontaus M. L. The occurrence of dominant spinocerebellar ataxias among 251 Finnish ataxia patients and the role of predisposing large normal alleles in a genetically isolated population // Acta Neurol Scand. -- 2005. -Mar. -- T. 111, № 3. -- C. 154-62.

[212] Huynen C., Willet N., Buell A. K., Duwez A. S., Jerome C., Dumoulin M. Influence of the protein context on the polyglutamine length-dependent elongation of amyloid fibrils // Biochim Biophys Acta. -- 2015. -- Mar. -- T. 1854, № 3. -- C. 239-48.

[213] Robertson A. L., Bottomley S. P. Towards the treatment of polyglutamine diseases: the modulatory role of protein context // Curr Med Chem. -- 2010. -- T. 17, № 27. -- C. 3058-68.

[214] Fiumara F., Fioriti L., Kandel E. R., Hendrickson W. A. Essential role of coiled coils for aggregation and activity of Q/N-rich prions and PolyQ proteins // Cell. -- 2010. -- Dec 23. -- T. 143, № 7. -- C. 1121-35.

[215] Wu J., Ryskamp D. A., Liang X., Egorova P., Zakharova O., Hung G., Bezprozvanny I. Enhanced Store-Operated Calcium Entry Leads to Striatal Synaptic Loss in a Huntington's Disease Mouse Model // J Neurosci. -- 2016. -- Jan 6. -- T. 36, № 1. -- C. 125-41.

[216] Flis V. V., Daum G. Lipid transport between the endoplasmic reticulum and mitochondria // Cold Spring Harb Perspect Biol. -- 2013. -- Jun 1. -- T. 5, № 6.

[217] Aufschnaiter A., Kohler V., Diessl J., Peselj C., Carmona-Gutierrez D., Keller W., Buttner S. Mitochondrial lipids in neurodegeneration // Cell Tissue Res. -- 2017. -Jan. -- T. 367, № 1. -- C. 125-140.

[218] Crane J. M., Tamm L. K. Role of cholesterol in the formation and nature of lipid rafts in planar and spherical model membranes // Biophys J. -- 2004. -- May. -- T. 86, № 5. -- C. 2965-79.

[219] Thomsen M. C., Nielsen M. Seq2Logo: a method for construction and visualization of amino acid binding motifs and sequence profiles including sequence weighting, pseudo counts and two-sided representation of amino acid enrichment and depletion // Nucleic Acids Res. -- 2012. -- Jul. -- T. 40, № Web Server issue. -- C. W281-7.

[220] Fantini J., Barrantes F. J. How cholesterol interacts with membrane proteins: an exploration of cholesterol-binding sites including CRAC, CARC, and tilted domains // Front Physiol. -- 2013. -- T. 4. -- C. 31.

[221] Fantini J., Di Scala C., Evans L. S., Williamson P. T., Barrantes F. J. A mirror code for protein-cholesterol interactions in the two leaflets of biological membranes // Sci Rep. -- 2016. -- Feb 26. -- T. 6. -- C. 21907.

[222] Di Scala C., Baier C. J., Evans L. S., Williamson P. T. F., Fantini J., Barrantes F. J. Relevance of CARC and CRAC Cholesterol-Recognition Motifs in the Nicotinic Acetylcholine Receptor and Other Membrane-Bound Receptors // Curr Top Membr. -2017. -- T. 80. -- C. 3-23.

[223] Palmer C. P., Mahen R., Schnell E., Djamgoz M. B., Aydar E. Sigma-1 receptors bind cholesterol and remodel lipid rafts in breast cancer cell lines // Cancer Res. -- 2007. -- Dec 1. -- T. 67, № 23. -- C. 11166-75.

[224] Altschuler E. L., Hud N. V., Mazrimas J. A., Rupp B. Random coil conformation for extended polyglutamine stretches in aqueous soluble monomeric peptides // J Pept Res. -- 1997. -- Jul. -- T. 50, № 1. -- C. 73-5.

