Офіційний веб сайт

Мембранні механізми нуклеації та токсичної дії білкових агрегатів, пов’язаних із розвитком конформаційних захворювань

м43

Представлено Харківським національним університетом імені В.Н.Каразіна.

Автор: Трусова В.М., к.ф.-м.н.

Робота містить пріоритетні результати стосовно ролі білок-ліпідних взаємодій у процесі патологічної агрегації білків. Запропоновано новий підхід, що дозволяє оцінити структурні параметри амілоїдних фібрил на основі вимірювань ефективності індуктивно-резонансного переносу енергії між амілоїд-специфічними флуорофорами.

Розроблено нову методологію визначення ступеня олігомеризації білків на мембранній матриці, що базується на комплексній інтерпретації даних стаціонарного і часороздільного міжмолекулярного переносу енергії. З використанням ряду флуоресцентних зондів охарактеризовано вплив префібрилярних та фібрилярних агрегатів лізоциму та N-термінального фрагменту аполіпопротеїну А-І на структурно-динамічний стан та фізико-хімічні властивості модельних ліпідних мембран різного складу. Отримано докази структурної трансформації амілоїдних фібрил аполіпопротеїну А-І у мембранному оточенні. Методом молекулярної динаміки вперше проведено дослідження ролі ліпідів в утворенні агрегаційно-компетентної конформації лізоциму, цитохрому с та N-термінального фрагменту аполіпопротеїну А-І. Отримані експериментальні та теоретичні результати важливі для поглиблення уявлень щодо молекулярних механізмів утворення фібрилярних білкових агрегатів та їх структурних інтермедіатів на границі розділу ліпід-вода, а також стосовно мембрано-модифікуючої дії агрегованих білків. Охарактеризовані у роботі новосинтезовані амілоїд-специфічні флуоресцентні зонди можуть бути застосовані при створенні біосенсорних систем для ранньої діагностики конформаційних хвороб, а також для вивчення структурних особливостей амілоїдних фібрил. Дані щодо модифікуючого впливу фібрилярних агрегатів на структурно-динамічний стан ліпідних мембран важливі для запобігання цитотоксичній дії амілоїдних фібрил, яка реалізується на рівні мембран, та розвитку нових стратегій пошуку анти-амілоїдних лікарських препаратів.

Кількість публікацій: 112, в т.ч. 2 розділи у колективних монографіях, 48 статей (30 - у зарубіжних виданнях). Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 333 (згідно з базою даних Google Scholar) та 271 (згідно з базою даних Scopus), h- індекс = 7. Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено 2 патентами.

Надіслати коментар

Коментарі

Довбешко Галині Іванівна

У циклі робіт Трусової В.М. з використанням сучасних експериментальних та теоретичних методів отримано принципово нові і важливі дані про взаємодію ліпідів з модельними білками та пептидами в процесі їх агрегації та утворення амілоїд них структур. Результати проведених досліджень можуть бути використані для розробки діагностики та терапії так званих конформаційних хвороб, а саме, хвороба Альцгеймера, Паркінсона, системна атрофія, губчаста енцефалопатія тощо. У біотехнології фібрили з білка є перспективним матеріалом для створення біосумісних гідрогелів для інкапсуляції та контрольованої доставки лікарських препаратів, як матриця для вирощування 3D клітинних культур та тканинної інженерії. Переваги амілоїдних структур перед синтетичними полімерами полягають у значній гнучкості, біосумісності, здатності до біодеградації, термо- та хімічній стабільност іі можуть бути застосовані для створення нових наноматеріалів .. Безсумнівно, робота Трусової В.М. заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених.
Довбешко Галина Іванівна, доктор фізико-математичних наук, професор, виконуючий обов’язки керівника відділу фізики біологічних систем Інституту Фізики НАН України

Шульга М.Ф., академік НАНУ

Результати, представлені у роботі Валерії Михайлівни Трусової, мають як фундаментальну, так і прикладну значущість, зумовлену, насамперед, необхідністю корекції амілоїдних патологій на молекулярному рівні. Безперечно, робота заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.
Шульга Микола Федорович,
академік НАН України,
академік-секретар Відділення ядерної фізики та енергетики Національної академії наук України,
в.о. Генерального директора Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут”, директор Інституту теоретичної фізики імені О.І.Ахієзера ННЦ ХФТІ,
доктор фізико-математичних наук, професор

Горбенко Г.П., д.ф.-м.н., проф.

