Влияние точечных мутаций и некоторых посттрансляционных модификаций на структуру и свойства малых белков теплового шока человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Муранова Лидия Константиновна

• Муранова Лидия Константиновна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Муранова Лидия Константиновна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Структура и некоторые свойства аВ-кристаллина (HspB5)

Структура аВ-кристаллина (HspB5)

Функции аВ-кристаллина

Заболевания человека и HspB5

Некоторые свойства и функции HspB1

Структура HspBl

Функции HspBl

Заболевания, коррелирующие с мутациями HspBl

Структура и свойства HspB6

Структура HspB6

Функции HspB6

Посттрансляционные модификации sHSPs

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Получение препаратов малых белков теплового шока человека

Получение кодирующих конструкций sHSPs

Трансформация плазмид в штаммы E.coli методом теплового шока

Тестовая экспрессия мутантных белков

Препаративная экспрессия малых белков теплового шока

Выделение малых белков теплового шока

Хроматографические методы очистки sHSPs

Очистка мутантных форм sHSPs и белков дикого типа методом ионообменной хроматографии

Очистка мутантных форм sHSPs и белков дикого типа методом гель-хроматографии

Очистка мутантной формы HspB1 R127W методом гидрофобной хроматографии

Получение препаратов протеинкиназ

Коэкспрессия HspB5 и соответствующих протеинкиназ в клетках E. coli

Выделение и очистка в,_-кристаллина из хрусталика глаза быка

Модификация HspB6 метилглиоксалем

Ограниченный протеолиз sHSPs

Фосфорилирование малых белков теплового шока in vitro

Фосфорилирование sHSPs MAPKAP киназой

Фосфорилирование sHSPs cAMP-зависимой протеинкиназой А

Олигомерная структура малых белков теплового шока

Определение олигомерного структуры методом гель-фильтрации

Определение олигомерного структуры методом динамического лазерного светорассеяния

Метод аналитического ультрацентрифугирования и определение олигомерного состояния sHSPs

Анализ гетероолигомерных комплексов, образуемых различными малыми белками теплового шока

Использование метода гель-фильтрации для анализа гетероолигомерных комплексов малых белков теплового шока

Использование метода ионообменной хроматографии для анализа образование гетероолигомеров между HspB4 и HspB5

Идентификация гетероолигомерных комплексов HspB1-HspB6 путем химического «сшивания»

сульфгидрильных групп

Анализ гетероолигомеризации HspB5 и HspB4 методом нативного фореза по Девису

Определения шапероноподобной активности малых белков теплового шока

Аналитические методы исследования

Спектральные методы исследования

Метод собственной триптофановой флуоресценции

Спектральные методы анализа термостабильности малых белков теплового шока

Использование гидрофобного зонда bis-ANS для анализа гидрофобных свойств HspB1 и его точечных мутантных форм

Электрофоретические методы исследования

Метод электрофореза нуклеиновых кислот в агарозе

Метод SDS-электрофореза в полиакриламидном геле по Леммли

Метод электрофореза в мочевине по Перье-Перри

Метод нативного электрофореза по Девису

Спектрофотометрическое определение концентрации белка

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние мутаций, локализованных в а-кристаллиновом домене и коррелирующих с наследственной нейропатией Шарко-Мари-Тутса II типа, на структуру и физико-химические свойства HspBI

Спектральные свойства и термическая стабильность олигомеров исследуемых мутантных форм HspBI с

заменами в ACD

Влияние мутаций, локализованных в а-кристаллинового домене, на олигомерное состояние HspBI

Эффект аминокислотных замен в пределах а-кристаллинового домена на процессы

гетероолигомеризации HspBI

Влияние мутаций в а-кристаллиновом домене на шапероноподобную активность HspBI

Влияние мутаций, локализованных в N-концевом домене и коррелирующих с наследственной нейропатией Шарко-

Мари-Тутса II типа, на структуру и физико-химические свойства HspBI

Спектральные свойства и термическая стабильность олигомеров мутантных форм HspBI с заменами в

NTD, коррелирующими с нейропатией Шарко-Мари-Тутса II типа

Влияние точечных замен в N-концевом домене на олигомерное состояние HspBI

Влияние точечных мутаций в N-концевом домене на гетероолигомеризацию HspBI

Влияние мутаций в N-концевом домене на шапероноподобную активность HspBI

Влияние мутаций, локализованных в N-концевом домене и коррелирующих с наследственной катарактой, на

структуру и физико-химические свойства HspB5

Термическая стабильность олигомеров мутантных форм HspB5 с заменами в NTD, коррелирующими с наследственной катарактой

Влияние точечных замен в N-концевом домене на олигомерную структуру HspB5

Эффект точечных мутаций в N-концевом домене, коррелирующих с наследственной катарактой, на гетероолигомеризацию HspB5

Шапероноподобная активность HspB5, содержащего в N-концевом домене точечные замены, коррелирующие с наследственной катарактой

Влияние модификации метилглиоксалем (МГО) на структуру и физико-химические свойства малого белка теплового

шока HspB6

Спектральные свойства и термическая стабильность HspB6, модифицированного МГО

Влияние модификации МГО на олигомеризацию и гетероолигомеризацию HspB6

Влияние модификации метилглиоксалем на фосфорилирование HspB6 cAMP-зависимой протеинкиназой

Влияние модификации метилглиоксалем на шапероноподобную активность HspB6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние точечных мутаций и некоторых посттрансляционных модификаций на структуру и свойства малых белков теплового шока человека»

- 4 -ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Малые белки теплового шока (sHSPs, или по современной классификации HspB) - широко-распространенная группа белков, представители которой обнаружены у самых разных, организмов от архей и бактерий до растений и животных (Kampinga et al. 2009). Столь широкое распространение малых белков теплового шока среди филогенетически очень далеких организмов может быть обусловлено тем, что sHSPs выполняют множество функций в клетке. Например, малые белки теплового шока могут участвовать в регуляции апоптоза (программируемой клеточной гибели), в поддержании окислительно-восстановительного баланса клетки, стабилизации цитоскелета и в большом количестве других клеточных процессов (Mymrikov et al. 2011). Отличительной чертой малых белков теплового шока является их способность предотвращать агрегацию частично денатурированных белков, накапливающихся в условиях стресса. Таким образом, sHSPs непосредственным образом участвуют в поддержании протеостаза клетки. В связи с этим при стрессе (например, при увеличении температуры) часто отмечают повышение уровня экспрессии именно этой группы белков, поэтому эти белки и получили название белков теплового шока (HSP). Другой особенностью малых белков теплового шока, следующей из названия семейства, является малая молекулярная масса мономера sHSPs (Bakthisaran et al. 2015).