[225] Nagai Y., Popiel H. A., Fujikake N., Toda T. [Therapeutic strategies for the polyglutamine diseases] // Brain Nerve. -- 2007. -- Apr. -- T. 59, № 4. -- C. 393-404.

[226] Wang X., Vitalis A., Wyczalkowski M. A., Pappu R. V. Characterizing the conformational ensemble of monomeric polyglutamine // Proteins. -- 2006. -- May 1. -T. 63, № 2. -- C. 297-311.

[227] Lakhani V. V., Ding F., Dokholyan N. V. Polyglutamine induced misfolding of huntingtin exon1 is modulated by the flanking sequences // PLoS Comput Biol. -- 2010. -- Apr 29. -- T. 6, № 4. -- C. e1000772.

[228] Nagai Y., Inui T., Popiel H. A., Fujikake N., Hasegawa K., Urade Y., Goto Y., Naiki H., Toda T. A toxic monomeric conformer of the polyglutamine protein // Nat Struct Mol Biol. -- 2007. -- Apr. -- T. 14, № 4. -- C. 332-40.

[229] Ismail W. M., Chowdhury S. Preference of Amino Acids in Different Protein Structural Classes: A Database Analysis // 2010 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering --, 2010. -- C. 1-5.

[230] Park S. H., Shalongo W., Stellwagen E. Residue helix parameters obtained from dichroic analysis of peptides of defined sequence // Biochemistry. -- 1993. -- Jul 13. -T. 32, № 27. -- C. 7048-53.

[231] Rhys N. H., Soper A. K., Dougan L. The hydrogen-bonding ability of the amino acid glutamine revealed by neutron diffraction experiments // J Phys Chem B. -- 2012. -- Nov 15. -- T. 116, № 45. -- C. 13308-19.

[232] Stapley B. J., Doig A. J. Hydrogen bonding interactions between glutamine and asparagine in alpha-helical peptides // J Mol Biol. -- 1997. -- Sep 26. -- T. 272, № 3. -C. 465-73.

[233] Kokona B., Rosenthal Z. P., Fairman R. Role of the coiled-coil structural motif in polyglutamine aggregation // Biochemistry. -- 2014. -- Nov 4. -- T. 53, № 43. -- C. 6738-46.

[234] Roy D., Dannenberg J. J. The Effects of Regularly Spaced Glutamine Substitutions on Alpha-Helical Peptide Structures. A DFT/ONIOM Study // Chem Phys Lett. -- 2011. -- Aug 25. -- T. 512, № 4-6. -- C. 255-257.

[235] Kokona B., Johnson K. A., Fairman R. Effect of helical flanking sequences on the morphology of polyglutamine-containing fibrils // Biochemistry. -- 2014. -- Nov 4. -- T. 53, № 43. -- C. 6747-53.

[236] Klein F. A., Zeder-Lutz G., Cousido-Siah A., Mitschler A., Katz A., Eberling P., Mandel J. L., Podjarny A., Trottier Y. Linear and extended: a common polyglutamine conformation recognized by the three antibodies MW1, 1C2 and 3B5H10 // Hum Mol Genet. -- 2013. -- Oct 15. -- T. 22, № 20. -- C. 4215-23.

[237] Lathrop R. H., Casale M., Tobias D. J., Marsh J. L., Thompson L. M. Modeling protein homopolymeric repeats: possible polyglutamine structural motifs for Huntington's disease // Proc Int Conf Intell Syst Mol Biol. -- 1998. -- T. 6. -- C. 105-14.

[238] Guo L., Han A., Bates D. L., Cao J., Chen L. Crystal structure of a conserved N-terminal domain of histone deacetylase 4 reveals functional insights into glutamine-rich domains // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2007. -- Mar 13. -- T. 104, № 11. -- C. 4297302.

[239] 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. -- Oct 2. -- T. 95, № 1. -- C. 55-66.

[240] 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. -- Oct 14. -- T. 431, № 7010. -- C. 805-10.