Валерія Трусова – виключно талановитий, працелюбний, цілеспрямований молодий дослідник, що вже понад 10 років займається проблемою білок-ліпідних взаємодій. Особливої актуальності ця проблема набула із розвитком уявлень про критичну роль мембран у формуванні амілоїдних агрегатів білків та реалізації їх патогенної дії. Завдяки використанню широкого спектру сучасних біофізичних методів дослідження та розвитку нових теоретичних підходів до аналізу спостережуваних ефектів автору вдалось отримати результати світового рівня. Представлені здобутки переконливо свідчать про те, що Валерія Трусова цілком заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.
Горбенко Галина Петрівна,
д.ф.-м.н., професор кафедри ядерної та медичної фізики
Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна

Paavo Kinnunen

This series of publications represent a truly significant contribution and advance in our understanding of the mechanistic basis of protein agrregation-misfolding disorders, which represents one of the major medical issues globally, with the fraction of aging population increasing. Accordingly, to encourage Dr. Trusova to continue in this field, I very warmly recommend her receiving recognition for her work, hopefully enabling her to bring in the next breakthrough in this important field.
Sincerely
Paavo Kinnunen
professor, Molecular Biophysics
Department of Neurosciences and Biomedical Engineering,
School of Science, Aalto University, FINLAND.

Eva Zerovnik, associate professor

The work of Valeriya Trusova is of highest scientific value in the view that biological membranes play a crucial role in triggering protein fibrillization and amyloid-related cell death. The performed detailed analysis of different physicochemical properties of the aggregation process at a range of lipid-water interfaces is highly relevant. It represents one of the most reasonable and sensible approaches to unravel the mechanisms by which amyloids form in vivo and exert their toxic effects. Of great significance are also practical issues addressed in the work, concerning, particularly, the design of amyloid sensors and the search for inhibitors of amyloidogenesis. It is my strong belief that the aforementioned work is absolutely worthy of the President of Ukraine Award for Young Scientists.
Eva Žerovnik
Associate Professor, PhD
Department of Biochemistry, Molecular and Structural Biology, Jožef Stefan Institute, Ljubljana, Slovenia

Мчедлов-Петросян М. О.

Згідно з сучасними уявленнями, одним із основних детермінантів агрегаційних властивостей білків є білок-ліпідні взаємодії. Однак, незважаючи на значний прогрес, досягнутий у розумінні закономірностей самоасоціації поліпептидів на границі розділу ліпід-вода, молекулярні деталі цього процесу залишаються маловивченими. У світлі цього, робота Трусової В.М. набуває надзвичайної актуальності. Запропонований автором комплексний підхід, що базується на поєднанні високочутливих сучасних методів дослідження, дозволив отримати нову інформацію щодо ролі ліпідів у процесі патологічної агрегації білків. Аналіз результатів проведений на високому рівні з використанням моделей, які максимально враховують особливості білок-ліпідних систем. Важливо, що робота має велике практичне значення, насамперед, у контексті розробки нових стратегій боротьби з патологіями, викликаними місфолдингом та фібрилізацією білків. Безперечно, Трусова Валерія Михайлівна заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.

