Диссертация (Регенеративные и протекторные эффекты экзогенного пероксиредоксина 6 и паракринных факторов мезенхимальных стволовых клеток при химических и механических травмах кожи), страница 8

et al., 2007;Zhang S. et al., 2014], легких [Fisher A.B. et al., 2014] глаз [Tulsawani R. et al.,2010]. Показан нейропротекторный эффект этого белка [Yun H.M. et al., 2015;Buonora J.E. et al., 2015]. Помимо непосредственного участия эндогенногопероксиредоксина 6 в защите клеток от окислительного повреждения,применение экзогенного Prx 6 успешно используется для повышенияантиоксидантного статуса в ткани при различных свободно-радикальныхпатологиях [Novoselov V.I. et al., 2008; Gordeeva A.E. et al., 2015; PalutinaO.A.

et al., 2015].4.2.2. Пероксиредоксины и их роль в заживлении кожных ранИз-заиспользованияошибочныхсистеманализавраннихисследованиях предполагалось, что пероксидазная активность Prx быланиже, чем глутатонпероксидазы и каталазы. Теперь, однако, Prx признаны вкачествепреобладающегопероксид-восстанавливающегофермента[Winterbourn C.C.; 2008; Karplus P.A. and Poole L.B., 2012]. Prx1 в основномлокализуется в цитозоле и ядре.

Уровень белка Prx1 снижается на раннейстадии процесса заживления ран [Iuchi Y. et al., 2010; Woo H.A. et al., 2010].44Между тем тирозиновый остаток Prx1 фосфорилируется, что вызываетпереходную инактивацию активности пероксидазы [Woo H.A. et al., 2010]. Врезультате происходит локальное накопление перекиси и поддерживаетсясигнализация фосфорилирования из тирозинкиназы для рецептора факторароста посредством окислительной инактивации фосфотирозинфосфатаз (рис.2).

Следовательно, рост клеток протекает в течение длительного периода врезультате повышенного пероксида во время инактивации Prx1. Prx4уникален среди семейства Prxs, поскольку он обладает гидрофобным Nконцевым сигнальным пептидом, который приводит к его секреции из клетоки преобладающей локализации в эндоплазматическом ретикулуме (ER).Небольшая индукция мРНК Prx4, которая возникает во время 5-го дня 8-годня заживления ран, указывает на то, что Prx4 участвует в заживлении ран[Kümin A.

et al., 2007]. Было бы интересно посмотреть, наблюдается ли умышей с дефицитом Prx1- или Prx4 аномальный фенотип, такой какнарушение заживления ран.У пожилых трансгенных мышей, сверхэкспрессирующих Prx6 вкератиноцитах, заживление раны усиливается по сравнению со старымимышами дикого типа [Kümin A. et al., 2006]. У мышей с дефицитом Prx6грануляционная ткань подвергается тяжелым кровоизлияниям [Kümin A. etal., 2007]. Этот фенотип кровоизлияния, по-видимому, вызван увеличениемуровней АФК в воспалительных и эндотелиальных клетках в результатеотсутствия Prx6.На модели повреждений кожи крысы вследствие радиоактивногооблученияпоказано,чтостимуляцияэкспрессииPrx6приводиткуменьшению апоптоза клеток и способствует сохранению целостностимитохондрий после облучения.

Трансфекция Prx6 in vivo снижаетконцентрацию малонового диальдегида и уменьшает индуцированныерадиацией повреждения кожи у крыс. При этом в присутствии Prx6наблюдается понижение содержания появившихся в результате облучения45АФК в клетке [Zhang S. et al., 2014]. Таким образом, доказанаантиоксидантная эффективность Prx6.4.3. Пероксиредоксин 6Среди представителей семейства Prxs особый интерес представляетперексиредоксин 6 (Prx6). Это полифункциональный фермент. Наряду спероксидазной активностью он обладает также фосфолипазной активностьюи способен восстанавливать гидроперекиси фосфолипидов [Fisher A.B., 2011;Rahaman H. et al., 2012.]. Описана также его пероксинитритрудуктазнаяактивность [Peshenko I.V. et al., 2001]Пероксиредоксин 6 имеет широкое распространение в организме идоминируетвцитоплазмеэпителиальныхклетокмногихтканей.Максимально его содержание отмечается в верхних дыхательных путях илегких, в обонятельном эпителии и эпидермисе кожи [Novoselov S.V.

et al.,1999; Liu N.N. et al., 2015]. В коже максимальное содержание белкаобнаружено в сальных железах волосяных фолликул и в слое гранулярныхклеток эпидермиса [Novoselov S.V. et al., 1999].Пероксиредоксин 6 имеет тиоредоксиновую укладку. Пероксидазныйкаталитическийостатками:центрHis39,формируетсяCys47иArg132,тремявысококонсервативнымирасположенныминаN-концеполипептидной цепи (рис. 5). Пероксидазная активность Prx6 проявляется вотношении широкого спектра пероксидов, включая H2O2, органическиегидропероксиды, такие как гидропероксид трет-бутила и гидропероксидкумена, гидропероксиды жирных кислот и гидропероксиды фосфолипидов.ПриэтомPrx6способенвосстанавливатьсвободныемолекулыгидропероксидов жирных кислот, в том числе в составе фосфолипидов[Peshenko I.V.