Поскольку малые белки теплового шока участвуют в большом количестве различных клеточных процессов, мутации в генах sHSPs, а также химические модификации полипептидной цепи зачастую коррелируют с развитием разного рода заболеваний. Например, мутации малых белков теплового шока ассоциированы с наследственными кардиомиопатиями, мышечными миопатиями, нейропатиями, и катарактой (Boelens 2014; Adriaenssens et al. 2017). Помимо этого, одним из наиболее распространенных осложнений при диабете является диабетическая катаракта, развивающаяся в результате воздействия повышенных концентраций глюкозы и продуктов ее метаболизма на белки хрусталика глаза, одним из основных компонентов которого являются а-кристаллины, типичные представители семейства малых белков теплового шока (Reddy and Reddy 2016). Для понимания механизма возникновения указанных патологий необходимо ясное представление о том, как именно изменения, вызванные мутациями или химическими модификациями влияют на структуру и свойства малых белков теплового шока. Кроме того, многие фундаментальные вопросы, касающиеся строения, свойств и механизмов функционирования малых белков теплового шока, остаются до сих пор нерешенными.

В связи с этим особый интерес вызывает исследование структуры и физико-химических свойств мутантных форм sHSPs, а также малых белков теплового шока, подвергшихся химическим модификациям. Стоит отметить, что в случае малых белков теплового шока исследование структуры прямыми методами существенно затруднено, поскольку, несмотря на малую молекулярную массу мономеров (12-43 кДа), sHSPs объединяет склонность образовывать динамичные и крупные олигомерные комплексы (Mymrikov et al. 2011). Поскольку все малые белки теплового шока обладают также сходной доменной организацией, все мутации в генах sHSPs можно подразделить на мутации, локализованные внутри высоко консервативной последовательности - а-кристаллинового домена (ACD) и внутри вариабельных и подвижных N- (NTD) и C- концевых доменов (CTD) (Adriaenssens et al. 2017). В этой связи представлялось целесообразным исследовать физико-химические свойства мутантных форм малых белков теплового шока с заменами, коррелирующими с заболеваниями человека и локализованными в разных частях молекулы. Помимо этого представляло интерес изучить свойства малых белков теплового шока, которые могли подвергаться химической модификации уже в ходе различных заболеваний. Кроме того, поскольку активность малых белков теплового шока может регулироваться посредством посттрансляционных модификаций, особое внимание привлекает исследование процесса фосфорилирования и возможное влияние мутаций или других химических модификаций на протекание этого процесса.

Таким образом, целью диссертационного исследования стал сравнительный анализ структуры и физико-химических свойств некоторых мутантных форм HspB1 с заменами в N-концевом и а-кристаллиновом доменах, экспрессия которых коррелирует с нейропатией Шарко-Мари-Тутса II типа, а также мутантных форм HspB5 с заменами в N-концевом домене, ассоциированных с катарактой. Кроме того, мы ставили перед собой цель проанализировать влияние метилглиоксаля (МГО), продукта метаболизма глюкозы, накапливающегося при нарушениях углеводного обмена, на свойства малого белка теплового шока HspB6.

Для достижения этих целей было необходимо решить следующие задачи:

1. Получить гомогенные препараты рекомбинантных белков HspB1, HspB5, HspB6 дикого типа, и их мутантные формы, а также препарат рекомбинантного белка HspB6, модифицированный метиглиоксалем (МГО).

2. Изучить влияние мутаций и химической модификации метилглиоксалем на спектральные свойства исследуемых белков и их термостабильность.

3. Исследовать олигомерное состояние мутантных форм sHSPs и HspB6, модифицированного МГО, и оценить влияние точечных мутаций и химической модификации на фосфорилирование соответствующих малых белков теплового шока.

4. Проанализировать влияние мутаций и химической модификации на способность sHSPs образовывать гетероолигомерные комплексы с другими малыми белками теплового шока.

5. Определить эффект исследуемых модификаций на шапероноподобную активность малых белков теплового шока.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Мутации R127W, S135F и R136W, локализованные в кристаллиновом домене, влияют на межсубъединичные взаимодействия, в результате чего при низкой концентрации олигомеры ШрВ1 оказываются склонными к диссоциации, а при высокой концентрации образуют олигомеры очень больших размеров.

2. Мутации G34R, Р39Ь и Е41К, расположенные в консервативной области ^концевого домена и коррелирующие с болезнью Шарко-Мари-Тутса II типа, сопровождаются увеличением прочности олигомеров, образованных №рВ1, и ингибируют диссоциацию этих комплексов, индуцированную фосфорилированием.

3. Мутации R11H, P20S, R56W, расположенные в ^концевом домене аВ-кристаллина (№рВ5) и коррелирующие с развитием катаракты, влияют на размер и структуру как гомоолигомерных так и гетероолигомерных комплексов, образуемых HspB5 с двумя другими малыми белками теплового шока, ШрВ4 и ШрВ6.

4. Модификация метилглиоксалем ингибирует фосфорилирование №рВ6 под действием сАМР-зависимой протеинкиназы.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые проведено систематическое исследование физико-химических свойств нескольких мутантных форм малых белков теплового шока №рВ1 и №рВ5, экспрессия которых коррелирует с развитием болезни Шарко-Мари-Тутса II типа и катаракты. Установлено, что в зависимости от локализации в структуре белка точечные мутации могут приводить к изменению стабильности и способности образовывать гетероолигомерные комплексы с другими малыми белками теплового шока. Кроме того, точечные мутации влияют на олигомерное состояние и шапероноподобную активность sHSP. Также установлено, что метилглиоксаль, образующийся при нарушениях углеводного обмена, может модифицировать №рВ6 и эта модификация влияет на фосфорилирование №рВ6 под действием сАМР-зависимой протеинкиназы. Полученные результаты могут помочь приблизиться к пониманию фундаментальных основ функционирования малых белков теплового шока и причин возникновения некоторых наследственных заболеваний человека.

Методология и методы диссертационного исследования. Работа проведена с использованием современных биохимических и молекулярно-биологических методов.

Степень достоверности полученных результатов. Достоверность результатов, полученных в ходе работы, подтверждается воспроизводимостью измерений, согласованностью результатов, полученных с использованием широкого набора различных методов, и адекватностью применяемых методик.

Апробация работы была проведена на заседании кафедры биохимии биологического факультета МГУ, а также на XXII Международной научной конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2015" в 2015 году и на XXVIII Зимней молодежной научной школе "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии" в 2016 году.

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 5 статей и 2 тезисов сообщений на конференциях.

Личный вклад соискателя присутствует на всех этапах работы, начиная от отработки используемых методик и завершая получением экспериментальных данных, их обработки, обсуждения результатов и подготовки статей и тезисов конференций.

Структура и объем работы. Диссертационное исследование изложено по стандартному плану и включает в себя введение, обзор литературы, описание используемых материалов и методов, изложение полученных результатов и их обсуждение, выводы и список используемой литературы. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок и 173 библиографические ссылки.

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Муранова Лидия Константиновна

- 108 -ВЫВОДЫ

1. Получены рекомбинантные мутантные формы малого белка теплового шока HspBl, экспрессия которых коррелирует с болезнью Шарко-Мари-Тутса II типа, и мутантные формы HspB5, экспрессия которых коррелирует с врожденной катарактой.