[241] Slow E. J., Graham R. K., Osmand A. P., Devon R. S., Lu G., Deng Y., Pearson J., Vaid K., Bissada N., Wetzel R., Leavitt B. R., Hayden M. R. Absence of behavioral abnormalities and neurodegeneration in vivo despite widespread neuronal huntingtin inclusions // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 2005. -- Aug 9. -- T. 102, № 32. -- C. 114027.

[242] Truant R., Atwal R. S., Desmond C., Munsie L., Tran T. Huntington's disease: revisiting the aggregation hypothesis in polyglutamine neurodegenerative diseases // FEBS J. -- 2008. -- Sep. -- T. 275, № 17. -- C. 4252-62.

[243] Imafuku I., Waragai M., Takeuchi S., Kanazawa I., Kawabata M., Mouradian M. M., Okazawa H. Polar amino acid-rich sequences bind to polyglutamine tracts // Biochem Biophys Res Commun. -- 1998. -- Dec 9. -- T. 253, № 1. -- C. 16-20.

[244] Petrakis S., Schaefer M. H., Wanker E. E., Andrade-Navarro M. A. Aggregation of polyQ-extended proteins is promoted by interaction with their natural coiled-coil partners // Bioessays. -- 2013. -- Jun. -- T. 35, № 6. -- C. 503-7.

[245] Monoi H., Futaki S., Kugimiya S., Minakata H., Yoshihara K. Poly-L-glutamine forms cation channels: relevance to the pathogenesis of the polyglutamine diseases // Biophys J. -- 2000. -- Jun. -- T. 78, № 6. -- C. 2892-9.

[246] Perutz M. F. Glutamine repeats as polar zippers: their role in inherited neurodegenerative disease // Mol Med. -- 1995. -- Nov. -- T. 1, № 7. -- C. 718-21.

[247] Schiefner A., Chatwell L., Korner J., Neumaier I., Colby D. W., Volkmer R., Wittrup K. D., Skerra A. A disulfide-free single-domain V(L) intrabody with blocking activity towards huntingtin reveals a novel mode of epitope recognition // J Mol Biol. -2011. -- Dec 2. -- T. 414, № 3. -- C. 337-55.

[248] De Genst E., Chirgadze D. Y., Klein F. A., Butler D. C., Matak-Vinkovic D., Trottier Y., Huston J. S., Messer A., Dobson C. M. Structure of a single-chain Fv bound to the 17 N-terminal residues of huntingtin provides insights into pathogenic amyloid formation and suppression // J Mol Biol. -- 2015. -- Jun 19. -- T. 427, № 12. -- C. 216678.

[249] Simon R. J., Kania R. S., Zuckermann R. N., Huebner V. D., Jewell D. A., Banville S., Ng S., Wang L., Rosenberg S., Marlowe C. K., et al. Peptoids: a modular approach to drug discovery // Proc Natl Acad Sci U S A. -- 1992. -- Oct 15. -- T. 89, № 20. -- C. 9367-71.

[250] Zuckermann R. N., Kodadek T. Peptoids as potential therapeutics // Curr Opin Mol Ther. -- 2009. -- Jun. -- T. 11, № 3. -- C. 299-307.

[251] Neely A. N., Miller R. G., Holder I. A. Proteolytic activity and fatal gramnegative sepsis in burned mice: effect of exogenous proteinase inhibition // Infect Immun. -- 1994. -- Jun. -- T. 62, № 6. -- C. 2158-64.

[252] Kwon Y. U., Kodadek T. Quantitative evaluation of the relative cell permeability of peptoids and peptides // J Am Chem Soc. -- 2007. -- Feb 14. -- T. 129, № 6. -- C. 1508-9.

[253] Tan N. C., Yu P., Kwon Y. U., Kodadek T. High-throughput evaluation of relative cell permeability between peptoids and peptides // Bioorg Med Chem. -- 2008. -- Jun 1. -- T. 16, № 11. -- C. 5853-61.