Мчедлов-Петросян Микола Отарович,

доктор хімічних наук, професор,

Заслужений діяч науки і техніки України

завідувач кафедри фізичної хімії

Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна

Мчедлов-Петросян Микола Отарович

Згідно з сучасними уявленнями, одним із основних детермінантів агрегаційних властивостей білків є білок-ліпідні взаємодії. Однак, незважаючи на значний прогрес, досягнутий у розумінні закономірностей самоасоціації поліпептидів на границі розділу ліпід-вода, молекулярні деталі цього процесу залишаються маловивченими. У світлі цього, робота Трусової В.М. набуває надзвичайної актуальності. Запропонований автором комплексний підхід, що базується на поєднанні високочутливих сучасних експериментальних та теоретичних методів дослідження, дозволив отримати принципово нові дані стосовно ролі ліпідного бішару у процесі патологічної агрегації білків та пептидів. Аналіз результатів проведений на високому рівні з використанням моделей, які максимально враховують особливості білок-ліпідних систем. Важливо, що робота має велике практичне значення, насамперед, у контексті розробки нових стратегій боротьби з патологіями, викликаними місфолдингом та фібрилізацією білків. Безперечно, Трусова Валерія Михайлівна заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.

Мчедлов-Петросян Микола Отарович,

доктор хімічних наук, професор,

Заслужений діяч науки і техніки України,

Лисецький Лонгін Миколайович, д.ф.-м.н., проф.

Робота Трусової Валерії Михайлівни є непересічним досягненням сучасної біофізики. Одержані автором результати, які дають чітку картину агрегаційної поведінки білків в середовищі фосфоліпідних мембран, є не тільки значним внеском у фізику ліпід-білкових взаємодій, але і важливі для медико-біологічних застосувань, зокрема, для створення нових стратегій боротьби з так званими "конформаційними захворюваннями" типу хвороб Альцгеймера і Паркінсона. Науковий рівень роботи дуже високий, результати В.М. Трусової здобули широке міжнародне визнання, і її робота,
безумовно, заслуговує на дуже високу оцінку і присудження Премії Президента України для молодих вчених.

Лисецький Лонгін Миколайович, д.ф.-м.н., професор, провідний науковий співробітник відділу молекулярних та гетероструктурованих
матеріалів Інституту сцинтиляційних матеріалів
НАН України.

Доманов Є.О., к.ф.-м.н.

Dear colleagues, dear members of the jury,
I would like to express my sincere support to the application of Dr. Trusova for the President’s Prize in the area of scientific research. Her research work is focussed on some of the most intriguing phenomena in modern molecular biophysics – the aggregation and structural transformations of physiologically relevant proteins in the lipid membrane context. The subject of protein unfolding and aggregation is vast, and the global research efforts in this field have exploded over the last decade. This is explained by the fact that these phenomena are involved in multiple pathologies of global concern, such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, type II diabetes and numerous amyloidosis conditions. However, the studies of the aggregation in the presence of phospholipid membranes, that is, in the more physiologically-relevant environment, are still relatively scarce. Therefore, the research findings of Valeriya constitute an essential element in the modern research of amyloid aggregation. Her contribution is truly outstanding and establishes a basis for further advances in the biomedical field related to diagnostics and treatment of the conformational diseases. In addition to applied value of this research, Valeriya’s work significantly contributes to fundamental understanding of protein-lipid and protein-protein interactions and expands the range of spectroscopic and modelling approaches for such fundamental studies. I am fully convinced that the scientific work of Dr. Trusova deserves a high appreciation of the Ukraininan and international scientific community and makes her an excellent candidate for the President’s Prize.

Yegor Domanov, PhD
Head of Skin Biophysics Unit, Dept. of Physics
L'OREAL R&I - Advanced Research
France

Косевич М.В., д.ф.-м.н., с.н.с.

Наразі спостерігається не тільки швидке зростання об’єму фундаментальних знань про формування та біологічну дію амілоїдів, але й трансформація цих знань у велике розмаїття біомедичних та технологічних застосувань. Поряд з розробкою нових засобів діагностики та лікування амілоїдних хвороб, значні зусилля зосереджені на дослідженні амілоїдів як виключно перспективного класу наноматеріалів. Саме цими чинниками обумовлена актуальність роботи Трусової В.М. Отримані дані мають велике значення як у теоретичному, так і у практичному аспектах. Я цілковито підтримую відзначення автора премією Президента України для молодих учених.
Косевич Марина Вадимівна,
доктор фізико-математичних наук,
провідний науковий співробітник
відділу молекулярної біофізики
Фізико-технічного інституту низьких
температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України