2. Установлено, что мутации в центральной части а-кристалинового домена HspB1 нарушают правильную упаковку мономеров в составе олигомеров и приводят при низкой концентрации белка к диссоциации олигомеров (мутантные формы R127W, S135F), а при высокой концентрации - к ассоциации и формированию очень крупных олигомеров (мутантные формы R127W, S135F и R136W).

3. Мутации в N-концевом домене HspB1 (G34R, P39L, E41K) препятствуют диссоциации олигомеров, вызываемой фосфорилированием, и таким образом нарушают механизмы регуляции активности HspB 1.

4. Точечные мутации в N-концевом домене HspB5, коррелирующие с врожденной катарактой (R11H, P20S, R56W), приводят либо к увеличению размера олигомера (P20S и R56W), либо к некоторому уменьшению размера олигомера (R11H), а также влияют на способность HspB5 взаимодействовать с белками-партнерами, HspB4 и HspB6.

5. Модификация метилглиоксалем, накапливающимся при нарушениях обмена углеводов, ингибирует фосфорилирование HspB6 под действием сАМР-зависимой протеинкиназы и тем самым может нарушать регуляцию активности этого малого белка теплового шока.

6. Точечные мутации, коррелирующие с врожденными заболеваниями, и химические модификации могут нарушать нормальное функционирование малых белков теплового шока, влияя на их олигомерную структуру, регуляцию активности под действием фосфорилирования, а также способность взаимодействовать с белками-партнерами и белками-мишенями.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Муранова Лидия Константиновна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Бурштейн ЭА (1977) Собственная люминесценция белка: Природа и применения. Москва,

Всес. ин-т науч. и техн. информации. Пермяков ЕА (2003) Метод собственной люминесценции белка. Москва, Наука. Практическая химия белка (1989) Редактор Дарбре А., Москва, Мир.

Acunzo J, Katsogiannou M, Rocchi P (2012) Small heat shock proteins HSP27 (HspB1), ab-crystallin (HspB5) and HSP22 (HspB8) as regulators of cell death. Int J Biochem Cell Biol 44:1622-1631. doi: 10.1016/j.biocel.2012.04.002 Adriaenssens E, Geuens T, Baets J, et al (2017) Novel insights in the disease biology of mutant small

heat shock proteins in neuromuscular diseases. Brain 140:2541-2549. doi: 10.1093/brain/awx187 Ahmad MF, Raman B, Ramakrishna T, Rao CM (2008) Effect of Phosphorylation on aB-crystallin: Differences in Stability, Subunit Exchange and Chaperone Activity of Homo and Mixed Oligomers of aB-Crystallin and its Phosphorylation-mimicking Mutant. J Mol Biol 375:10401051. doi: 10.1016/j.jmb.2007.11.019 Ahmed N, Thornalley PJ, Dawczynski J, et al (2003) Methylglyoxal-Derived Hydroimidazolone Advanced Glycation End-Products of Human Lens Proteins. Investig Ophthalmol Vis Sci 44:5287-5292. doi: 10.1167/iovs.03-0573 Almeida-Souza L, Asselbergh B, d'Ydewalle C, et al (2011) Small Heat-Shock Protein HSPB1 Mutants Stabilize Microtubules in Charcot-Marie-Tooth Neuropathy. J Neurosci 31:1532015328. doi: 10.1523/jneurosci.3266-11.2011 Almeida-Souza L, Goethals S, De Winter V, et al (2010) Increased monomerization of mutant HSPB1 leads to protein hyperactivity in Charcot-Marie-Tooth neuropathy. J Biol Chem 285:1277812786. doi: 10.1074/jbc.M109.082644 Andley U (2009) Effects of α-Crystallin on Lens Cell Function and Cataract Pathology. Curr

Mol Med 9:887-892. doi: 10.2174/156652409789105598 Aquilina JA, Watt SJ (2007) The N-terminal domain of aB-crystallin is protected from proteolysis by bound substrate. Biochem Biophys Res Commun 353:1115-1120. doi: 10.1016/j.bbrc.2006.12.176 Arrigo AP (2013) Human small heat shock proteins: Protein interactomes of homo- and hetero-

oligomeric complexes: An update. FEBS Lett. 587:1959-1969 Bakthisaran R, Akula KK, Tangirala R, Rao CM (2016) Phosphorylation of ab-crystallin: Role in

stress, aging and patho-physiological conditions. Biochim. Biophys. Acta - Gen. Subj. 1860:167182

Bakthisaran R, Tangirala R, Rao CM (2015) Small heat shock proteins: Role in cellular functions and pathology. Biochim. Biophys. Acta - Proteins Proteomics 1854:291-319

Basha E, Friedrich KL, Vierling E (2006) The N-terminal arm of small heat shock proteins is

important for both chaperone activity and substrate specificity. J Biol Chem 281:39943-39952. doi: 10.1074/jbc.M607677200 Basha E, O'Neill H, Vierling E (2012) Small heat shock proteins and a-crystallins: dynamic proteins

with flexible functions. Trends Biochem Sci 37:106-17. doi: 10.1016/j.tibs.2011.11.005 Beall AC, Kato K, Goldenring JR, et al (1997) Cyclic nucleotide-dependent vasorelaxation is associated with the phosphorylation of a small heat shock-related protein. J Biol Chem 272:11283-11287. doi: 10.1074/jbc.272.17.11283 Benesch JLP, Ayoub M, Robinson C V., Aquilina JA (2008) Small heat shock protein activity is regulated by variable oligomeric substructure. J Biol Chem 283:28513-28517. doi: 10.1074/jbc.M804729200 Boelens WC (2014) Cell biological roles of aB-crystallin. Prog Biophys Mol Biol 115:3-10. doi:

10.1016/j.pbiomolbio.2014.02.005 Borzova VA, Markossian KA, Muranov KO, et al (2015) Quantification of anti-aggregation activity of

UV-irradiated a-crystallin. Int J Biol Macromol 73:84-91. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2014.10.060 Bova MP, Yaron O, Huang Q, et al (2002) Mutation R120G in B-crystallin, which is linked to a

desmin-related myopathy, results in an irregular structure and defective chaperone-like function. Proc Natl Acad Sci 96:6137-6142. doi: 10.1073/pnas.96.11.6137 Brady JP, Garland DL, Green DE, et al (2001) ??B-crystallin in lens development and muscle

integrity: A gene knockout approach. Investig Ophthalmol Vis Sci 42:2924-2934 Braun N, Zacharias M, Peschek J, et al (2011) Multiple molecular architectures of the eye lens

chaperone B-crystallin elucidated by a triple hybrid approach. Proc Natl Acad Sci 108:2049120496. doi: 10.1073/pnas.1111014108 Bukach O V., Seit-Nebi AS, Marston SB, Gusev NB (2004) Some properties of human small heat shock protein Hsp20 (HspB6). Eur J Biochem 271:291-302. doi: 10.1046/j.1432-1033.2003.03928.x