[254] Johnson S. A., Stinson B. M., Go M. S., Carmona L. M., Reminick J. I., Fang X., Baumgart T. Temperature-dependent phase behavior and protein partitioning in giant plasma membrane vesicles // Biochim Biophys Acta. -- 2010. -- Jul. -- T. 1798, № 7. -C. 1427-35.

[255] Sengupta P., Hammond A., Holowka D., Baird B. Structural determinants for partitioning of lipids and proteins between coexisting fluid phases in giant plasma membrane vesicles // Biochim Biophys Acta. -- 2008. -- Jan. -- T. 1778, № 1. -- C. 2032.

[256] Aimon S., Manzi J., Schmidt D., Poveda Larrosa J. A., Bassereau P., Toombes G. E. Functional reconstitution of a voltage-gated potassium channel in giant unilamellar vesicles // PLoS One. -- 2011. -- T. 6, № 10. -- C. e25529.

[257] Kalvodova L., Kahya N., Schwille P., Ehehalt R., Verkade P., Drechsel D., Simons K. Lipids as modulators of proteolytic activity of BACE: involvement of cholesterol, glycosphingolipids, and anionic phospholipids in vitro // J Biol Chem. -2005. -- Nov 4. -- T. 280, № 44. -- C. 36815-23.

[258] Kahya N. Protein-protein and protein-lipid interactions in domain-assembly: lessons from giant unilamellar vesicles // Biochim Biophys Acta. -- 2010. -- Jul. -- T. 1798, № 7. -- C. 1392-8.

[259] Hayashi T., Su T. P. Sigma-1 receptors (sigma(1) binding sites) form raft-like microdomains and target lipid droplets on the endoplasmic reticulum: roles in endoplasmic reticulum lipid compartmentalization and export // J Pharmacol Exp Ther. -- 2003. -- Aug. -- T. 306, № 2. -- C. 718-25.

[260] Watanabe S., Ilieva H., Tamada H., Nomura H., Komine O., Endo F., Jin S., Mancias P., Kiyama H., Yamanaka K. Mitochondria-associated membrane collapse is a common pathomechanism in SIGMAR1- and SOD1-linked ALS // EMBO Mol Med. -2016. -- Dec. -- T. 8, № 12. -- C. 1421-1437.

[261] Vollrath J. T., Sechi A., Dreser A., Katona I., Wiemuth D., Vervoorts J., Dohmen M., Chandrasekar A., Prause J., Brauers E., Jesse C. M., Weis J., Goswami A. Loss of function of the ALS protein SigR1 leads to ER pathology associated with defective autophagy and lipid raft disturbances // Cell Death Dis. -- 2014. -- Jun 12. -- T. 5. -- C. e1290.

[262] Langa F., Codony X., Tovar V., Lavado A., Gimenez E., Cozar P., Cantero M., Dordal A., Hernandez E., Perez R., Monroy X., Zamanillo D., Guitart X., Montoliu L. Generation and phenotypic analysis of sigma receptor type I (sigma 1) knockout mice // Eur J Neurosci. -- 2003. -- Oct. -- T. 18, № 8. -- C. 2188-96.

[263] Sabino V., Cottone P., Parylak S. L., Steardo L., Zorrilla E. P. Sigma-1 receptor knockout mice display a depressive-like phenotype // Behav Brain Res. -- 2009. -- Mar 17. -- T. 198, № 2. -- C. 472-6.

[264] Alon A., Schmidt H. R., Wood M. D., Sahn J. J., Martin S. F., Kruse A. C. Identification of the gene that codes for the sigma2 receptor // Proc Natl Acad Sci U S

A. -- 2017. -- Jul 3. -- T. 114, № 27. -- C. 7160-7165.

[265] Su T. P., Su T. C., Nakamura Y., Tsai S. Y. The Sigma-1 Receptor as a Pluripotent Modulator in Living Systems // Trends Pharmacol Sci. -- 2016. -- Apr. -- T. 37, № 4. -- C. 262-278.