Olga Gursky, Professor

I would like to express my enthusiastic endorsement of the work of Valeriya Trusova. Her research is directed towards solving the really challenging, important and interestimng problem concerning the hitherto poorly understood role of protein-lipid interactions in promoting and controlling the structural transition of polypeptide chain into a fibrillar state. The complexity of this problem highlights the need for versatile examination of the well-defined model systems in which relative contributions of different factors into the overall process can be precisely determined. The applicant implemented a very worthwhile research program providing a framework for coherent understanding of the molecular mechanisms behind protein fibrillization at the lipid-water interface, the expansion of the realm of amyloid-sensing compounds and the elaboration of efficient ways to preventing undesirable aggregation of membrane-bound proteins. High qualification of the applicant is definitely equal to the tasks. I am absolutely convinced that Valeriya Trusova deserves to be awarded the Prize of the President of Ukraine for Young Scientists.
Sincerely,
Professor Olga Gursky,
Department of Physiology and Biophysics
Boston University School of Medicine, Boston USA

Швець О.В., д.ф.-м.н., с.н.с.

Робота Трусової В.М. є яскравим прикладом того, як комплексне застосування сучасних фізичних методів, таких як стаціонарна та часороздільна флуоресцентна спектроскопія, Фьорстерівський перенос енергії, метод флуоресцентних зондів, атомно-силова та електронна мікроскопія, комп’ютерне моделювання та молекулярна динаміка, дозволило суттєво поглибити розуміння молекулярних основ амілоїдних патологій. Це є ще одним свідченням продуктивності поєднання фізики, біології та медицини. У мене немає сумнівів, що робота заслуговує на присудження премії Президента України.
Швець Олександр В’ячеславович,
доктор фізико-математичних наук,
старший науковий співробітник
Інституту радіофізики і електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України

Гордієнко О.І., д.ф.-м.н., проф.

Упродовж останнього десятиріччя процес одномірної кристалізації білків з утворенням амілоїдних структур привертає дедалі зростаючу увагу дослідників, оскільки формування амілоїдних фібрил пов’язане із розвитком чисельних патологій. Хоча консенсус щодо причинного зв’язку між утворенням амілоїдів та розвитком хвороб був досягнутий досить давно, природа токсичних агентів та молекулярні деталі пошкодження клітини патогенними білковими агрегатами до цього часу залишаються предметом гострих дебатів. З’являється все більше доказів того, що токсична дія амілоїдів реалізується на рівні клітинних мембран. Зважаючи на актуальність роботи Трусової В.М., пріоритетність одержаних результатів та їх безперечну практичну значущість, я всіляко підтримую відзначення автора високою нагородою.
Гордієнко Ольга Іванівна,
доктор фізико-математичних наук, професор,
пров.н.с. відділу низькотемпературного консервування
Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України

Ромоданова Е.О., к.ф.-м.н., доцент

Робота Трусової В.М., висунута на здобуття премії Президента України для молодих учених, виконана на дуже високому методичному та науковому рівні,
а її тема безпосередньо пов’язана з пріоритетними напрямками розвитку науки і техніки, визначеними Верховною Радою України.
Вважаю, що робота насправді гідна високої нагороди.
Ромоданова Елла Олексіївна
кандидат фізико-математичних наук,
доцент кафедри фізики Національного
фармацевтичного університету, м. Харків

Рязанова О.А.., к.ф.-м.н., н.с.

У зв’язку з бурхливим розвитком нанотехнологій наразі велика увага приділяється пошуку нових функціональних матеріалів на основі структурно впорядкованих систем. Одним із таких матеріалів є високовпорядковані агрегати білків – амілоїдні фібрили. З огляду на це, робота Трусової В.М. є надзвичайно актуальною, оскільки у ній за допомогою широкого арсеналу потужних фізичних методів досліджені фізичні механізми формування амілоїдних фібрил на мембранній матриці. Автором розроблено низку нових флуоресцентних підходів до визначення структури білкових агрегатів та оцінки ступеня структурної модифікації мембран під дією агрегованих білків. Одержані результати створюють підґрунтя не тільки для розвитку нових анти-амілоїдних стратегій, але і для розробки нових біосумісних наноматерілів з унікальними фізичними властивостями. Немає сумніву, що представлена робота заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.
Рязанова Ольга
Кандидат фізико-математичних наук,
науковий співробітник
відділу молекулярної біофізики
Фізико-технічного інституту низьких
температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України

Єфімова С.Л.