Capponi S, Geroldi A, Fossa P, et al (2011) HSPB1 and HSPB8 in inherited neuropathies: Study of an Italian cohort of dHMN and CMT2 patients. J Peripher Nerv Syst 16:287-294. doi: 10.1111/j.1529-8027.2011.00361.x Chalova AS, Sudnitsyna M V., Semenyuk PI, et al (2014a) Effect of disulfide crosslinking on thermal transitions and chaperone-like activity of human small heat shock protein HspB1. Cell Stress Chaperones 19:963-972. doi: 10.1007/s12192-014-0520-9 Chalova AS, Sudnitsyna M V., Strelkov S V., Gusev NB (2014b) Characterization of human small heat shock protein HspB1 that carries C-terminal domain mutations associated with hereditary motor neuron diseases. Biochim Biophys Acta - Proteins Proteomics 1844:2116-2126. doi:

10.1016/j.bbapap.2014.09.005 Chebotareva NA (2008) Effect of molecular crowding on the enzymes of glycogenolysis. Biochem

72:1478-1490. doi: 10.1134/s0006297907130056 Chen A, Karolczak-Bayatti M, Sweeney M, et al (2013) Lysine deacetylase inhibition promotes

relaxation of arterial tone and c-terminal acetylation of hspb6 (Hsp20) in vascular smooth muscle cells. Physiol Rep 1:1-11. doi: 10.1002/phy2.127 Chen Q, Yan M, Xiang F, et al (2010) Characterization of a mutant R11H aB-crystallin associated

with human inherited cataract. Biol Chem 391:1391-1400. doi: 10.1515/BC.2010.143 CHOWDARY TK, RAMAN B, RAMAKRISHNA T, RAO CM (2004) Mammalian Hsp22 is a heat-inducible small heat-shock protein with chaperone-like activity. Biochem J 381:379-387. doi: 10.1042/bj20031958

Christians ES, Ishiwata T, Benjamin IJ (2012) Small heat shock proteins in redox metabolism: Implications for cardiovascular diseases. Int J Biochem Cell Biol 44:1632-1645. doi: 10.1016/j.biocel.2012.06.006 Chung CT, Niemela SL, Miller RH (1989) One-step preparation of competent Escherichia coli: transformation and storage of bacterial cells in the same solution. Proc Natl Acad Sci U S A 86:2172-5

Clark AR, Lubsen NH, Slingsby C (2012) SHSP in the eye lens: Crystallin mutations, cataract and

proteostasis. Int J Biochem Cell Biol 44:1687-1697. doi: 10.1016/j.biocel.2012.02.015 Clark AR, Vree Egberts W, Kondrat FDL, et al (2018) Terminal Regions Confer Plasticity to the Tetrameric Assembly of Human HspB2 and HspB3. J Mol Biol 430:3297-3310. doi: 10.1016/jjmb.2018.06.047 D'Ydewalle C, Krishnan J, Chiheb DM, et al (2011) HDAC6 inhibitors reverse axonal loss in a mouse model of mutant HSPB1-induced Charcot-Marie-Tooth disease. Nat Med 17:968-974. doi: 10.1038/nm.2396

Datskevich PN, Nefedova V V., Sudnitsyna M V., Gusev NB (2012) Mutations of small heat shock proteins and human congenital diseases. Biochem 77:1500-1514. doi: 10.1134/s0006297912130081 Davis BJ (1964) Disc Electrophoresis - Ii Method and Application To Human Serum Proteins. Ann N

Y Acad Sci 121:404-427. doi: 10.1111/j.1749-6632.1964.tb14213.x de Jong WW, Lubsen NH, Kraft HJ (1994) Molecular evolution of the eye lens. Prog. Retin. Eye Res. 13:391-442

De Thonel A, Le Mouël A, Mezger V (2012) Transcriptional regulation of small HSP - HSF1 and

beyond. Int J Biochem Cell Biol 44:1593-1612. doi: 10.1016/j.biocel.2012.06.012 Delaye M, Tardieu A (1983) Short-range order of crystallin proteins accounts for eye lens

transparency. Nature 302:415-417. doi: 10.1038/302415a0 Delbecq SP, Jehle S, Klevit R (2012) Binding determinants of the small heat shock protein, ab-

crystallin: Recognition of the TxT motif. EMBO J 31:4587-4594. doi: 10.1038/emboj.2012.318 Der Perng M, Muchowski PJ, Van Den IJssel P, et al (1999) The cardiomyopathy and lens cataract mutation in aB-crystallin alters its protein structure, chaperone activity, and interaction with intermediate filaments in vitro. J Biol Chem 274:33235-33243. doi: 10.1074/jbc.274.47.33235 Dimauro I, Antonioni A, Mercatelli N, Caporossi D (2018) The role of aB-crystallin in skeletal and

cardiac muscle tissues. Cell Stress Chaperones 23:491-505 Dreiza CM, Komalavilas P, Furnish EJ, et al (2010) The small heat shock protein, HSPB6, in muscle

function and disease. Cell Stress Chaperones 15:1-11 Eaton P, Fuller W, Shattock MJ (2002) S-Thiolation of HSP27 regulates its multimeric aggregate size independently of phosphorylation. J Biol Chem 277:21189-21196. doi: 10.1074/jbc.M200591200 Ecroyd H, Meehan S, Horwitz J, et al (2006) Mimicking phosphorylation of aB-crystallin affects its

chaperone activity. Biochem J 401:129-141. doi: 10.1042/bj20060981 Eftink MR (1998) The use of fluorescence methods to monitor unfolding transitions in proteins.

Biochemistry (Mosc) 63:276-84 Fan GC, Kranias EG (2011) Small heat shock protein 20 (HspB6) in cardiac hypertrophy and failure.

J. Mol. Cell. Cardiol. 51:574-577 Fan GC, Ren X, Qian J, et al (2005) Novel cardioprotective role of a small heat-shock protein, Hsp20, against ischemia/reperfusion injury. Circulation 111:1792-1799. doi: 10.1161/01.CIR.0000160851.41872.C6 Fan GC, Yuan Q, Song G, et al (2006) Small heat-shock protein Hsp20 attenuates ß-agonist-mediated cardiac remodeling through apoptosis signal-regulating kinase 1. Circ Res 99:1233-1242. doi: 10.1161/01.RES.0000251074.19348.af Fang X, Bogomolovas J, Trexler C, Chen J (2019) The BAG3-dependent and -independent roles of

cardiac small heat shock proteins. JCI Insight 4:. doi: 10.1172/jci.insight.126464 Fittipaldi S, Mercatelli N, Dimauro I, et al (2015) Alpha B-crystallin induction in skeletal muscle cells under redox imbalance is mediated by a JNK-dependent regulatory mechanism. Free Radic Biol Med 86:331-342. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.05.035 Franck E, Madsen O, Van Rheede T, et al (2004) Evolutionary diversity of vertebrate small heat shock

proteins. J Mol Evol 59:792-805. doi: 10.1007/s00239-004-0013-z Fujii N, Takata T, Fujii N, Aki K (2016) Isomerization of aspartyl residues in crystallins and its influence upon cataract. Biochim Biophys Acta - Gen Subj 1860:183-191. doi: 10.1016/j.bbagen.2015.08.001 Ge H, Du J, Xu J, et al (2017) SUMOylation of HSP27 by small ubiquitin-like modifier 2/3 promotes

proliferation and invasion of hepatocellular carcinoma cells. Cancer Biol Ther 18:552-559. doi: 10.1080/15384047.2017.1345382 Gentil BJ, Cooper L (2012) Molecular basis of axonal dysfunction and traffic impairments in CMT.