et al, 2001].В то время как Prx 1-5 содержат два реакционноспособных цистеина ииспользуют тиоредоксин и / или глутатион в качестве субстрата [Hofmann B.et al., 2002; Rhee S.G. et al., 2001; Wood Z.A. et al., 2003]. Prx6 или 1-Cys-46пероксиредоксин имеет один окислительно-восстановительный цистеин ииспользует глутатион для каталитического восстановления пероксидаводорода [Manevich Y. et al., 2004] и различных органических пероксидов[Manevich Y. and Fisher A.B., 2005]. Кроме того, показано, что Prx6 обладаетфосфолипазной активностью [Chen J.W.

et al., 2000; Wu Y.Z. et al., 2005].Предыдущие исследования показали, что избыточная экспрессия Prx6 вразных типах клеток защищает от цитотоксичности, индуцированной АФК.Рис. 5. Тиоредоксиновая укладка пероксиредоксина 6.Пероксидазный центр сформирован аминокислотами: His39, Cys47, Arg132.Фосфолипазный центр (iPLA2) располагается на поверхности молекулы и включает всебя: His26, Ser32, Asp140.Следует подчеркнуть, что пероксидазная активность Prx6 эффективнопроявляется даже при малых концентрациях перекисей (1–100 мкМ), прикоторых другие низкомолекулярные антиоксиданты малоэффективны [FisherA.B., 2011].

Пероксидазная активность человеческого Prx6 в присутствиимолекул GSH и πGST составляет 1.8 - 5 мкмоль/мин/мг белка [Manevich Y. etal., 2009].Наличие дополнительной фосфолипазной активности отличает Prx6 отдругихпредставителейсемейства.Аминокислоты,отвечающиезафосфолипазную активность, располагаются на N-конце полипептидной цепи(риc. 6). Таким образом, Prx6 – уникальный, бифункциональный фермент,47который может быть так же и пероксидазой, защищая от действияпероксидов, а благодаря активности аiPLA2 способен участвовать и вметаболизме мембранных фосфолипидов [Manevich Y.

et al., 2009; FisherA.B., 2011].Полифункциональность Prx6 включается в себя его способностьвзаимодействовать с рецептором TLR4 плазматической мембраны клетки[Kuang X. et al., 2014; Wang X. et al., 2015]. Показано, что Prx6 способенформировать в плазматической мембране катион-селективные ионныеканалы кластерного типа [Grigoriev P.A. et al., 2016]. Такие особенностипероксиредоксина 6 делают его непосредственным участником клеточнойсигнализации.ОднакоосновнойциклработпоисследованиюPrx6вфункционировании организма указывает на его доминирующую роль взащите от окислительного поражения органов [Volkova A.G.

et al., 2014,Gordeeva A.E. et al., 2015; Palutina O.A. et al., 2015].Применение экзогенного Prx6 успешно используется для повышенияантиоксидантного статуса в ткани при свободно-радикальных патологиях[Novoselov V.I. et al., 2008; Volkova A.G. et al., 2014, Gordeeva A.E. et al, 2015;Palutina O.A.

et al., 2015]. Этот аспект применения Prx6 основан на том, что вусловиях гиперпродукции АФК собственная антиоксидантная система, неспособна в полной мере справится с нормализацией свободно-радикальныхпроцессов [Меньщикова Е.Б. и др., 2008]. В этом случае одним из способовснижения избытка АФК является повышение антиоксидантного статуса вповреждаемойантиоксидантовткани,ипутемдругихпримененияагентов,экзогенныхобладающихферментов-антиоксидантнымисвойствами.Подтверждена высокая эффективность использования экзогенного Prx6в терапии целого ряда экспериментальных патологий (химические итермические ожоги органов дыхания, И-Р поражение почек и др.).

Кроме48того, Prx6 является мощным природным радиопротектором [Шарапов М.Г. идр., 2016].При выборе экзогенного фермента-антиоксиданта особую роль играетего субстратная специфичность (способность нейтрализовать различныеклассыактивныхформкислорода).Вэтомотношениинаиболеепредпочтительным является пероксиредоксин 6.Во-первых,посравнениюсобычныминизкомолекулярнымиантиоксидантами он эффективнее нейтрализует АФК. Во-вторых, посравнению с каталазой пероксиредоксин 6 нейтрализует как неорганические,так и органические гидропероксиды; по сравнению с глутатионпероксидазойPrx6 не требует для своего функционирования систем восстановления, типаглутатиона. В-третьих, это мажорный антиоксидант в большинстве тканей,особенно в верхних дыхательных путях. В-четвертых, в настоящее времясуществует достаточно много данных, которые дают основания полагать, чтопероксиредоксины могут применяться в терапии заболеваний, патогенезкоторых связан с окислительным стрессом [Новоселов В.

И., 2011].Известно, что при различных травмах кожи наблюдается активациясвободнорадикальных реакций, что сопровождается перекисным окислениемлипидов биологических мембран, снижением их прочности и разрушением[Казимирко В.К и др., 2004]. В результате этого снижается активностьферментных систем, расположенных в мембранах, и, как следствие,наблюдается ослабление синтеза макроэргических соединений, что приводитк торможению процессов синтеза белков, нуклеиновых кислот, и замедлениюпроцессоврегенерации.Именнопоэтому,снижениеактивностисвободнорадикальных реакций и активация антиоксидантной системыцелесообразно в комплексной терапии многих патологических процессов, втом числе и при травмах [Казимирко В.К и др., 2004; Al-Jawad F.H. et al.;2008].