Хочу підтримати висунення циклу робот В.М. Трусової «Мембранні механізми нуклеації та токсичної дії білкових агрегатів, пов’язаних із розвитком конформаційних захворювань» на здобуття премії Президента України для молодих вчених. Наукова робота, що представлена на конкурс, присвячена дуже актуальній проблемі сучасній біофізики та медицини у цілому - встановленню механізмів нуклеації та токсичної дії білкових агрегатів. Актуальність обраної теми зумовлена тим фактом, що, згідно сучасних уявлень, порушення тривимірної просторової укладки певних білкових молекул, що супроводжується зміною конформації білків, утворенням в уражених клітинах нерозчинних білкових агрегатів у вигляді внутрішньоклітинних включень, є ключовим фактором в етіології низки нейродегенеративних та конформаційних захворювань, таких як хвороби Альцгеймера, Паркінсона, Хантингтона, діабет другого типу, ревматоїдний артрит та інших, які на даний час є невиліковними. Відмічу високий науковий рівень проведених у цьому напрямку досліджень, про що свідчить значна кількість публікацій у престижних наукових виданнях та їх цитування. Відкриті нові ефективні маркери амілоїдних фібрил мають перспективу використання для діагностики конформаційних захворювань на ранній стадії. Безумовно, В.М. Трусова заслуговує на відзнаку.

Єфімова Світлана Леонідівна
доктор фіз.-мат. наук
завідувач відділу нанокристалічних матеріалів
Інституту сцинтиляційних матеріалів НАН України

Владимирова І.М.

Робота Трусової В.М. присвячена проблемі місфолдингу та самоасоціації білків з утворенням особливого типу високовпорядкованих агрегатів, амілоїдних фібрил. В останні десятиріччя цей клас білкових агрегатів привертає неабияку увагу, оскільки амілоїди викликають цілу низку патологій нервової системи та інших органів. Наразі достеменно відомо, що матрицею для нуклеації амілоїдних фібрил можуть слугувати клітинні мембрани, які, у той же час, є мішенню патогенної дії агрегованих білків. З цієї причини, актуальність роботи не викликає сумнівів. Отримані результати мають не тільки фундаментальне, але і велике практичне значення, оскільки вони можуть бути використані, зокрема, для розробки нових підходів до тестування анти-амілоїдних препаратів. Безперечно, представлена робота заслуговує на відзнаку.

Владимирова Інна Миколаївна,
доктор фармацевтичних наук, доцент
кафедри якості, стандартизації та сертифікації ліків
Інституту підвищення кваліфікації фахівців фармації
Національного фармацевтичного університету
Відповідальний секретар міжнародного наукового журналу «ScienceRise»

Шестопалова Анна Викторовна

Шестопалова Анна Викторовна, д.ф.-м.н., заведующая отделом биологической физики Института радиофизики и электроники им. А.Я.Усикова НАН Украины, профессор кафедры молекулярной и медицинской биофизики Харьковского национального университета имени В.Н.Каразина

В работе Трусовой В.М., представляющей результаты системного исследования роли белок-липидных взаимодействий в модуляции агрегации состояния белков, решены несколько принципиальных задач, позволяющих сформулировать представление о молекулярных механизмах патологической агрегации белков как первопричины возникновения целого ряда так называемых информационных болезней, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, диабет второго типа, ревматоидный артрит, прионные болезни.
Необходимо отметить широкое применение в исследованиях Трусовой В.М. методов компьютерного эксперимента. Это позволило автору разработать методические подходы к дифференциации различных стадий фибриллогенеза и структурной характеризации белковых агрегатов, а также создать комплекс компьютерных программ, которые могут быть применены для мониторинга процесса образования амилоидов в водной фазе и на липидный матрицы. Считаю, что работа Трусовой В.М., безусловно, заслуживает присуждения Премии Президента Украины для молодых ученых.