Brain Res. Bull. 88:444-453 Gerasimovich ES, Strelkov S V., Gusev NB (2017) Some properties of three aB-crystallin mutants carrying point substitutions in the C-terminal domain and associated with congenital diseases. Biochimie 142:168-178. doi: 10.1016/j.biochi.2017.09.008 Graw J (2009) Genetics of crystallins: Cataract and beyond. Exp. Eye Res. 88:173-189 Haddad NMN, Sun JK, Abujaber S, et al (2014) Cataract surgery and its complications in diabetic

patients. Semin. Ophthalmol. 29:329-337 Hains PG, Truscott RJW (2007) Post-translational modifications in the nuclear region of young, aged,

and cataract human lenses. J Proteome Res 6:3935-3943. doi: 10.1021/pr070138h Haslbeck M, Peschek J, Buchner J, Weinkauf S (2016) Structure and function of a-crystallins: Traversing from in vitro to in vivo. Biochim Biophys Acta - Gen Subj 1860:149-166. doi: 10.1016/j.bbagen.2015.06.008 Haslbeck M, Vierling E (2015) A first line of stress defense: Small heat shock proteins and their function in protein homeostasis. J Mol Biol 427:1537-1548. doi: 10.1016/j.jmb.2015.02.002 Hayes D, Napoli V, Mazurkie A, et al (2009) Phosphorylation dependence of Hsp27 multimeric size and molecular chaperone function. J Biol Chem 284:18801-18807. doi: 10.1074/jbc.M109.011353 Heirbaut M, Lermyte F, Martin EM, et al (2016) The preferential heterodimerization of human small heat shock proteins HSPB1 and HSPB6 is dictated by the N-terminal domain. Arch Biochem Biophys 610:41-50. doi: 10.1016/j.abb.2016.10.002 Hochberg GKA, Ecroyd H, Liu C, et al (2014) The structured core domain of B-crystallin can prevent amyloid fibrillation and associated toxicity. Proc Natl Acad Sci 111:E1562-E1570. doi: 10.1073/pnas.1322673111 Hochberg GKA, Shepherd DA, Marklund EG, et al (2018) Structural principles that enable oligomeric small heat-shock protein paralogs to evolve distinct functions. Science (80- ) 359:930-935. doi: 10.1126/science.aam7229 Holmgren A, Bouhy D, Timmerman V (2013) Molecular Biology of Small Heat Shock Proteins

associated with Peripheral Neuropathies. In: eLS Horowitz P, Prasad V, Luduena RF (1984) Bis(1,8-anilinonaphthalenesulfonate). A novel and potent

inhibitor of microtubule assembly. J Biol Chem 259:14647-14650 Horwitz J, Bova MP, Ding LL, et al (1999) Lens a-crystallin: Function and structure. Eye 13:403-408. doi: 10.1038/eye.1999.114

Houlden H, Laura M, Wavrant-De Vrièze F, et al (2008) Mutations in the HSP27 (HSPB1) gene cause dominant, recessive, and sporadic distal HMN/CMT type 2. Neurology 71:1660-1668. doi: 10.1212/01.wnl.0000319696.14225.67 Imahori T, Hosoda K, Nakai T, et al (2017) Combined metabolic and transcriptional profiling identifies pentose phosphate pathway activation by HSP27 phosphorylation during cerebral ischemia. Neuroscience 349:1-16. doi: 10.1016/j.neuroscience.2017.02.036 Jehle S, Rajagopal P, Bardiaux B, et al (2010) Solid-state NMR and SAXS studies provide a structural basis for the activation of ab-crystallin oligomers. Nat Struct Mol Biol 17:1037-1042. doi: 10.1038/nsmb.1891

Jehle S, Vollmar BS, Bardiaux B, et al (2011) N-terminal domain of B-crystallin provides a conformational switch for multimerization and structural heterogeneity. Proc Natl Acad Sci 108:6409-6414. doi: 10.1073/pnas.1014656108 Jovcevski B, Andrew Aquilina J, Benesch JLP, Ecroyd H (2018) The influence of the N-terminal

region proximal to the core domain on the assembly and chaperone activity of aB-crystallin. Cell Stress Chaperones 23:827-836. doi: 10.1007/s12192-018-0889-y Jovcevski B, Kelly MA, Rote AP, et al (2015) Phosphomimics destabilize Hsp27 oligomeric assemblies and enhance chaperone activity. Chem Biol 22:186-195. doi: 10.1016/j.chembiol.2015.01.001 Kampinga HH, Hageman J, Vos MJ, et al (2009) Guidelines for the nomenclature of the human heat

shock proteins. Cell Stress Chaperones 14:105-111 Kamradt MC, Chen F, Cryns VL (2001) The Small Heat Shock Protein aB-Crystallin Negatively Regulates Cytochrome c- and Caspase-8-dependent Activation of Caspase-3 by Inhibiting Its Autoproteolytic Maturation. J Biol Chem 276:16059-16063. doi: 10.1074/jbc.C100107200 Kappé G, Boelens WC, Jong WWD (2010) Why proteins without an a-crystallin domain should not be included in the human small heat shock protein family HSPB. Cell Stress Chaperones 15:457461. doi: 10.1007/s12192-009-0155-4 Kato K, Ito H, Kamei K, et al (1998) Phosphorylation of aB-crystallin in mitotic cells and

identification of enzymatic activities responsible for phosphorylation. J Biol Chem 273:2834628354. doi: 10.1074/jbc.273.43.28346 Khalil AA, Kabapy NF, Deraz SF, Smith C (2011) Heat shock proteins in oncology: Diagnostic

biomarkers or therapeutic targets? Biochim. Biophys. Acta - Rev. Cancer 1816:89-104 Khan AO, Safieh LA, Alkurarya F (2010) Later retinal degeneration following childhood surgical aphakia in a family with recessive CRYAB mutation (p.R56W). Ophthalmic Genet 31:30-36. doi: 10.3109/13816810903452047 Kielmas M, Kijewska M, Kluczyk A, et al (2015) Comparison of modification sites in glycated

crystallin in vitro and in vivo. Anal Bioanal Chem 407:2557-2567. doi: 10.1007/s00216-015-8487-7

Kim KK, Kim R, Kim SH (1998) Crystal structure of a small heat-shock protein. Nature 394:595-599. doi: 10.1038/29106

Kötter S, Unger A, Hamdani N, et al (2014) Human myocytes are protected from titin aggregation-induced stiffening by small heat shock proteins. J Cell Biol 204:187-202. doi: 10.1083/jcb.201306077

Kumar PA, Kumar MS, Reddy GB (2007) Effect of glycation on a-crystallin structure and chaperone-

like function. Biochem J 408:251-258. doi: 10.1042/bj20070989 Laemmli UK (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage

T4. Nature 227:680-685. doi: 10.1038/227680a0 Lanneau D, Wettstein G, Bonniaud P, Garrido C (2010) Heat shock proteins: Cell protection through

protein triage. ScientificWorldJournal. 10:1543-1552 Larkins NT, Murphy RM, Lamb GD (2012) Influences of temperature, oxidative stress, and

phosphorylation on binding of heat shock proteins in skeletal muscle fibers. Am J Physiol Physiol 303:C654-C665. doi: 10.1152/ajpcell.00180.2012 Lebowitz J, Lewis MS, Schuck P (2009) Modern analytical ultracentrifugation in protein science: A

tutorial review. Protein Sci 11:2067-2079. doi: 10.1110/ps.0207702 Lee JH, Shin DH, Lupovitch A, Shi DX (1984) Glycosylation of lens proteins in senile cataract and diabetes mellitus. Biochem Biophys Res Commun 123:888-893. doi: 10.1016/S0006-291X(84)80218-1

Lelj-Garolla B, Mauk AG (2005) Self-association of a small heat shock protein. J Mol Biol 345:631642. doi: 10.1016/jjmb.2004.10.056 Li DW-C, Liu J-P, Mao Y-W, et al (2005) Calcium-activated RAF/MEK/ERK Signaling Pathway Mediates p53-dependent Apoptosis and Is Abrogated by aB-Crystallin through Inhibition of RAS Activation. Mol Biol Cell 16:4437-4453. doi: 10.1091/mbc.e05-01-0010 Li H, Li C, Lu Q, et al (2008) Cataract mutation P20S of aB-crystallin impairs chaperone activity of aA-crystallin and induces apoptosis of human lens epithelial cells. Biochim Biophys Acta - Mol Basis Dis 1782:303-309. doi: 10.1016/j.bbadis.2008.01.011 Liang JN, Chylack LT (1987) Spectroscopic study on the effects of nonenzymatic glycation in human

a-crystallin. Investig Ophthalmol Vis Sci 28:790-794 Lim SC, Duong HQ, Choi JE, et al (2010) Implication of PI3K-dependent HSP27 and p53 expression in mild heat shock-triggered switch of metabolic stress-induced necrosis to apoptosis in A549 cells. Int J Oncol 36:387-393. doi: 10.3892/ijo-00000511 Liu GS, Zhu H, Cai WF, et al (2018a) Regulation of BECN1-mediated autophagy by HSPB6: Insights

from a human HSPB6 S10F mutant. Autophagy 14:80-97. doi: 10.1080/15548627.2017.1392420 Liu M, Ke T, Wang Z, et al (2006a) Identification of a CRYAB mutation associated with autosomal dominant posterior polar cataract in a Chinese family. Investig Ophthalmol Vis Sci 47:34613466. doi: 10.1167/iovs.05-1438 Liu S, Li J, Tao Y, Xiao X (2007) Small heat shock protein aB-crystallin binds to p53 to sequester its translocation to mitochondria during hydrogen peroxide-induced apoptosis. Biochem Biophys Res Commun 354:109-114. doi: 10.1016/j.bbrc.2006.12.152 Liu Y, Zhang X, Luo L, et al (2006b) A novel aB-crystallin mutation associated with autosomal dominant congenital lamellar cataract. Investig Ophthalmol Vis Sci 47:1069-1075. doi: 10.1167/iovs.05-1004

Liu Z, Wang C, Li Y, et al (2018b) Mechanistic insights into the switch of aB-crystallin chaperone activity and self-multimerization. J Biol Chem 293:14880-14890. doi: 10.1074/jbc.RA118.004034 Lu T, Zou Y, Zhou X, et al (2019) The mechanism on phosphorylation of Hsp20 Ser16 inhibit GA

stress and ER stress during OGD/R. PLoS One 14:. doi: 10.1371/journal.pone.0213410 Lyons TJ, Silvestri G, Dunn JA, et al (1991) Role of glycation in modification of lens crystallins in diabetic and nondiabetic senile cataracts. Diabetes 40:1010-1015. doi: 10.2337/diab.40.8.1010 Mao YW, Liu JP, Xiang H, Li DWC (2004) Human aA- and aB-crystallins bind to Bax and Bcl-Xs to sequester their translocation during staurosporine-induced apoptosis. Cell Death Differ. 11:512526

Markov DI, Pivovarova A V., Chernik IS, et al (2008) Small heat shock protein Hsp27 protects myosin S1 from heat-induced aggregation, but not from thermal denaturation and ATPase inactivation. FEBS Lett 582:1407-1412. doi: 10.1016/j.febslet.2008.03.035 Matsushima-Nishiwaki R, Toyoda H, Nagasawa T, et al (2016) Phosphorylated heat shock protein 20 (HSPB6) regulates transforming growth factor-a-induced migration and invasion of hepatocellular carcinoma cells. PLoS One 11:e0151907. doi: 10.1371/journal.pone.0151907 McDonald ET, Bortolus M, Koteiche HA, McHaourab HS (2012) Sequence, structure, and dynamic determinants of Hsp27 (HspB1) equilibrium dissociation are encoded by the N-terminal domain. Biochemistry 51:1257-1268. doi: 10.1021/bi2017624 Mchaourab HS, Berengian AR, Koteiche HA (1997) Site-directed spin-labeling study of the structure and subunit interactions along a conserved sequence in the a-crystallin domain of heat- shock protein 27. Evidence of a conserved subunit interface. Biochemistry 36:14627-14634. doi: 10.1021/bi971700s

Mchaourab HS, Godar JA, Stewart PL (2009) Structure and mechanism of protein stability sensors: Chaperone activity of small heat shock proteins. Biochemistry 48:3828-3837

Miesbauer LR, Zhou X, Yang Z, et al (1994) Post-translational modifications of water-soluble human

lens crystallins from young adults. J Biol Chem 269:12494-12502 Muranova LK, Perfilov MM, Serebryakova M V., Gusev NB (2016) Effect of methylglyoxal

modification on the structure and properties of human small heat shock protein HspB6 (Hsp20). Cell Stress Chaperones 21:617-629. doi: 10.1007/s12192-016-0686-4 Muranova LK, Sudnitsyna M V., Gusev NB (2018) aB-Crystallin Phosphorylation: Advances and

Problems. Biochem 83:1196-1206. doi: 10.1134/s000629791810005x Muranova LK, Weeks SD, Strelkov S V., Gusev NB (2015) Characterization of mutants of human small heat shock protein HspB1 carrying replacements in the N-terminal domain and associated with hereditary motor neuron diseases. PLoS One 10:. doi: 10.1371/journal.pone.0126248 Mymrikov E V., Daake M, Richter B, et al (2017) The chaperone activity and substrate spectrum of

human small heat shock proteins. J Biol Chem 292:672-684. doi: 10.1074/jbc.M116.760413 Mymrikov E V., Seit-Nebi AS, Gusev NB (2011) Large Potentials of Small Heat Shock Proteins.