[266] Zheng H., Liu W., Anderson L. Y., Jiang Q. X. Lipid-dependent gating of a voltage-gated potassium channel // Nat Commun. -- 2011. -- T. 2. -- C. 250.

[267] Korinek M., Vyklicky V., Borovska J., Lichnerova K., Kaniakova M., Krausova

B., Krusek J., Balik A., Smejkalova T., Horak M., Vyklicky L. Cholesterol modulates open probability and desensitization of NMDA receptors // J Physiol. -- 2015. -- May 15. -- T. 593, № 10. -- C. 2279-93.

[268] Li Y., Ge M., Ciani L., Kuriakose G., Westover E. J., Dura M., Covey D. F., Freed J. H., Maxfield F. R., Lytton J., Tabas I. Enrichment of endoplasmic reticulum with cholesterol inhibits sarcoplasmic-endoplasmic reticulum calcium ATPase-2b activity in parallel with increased order of membrane lipids: implications for depletion of endoplasmic reticulum calcium stores and apoptosis in cholesterol-loaded macrophages // J Biol Chem. -- 2004. -- Aug 27. -- T. 279, № 35. -- C. 37030-9.

[269] Cannon B., Hermansson M., Gyorke S., Somerharju P., Virtanen J. A., Cheng K. H. Regulation of calcium channel activity by lipid domain formation in planar lipid bilayers // Biophys J. -- 2003. -- Aug. -- T. 85, № 2. -- C. 933-42.

[270] Purcell E. K., Liu L., Thomas P. V., Duncan R. K. Cholesterol influences voltage-gated calcium channels and BK-type potassium channels in auditory hair cells // PLoS One. -- 2011. -- T. 6, № 10. -- C. e26289.

[271] Yang Y., Wang Y. F., Yang X. F., Wang Z. H., Lian Y. T., Yang Y., Li X. W., Gao X., Chen J., Shu Y. W., Cheng L. X., Liao Y. H., Liu K. Specific Kv1.3 blockade modulates key cholesterol-metabolism-associated molecules in human macrophages exposed to ox-LDL // J Lipid Res. -- 2013. -- Jan. -- T. 54, № 1. -- C. 34-43.

[272] Abi-Char J., Maguy A., Coulombe A., Balse E., Ratajczak P., Samuel J. L., Nattel S., Hatem S. N. Membrane cholesterol modulates Kv1.5 potassium channel distribution and function in rat cardiomyocytes // J Physiol. -- 2007. -- Aug 1. -- T. 582, № Pt 3. -C. 1205-17.

[273] Wong A. Y., Hristova E., Ahlskog N., Tasse L. A., Ngsee J. K., Chudalayandi P., Bergeron R. Aberrant Subcellular Dynamics of Sigma-1 Receptor Mutants Underlying Neuromuscular Diseases // Mol Pharmacol. -- 2016. -- Sep. -- T. 90, № 3. -- C. 238-53.

[274] Romanenko V. G., Fang Y., Byfield F., Travis A. J., Vandenberg C. A., Rothblat G. H., Levitan I. Cholesterol sensitivity and lipid raft targeting of Kir2.1 channels // Biophys J. -- 2004. -- Dec. -- T. 87, № 6. -- C. 3850-61.

[275] Tchedre K. T., Huang R. Q., Dibas A., Krishnamoorthy R. R., Dillon G. H., Yorio T. Sigma-1 receptor regulation of voltage-gated calcium channels involves a direct interaction // Invest Ophthalmol Vis Sci. -- 2008. -- Nov. -- T. 49, № 11. -- C. 49935002.

[276] Sen L., Bialecki R. A., Smith E., Smith T. W., Colucci W. S. Cholesterol increases the L-type voltage-sensitive calcium channel current in arterial smooth muscle cells // Circ Res. -- 1992. -- Oct. -- T. 71, № 4. -- C. 1008-14.