Прилуцький Ю.І.

Актуальність роботи Трусової В.М. обумовлена, насамперед, тим, що наразі відсутня концептуальна база для інтерпретації результатів з вивчення фібрилогенезу білків у мембранному оточенні. Характерною рисою проведених досліджень є їх багатоплановість: важлива інформація про роль білок-ліпідних взаємодій у процесі патологічної фібрилізації білків та пептидів була отримана з використанням комплексу сучасних біофізичних методів, включаючи індуктивно-резонансне перенесення енергії, гасіння власної флуоресценції білків, часороздільної флуоресценції, флуоресцентних зондів та міток, моношарів Ленгмюра, електронної, флуоресцентної та атомно-силової мікроскопії, комп’ютерного моделювання. Авторкою запропоновані оригінальні та теоретично обгрунтовані моделі. Представлена робота має не лише фундаментальне, але й прикладне значення, оскільки її результати можуть бути використані для розробки ефективних анти-амілоїдних стратегій та створення нових біосумісних наноструктур. Вважаю, що Трусова В.М. заслуговує на присудження щорічної премії Президента України для молодих учених.

Прилуцький Ю.І.,
д.ф.-м.н.,проф.,
професор кафедри біофізики ННЦ “Інститут біології”
Київського національного університету
імені Тараса Шевченка

Кирилова Е.М.

Одной из важнейших задач современной биомедицины является эффективная диагностика и поиск лекарственных препаратов против ряда заболеваний, связанных с неправильным сворачиванием белков и их последующей агрегацией с образованием амилоидных фибрилл. Появляется все больше доказательств того, что нуклеация фибриллярных агрегатов и их токсическое действие на клетки являются мембрано-опосредованными процессами. В связи с этим работа Трусовой В.М., цель которой заключалась в выяснении молекулярных механизмов
агрегации белков в мембранном окружении, представляется очень актуальной как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. Впечатляет очень высокий уровень публикаций автора, суммарный импакт которых больше 63. Бесспорно, работа заслуживает
государственной награды.

Кирилова Елена Михайловна
доктор химических наук,
доцент факультета естественных наук и математики
Даугавпилсского университета, Латвия

Слобожанина Е.И.

В последние годы особое внимание уделяется исследованию механизмов образования особого класса белковых агрегатов – амилоидных фибрилл, которые образуются при развитии многих тяжелых заболеваний, в частности, болезней Альцгеймера, Паркинсона, диабета второго типа, ревматоидного артрита. Все более обоснованной становится гипотеза о существовании корреляции между мембранотропными свойствами белковых олигомеров и зрелых фибрилл и их токсическим действием на клетки. В связи с этим не вызывает сомнения актуальность и перспективность работы Трусовой В.М. Aвтором была продемонстрирована принципиальная возможность нуклеации и элонгации фибрилл ряда амилоидогенных белков на границе раздела липид-вода, получена новая информация о характере модифицирующего действия агрегированных белков на молекулярную организацию мембран различного состава и структурной модификации амилоидных фибрилл при связывании с липидным бислоем. Такого рода исследования исключительно важны не только для более глубокого понимания молекулярных основ амилоидных болезней, но и для разработки эффективных стратегий их профилактики и лечения. Кроме того, амилоиды в настоящее время рассматриваются как исключительно перспективный класс биосовместимых наноматериалов. Считаю, что работа Трусовой В.М., безусловно, заслуживает присуждения Премии Президента Украины для молодых ученых.

Слобожанина Екатерина Ивановна
д.б.н., профессор, член-корреспондент НАН Беларуси,
зав. лабораторией медицинской биофизики ГНУ "Институт биофизики и клеточной
инженерии НАН Беларуси"

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.