Physiol Rev 91:1123-1159. doi: 10.1152/physrev.00023.2010 Mymrikov E V., Seit-Nebi AS, Gusev NB (2012) Heterooligomeric complexes of human small heatshock proteins. Cell Stress Chaperones 17:157-169. doi: 10.1007/s12192-011-0296-0 Nagaraj RH, Oya-Ito T, Padayatti PS, et al (2003) Enhancement of chaperone function of a-crystallin

by methylglyoxal modification. Biochemistry 42:10746-10755. doi: 10.1021/bi034541n Nagasawa T, Matsushima-Nishiwaki R, Toyoda H, et al (2014) Heat shock protein 20 (HSPB6)

regulates apoptosis in human hepatocellular carcinoma cells: Direct association with Bax. Oncol Rep 32:1291-1295. doi: 10.3892/or.2014.3278 Nefedova V V., Datskevich PN, Sudnitsyna M V., et al (2013a) Physico-chemical properties of R140G and K141Q mutants of human small heat shock protein HspB1 associated with hereditary peripheral neuropathies. Biochimie 95:1582-1592. doi: 10.1016/j.biochi.2013.04.014 Nefedova V V., Sudnitsyna M V., Gusev NB (2017) Interaction of small heat shock proteins with light component of neurofilaments (NFL). Cell Stress Chaperones 22:467-479. doi: 10.1007/s12192-016-0757-6

Nefedova V V., Sudnitsyna M V., Strelkov S V., Gusev NB (2013b) Structure and properties of G84R and L99M mutants of human small heat shock protein HspB1 correlating with motor neuropathy. Arch Biochem Biophys 538:16-24. doi: 10.1016/j.abb.2013.07.028 Neppl RL, Kataok M, Wang DZ (2014) Crystallin-aB regulates skeletal muscle homeostasis via modulation of Argonaute2 activity. J Biol Chem 289:17240-17248. doi: 10.1074/jbc.M114.549584 Netsirisawan P, Chaiyawat P, Chokchaichamnankit D, et al (2018) Decreasing O-GlcNAcylation affects the malignant transformation of MCF-7 cells via Hsp27 expression and its O-GlcNAc

modification. Oncol Rep 40:2193-2205. doi: 10.3892/or.2018.6617 Palmieri V, Maulucci G, Maiorana A, et al (2013) A-Crystallin Modulates Its Chaperone Activity By

Varying the Exposed Surface. ChemBioChem 14:2362-2370. doi: 10.1002/cbic.201300447 Patil SB, Pawar MD, Bitar KN (2004) Direct association and translocation of PKC-a with calponin.

Am J Physiol Liver Physiol 286:G954-G963. doi: 10.1152/ajpgi.00477.2003 Perrie WT, Perry S V (1970) An electrophoretic study of the low-molecular-weight components of

myosin. Biochem J 119:31-8 Pivovarova A V., Chebotareva NA, Chernik IS, et al (2007) Small heat shock protein Hsp27 prevents heat-induced aggregation of F-actin by forming soluble complexes with denatured actin. FEBS J 274:5937-5948. doi: 10.1111/j.1742-4658.2007.06117.x Pivovarova A V., Mikhailova V V., Chernik IS, et al (2005) Effects of small heat shock proteins on the thermal denaturation and aggregation of F-actin. Biochem Biophys Res Commun 331:1548-1553. doi: 10.1016/j.bbrc.2005.04.077 Préville X, Salvemini F, Giraud S, et al (1999) Mammalian small stress proteins protect against

oxidative stress through their ability to increase glucose-6-phosphate dehydrogenase activity and by maintaining optimal cellular detoxifying machinery. Exp Cell Res 247:61-78. doi: 10.1006/excr.1998.4347

Quinlan RA, Elliott JL, Der Perng M, et al (2013) The specificity of the interaction between aB-crystallin and desmin filaments and its impact on filament aggregation and cell viability. Philos Trans R Soc B Biol Sci 368:1-15. doi: 10.1098/rstb.2012.0375 Raffort J, Lareyre F (2018) Regarding 'Diabetes mellitus increases the risk of ruptured abdominal

aortic aneurysms.' Diabetes Vasc. Dis. Res. 15:94-95 Rajagopal P, Liu Y, Shi L, et al (2015) Structure of the a-crystallin domain from the redox-sensitive

chaperone, HSPB1. J Biomol NMR 63:223-228. doi: 10.1007/s10858-015-9973-0 Rauch JN, Tse E, Freilich R, et al (2017) BAG3 Is a Modular, Scaffolding Protein that physically

Links Heat Shock Protein 70 (Hsp70) to the Small Heat Shock Proteins. J Mol Biol 429:128-141. doi: 10.1016/j.jmb.2016.11.013 Reddy VS, Reddy GB (2016) Role of crystallins in diabetic complications. Biochim. Biophys. Acta -

Gen. Subj. 1860:269-277 Rogalla T, Ehrnsperger M, Preville X, et al (1999) Regulation of Hsp27 oligomerization, chaperone function, and protective activity against oxidative stress/tumor necrosis factor by phosphorylation. J Biol Chem 274:18947-18956. doi: 10.1074/jbc.274.27.18947 Ryazantsev SN, Poliansky NB, Chebotareva NA, Muranov KO (2018) 3D structure of the native a-crystallin from bovine eye lens. Int J Biol Macromol 117:1289-1298. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.06.004

Sacconi S, Féasson L, Antoine JC, et al (2012) A novel CRYAB mutation resulting in multisystemic

disease. Neuromuscul Disord 22:66-72. doi: 10.1016/j.nmd.2011.07.004 Seit-Nebi AS, Datskevich P, Gusev NB (2013) Commentary on paper: Small heat shock proteins and the cytoskeleton: An essential interplay for cell integrity? (Wettstein et al.). Int J Biochem Cell Biol 45:344-346. doi: 10.1016/j.biocel.2012.11.011 Seit-Nebi AS, Gusev NB (2010) Versatility of the small heat shock protein HSPB6 (Hsp20). Cell

Stress Chaperones 15:233-236 Sharma KK, Santhoshkumar P (2009) Lens aging: Effects of crystallins. Biochim. Biophys. Acta -

Gen. Subj. 1790:1095-1108 Shatov VM, Weeks SD, Strelkov S V., Gusev NB (2018) The role of the arginine in the conserved N-terminal domain RLFDQxFG motif of human small heat shock proteins HspB1, HspB4, HspB5, HspB6, and HspB8. Int J Mol Sci 19:. doi: 10.3390/ijms19072112 Shemetov AA, Gusev NB (2011) Biochemical characterization of small heat shock protein HspB8

(Hsp22)-Bag3 interaction. Arch Biochem Biophys 513:1-9. doi: 10.1016/j.abb.2011.06.014 Sin YY, Baillie GS (2015) Heat shock protein 20 (HSP20) is a novel substrate for protein kinase D1

(PKD1). Cell Biochem Funct 33:421-426. doi: 10.1002/cbf.3147 Singla R, Gupta Y, Kalra S (2015) Musculoskeletal effects of diabetes mellitus. J Pak Med Assoc 65:1024-1027

Skouri-Panet F, Michiel M, Férard C, et al (2012) Structural and functional specificity of small heat shock protein HspB1 and HspB4, two cellular partners of HspB5: Role of the in vitro hetero-complex formation in chaperone activity. Biochimie 94:975-984. doi: 10.1016/j biochi.2011.12.018 Sluchanko NN, Beelen S, Kulikova AA, et al (2017) Structural Basis for the Interaction of a Human Small Heat Shock Protein with the 14-3-3 Universal Signaling Regulator. Structure 25:305-316. doi: 10.1016/j.str.2016.12.005 Somara S, Gilmont R, Bitar KN (2009) Role of thin-filament regulatory proteins in relaxation of colonic smooth muscle contraction. Am J Physiol Liver Physiol 297:G958-G966. doi: 10.1152/ajpgi.00201.2009 Srinivas P, Narahari A, Petrash JM, et al (2010) Importance of eye lens a-crystallin heteropolymer with 3:1 aA to aB ratio: Stability, aggregation, and modifications. IUBMB Life 62:693-702. doi: 10.1002/iub.373

Stamler R, Kappé G, Boelens W, Slingsby C (2005) Wrapping the a-crystallin domain fold in a

chaperone assembly. J Mol Biol 353:68-79. doi: 10.1016/j.jmb.2005.08.025 Stengel F, Baldwin AJ, Painter AJ, et al (2010) Quaternary dynamics and plasticity underlie small heat shock protein chaperone function. Proc Natl Acad Sci 107:2007-2012. doi:

10.1073/pnas.0910126107 Stokoe D, Engel K, Campbell DG, et al (1992) Identification of MAPKAP kinase 2 as a major enzyme responsible for the phosphorylation of the small mammalian heat shock proteins. FEBS Lett 313:307-313. doi: 10.1016/0014-5793(92)81216-9 Studier FW (2005) Protein production by auto-induction in high density shaking cultures. Protein Expr Purif 41:207-34

Su SP, McArthur JD, Truscott RJW, Aquilina JA (2011) Truncation, cross-linking and interaction of crystallins and intermediate filament proteins in the aging human lens. Biochim Biophys Acta -Proteins Proteomics 1814:647-656. doi: 10.1016/j.bbapap.2011.03.014 Sudnitsyna M V., Seit-Nebi AS, Gusev NB (2012) Cofilin weakly interacts with 14-3-3 and therefore can only indirectly participate in regulation of cell motility by small heat shock protein HspB6 (Hsp20). Arch Biochem Biophys 521:62-70. doi: 10.1016/j.abb.2012.03.010 Sugiyama Y, Suzuki A, Kishikawa M, et al (2000) Muscle develops a specific form of small heat

shock protein complex composed of MKBP/HSPB2 and HSPB3 during myogenic differentiation. J Biol Chem 275:1095-1104. doi: 10.1074/jbc.275.2.1095 Sun X, Fontaine JM, Rest JS, et al (2004) Interaction of Human HSP22 (HSPB8) with Other Small

Heat Shock Proteins. J Biol Chem 279:2394-2402. doi: 10.1074/jbc.M311324200 Thornell E, Aquilina A (2015) Regulation of aa- and ab-crystallins via phosphorylation in cellular

homeostasis. Cell. Mol. Life Sci. 72:4127-4137 Treweek TM, Rekas A, Lindner RA, et al (2005) R120G aB-crystallin promotes the unfolding of reduced a-lactalbumin and is inherently unstable. FEBS J 272:711-724. doi: 10.1111/j.1742-4658.2004.04507.x

V. Sudnitsyna M, V. Mymrikov E, S. Seit-Nebi A, B. Gusev N (2012) The Role of Intrinsically

Disordered Regions in the Structure and Functioning of Small Heat Shock Proteins. Curr Protein Pept Sci 13:76-85. doi: 10.2174/138920312799277875 Van Montfort RLM, Basha E, Friedrich KL, et al (2001) Crystal structure and assembly of a eukaryotic small heat shock protein. Nat Struct Biol 8:1025-1030. doi: 10.1038/nsb722 Vicart P, Caron A, Guicheney P, et al (1998) A missense mutation in the ab-crystallin chaperone gene

causes a desmin-related myopathy. Nat Genet 20:92-95. doi: 10.1038/1765 Vos MJ, Hageman J, Carra S, Kampinga HH (2008) Structural and functional diversities between members of the human HSPB, HSPH, HSPA, and DNAJ chaperone families. Biochemistry 47:7001-7011

Vos MJ, Kanon B, Kampinga HH (2009) HSPB7 is a SC35 speckle resident small heat shock protein.

Biochim Biophys Acta - Mol Cell Res 1793:1343-1353. doi: 10.1016/j.bbamcr.2009.05.005 Vos T, Allen C, Arora M, et al (2016) Global, regional, and national incidence, prevalence, and years

lived with disability for 310 diseases and injuries, 1990-2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet 388:1545-1602. doi: 10.1016/S0140-6736(16)31678-6

Wang X, Zhao T, Huang W, et al (2009) Hsp20-engineered mesenchymal stem cells are resistant to oxidative stress via enhanced activation of Akt and increased secretion of growth factors. Stem Cells 27:3021-3031. doi: 10.1002/stem.230 Wang Y, Xu A, Ye J, et al (2001) Alteration in Phosphorylation of P20 Is Associated with Insulin

Resistance. Diabetes 50:1821-1827. doi: 10.2337/diabetes.50.8.1821 Weeks SD, Baranova E V., Heirbaut M, et al (2014) Molecular structure and dynamics of the dimeric human small heat shock protein HSPB6. J Struct Biol 185:342-354. doi: 10.1016/j .jsb.2013.12.009 Weeks SD, Muranova LK, Heirbaut M, et al (2018) Characterization of human small heat shock protein HSPB1 a-crystallin domain localized mutants associated with hereditary motor neuron diseases. Sci Rep 8:. doi: 10.1038/s41598-017-18874-x Yao K, Jin C, Zhu N, et al (2011) A novel mutation in CRYAB associated with autosomal dominant

congenital nuclear cataract in a Chinese family. Mol Vis 17:1272-1276 Yousefi R, Javadi S, Amirghofran S, et al (2016) Assessment of structure, stability and aggregation of soluble lens proteins and alpha-crystallin upon non-enzymatic glycation: The pathomechanisms underlying cataract development in diabetic patients. Int J Biol Macromol 82:328-338. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2015.10.036 Zhang X, Min X, Li C, et al (2010) Involvement of reductive stress in the cardiomyopathy in transgenic mice with cardiac-specific overexpression of heat shock protein 27. Hypertension 55:1412-1417. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.109.147066 Zhong B, Hu Z, Tan J, et al (2015) Hsp20 Protects against Oxygen-Glucose Deprivation/Reperfusion-Induced Golgi Fragmentation and Apoptosis through Fas/FasL Pathway. Oxid Med Cell Longev 2015:1-10. doi: 10.1155/2015/606934 Zwirowski S, Klosowska A, Obuchowski I, et al (2017) Hsp70 displaces small heat shock proteins from aggregates to initiate protein refolding. EMBO J 36:783-796. doi: 10.15252/embj.201593378