1. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, Москва, Россия 2. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, Москва, Россия; НИИ фармакологии им. В.В. Закусова, Москва, Россия
Изатин (индолдион-2,3) — эндогенный биологический регулятор, обнаруженный в мозге, периферических тканях и биологических жидкостях человека и животных. Его биологическую активность опосредуют изатин-связывающие белки, многие из которых были идентифицированы в ходе протеомного профилирования препаратов мозга мышей и крыс. Ряд этих белков имеет отношение к развитию нейродегенеративных заболеваний. Ранее на модели экспериментального паркинсонизма, индуцированного семидневным введением пестицида ротенона, были обнаружены выраженные нарушения поведенческих реакций, а также изменения профиля и относительного содержания изатин-связывающих белков мозга. В данной работе мы исследовали поведенческие реакции и относительное содержание изатин-связывающих белков мозга крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом через 5 дней после завершения курсового введения этого нейротоксина. Несмотря на отмену введения ротенона, у животных сохранялись нарушения двигательной активности и координации движений. По результатам протеомного анализа выявлены изменения в относительном содержании 120 белков мозга (относительное содержание 83 белков увеличивалось, а 37 белков снижалось). Сравнительный анализ изатин-связывающих белков, относительное содержание которых в мозге менялось после последней инъекции ротенона (n=16) и через 5 дней (n=11), выявил совпадение только двух (глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы и субъединицы B протонной ATPазы V-типа). При этом большинство обнаруженных белков ассоциировано с нейродегенерацией, включая болезни Паркинсона и Альцгеймера.
Бунеева О.А., Капица И.Г., Казиева Л.Ш., Вавилов Н.Э., Згода В.Г., Медведев А.Е. (2024) Отсроченное действие ротенона на относительное содержание изатин-связывающих белков мозга у крыс с экспериментальным паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 70(1), 25-32.
Бунеева О.А. и др. Отсроченное действие ротенона на относительное содержание изатин-связывающих белков мозга у крыс с экспериментальным паркинсонизмом // Биомедицинская химия. - 2024. - Т. 70. -N 1. - С. 25-32.
Бунеева О.А. и др., "Отсроченное действие ротенона на относительное содержание изатин-связывающих белков мозга у крыс с экспериментальным паркинсонизмом." Биомедицинская химия 70.1 (2024): 25-32.
Бунеева, О. А., Капица, И. Г., Казиева, Л. Ш., Вавилов, Н. Э., Згода, В. Г., Медведев, А. Е. (2024). Отсроченное действие ротенона на относительное содержание изатин-связывающих белков мозга у крыс с экспериментальным паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 70(1), 25-32.
Список литературы
Medvedev A., Igosheva N., Crumeyrolle-Arias M., Glover V. (2005) Isatin: Role in stress and anxiety. Stress, 8(3), 175-183. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Buneeva O., Glover V. (2007) Biological targets for isatin and its analogues: Implications for therapy. Biologics, 1(2), 151-162. PMID: 19707325. Scholar google search
Medvedev A., Buneeva O., Gnedenko O., Ershov P., Ivanov A. (2018) Isatin, an endogenous non-peptide biofactor: A review of its molecular targets, mechanisms of actions and their biomedical implications. Biofactors, 44, 95-108. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Buneeva O. (2022) Tryptophan metabolites as mediators of microbiota-gut-brain communication: Focus on isatin. Front. Behav. Neurosci., 16, 922274. CrossRef Scholar google search
Buneeva O., Gnedenko O., Zgoda V., Kopylov A., Glover V., Ivanov A., Medvedev A., Archakov A. (2010) Isatin binding proteins of rat and mouse brain: Proteomic identification and optical biosensor validation. Proteomics, 10, 23-37. CrossRef Scholar google search
Buneeva O., Kopylov A., Kapitsa I., Ivanova E., Zgoda V., Medvedev A. (2018) The effect of neurotoxin MPTP and neuroprotector isatin on the profile of ubiquitinated brain mitochondrial proteins. Cells, 7(8), 91. CrossRef Scholar google search
Medvedev A., Kopylov A., Buneeva O., Kurbatov L., Tikhonova O., Ivanov A., Zgoda V.A. (2020) Neuroprotective dose of isatin causes multilevel changes involving the brain proteome: Prospects for further research. Int. J. Mol. Sci., 21(11), 4187. CrossRef Scholar google search
Бунеева О.А., Капица И.Г., Згода В.Г., Медведев А.Е. (2023) Нейропротекторные эффекты изатина и афобазола сопровождаются увеличением уровня растворимого в Тритоне Х-100 альфа-синуклеина в мозге крыс с экспериментальным ротеноновым паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 69(5), 290-299. CrossRef Scholar google search
Капица И.Г., Казиева Л.Ш., Вавилов Н.Э., Згода В.Г., Копылов А.Т., Медведев А.Е., Бунеева О.А. (2023) Особенности поведенческих реакций и профиля изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 69(1), 46-54. CrossRef Scholar google search
Бунеева О.А., Капица И.Г., Казиева Л.Ш., Вавилов Н.Э., Згода В.Г., Медведев А.Е. (2023) Количественные изменения изатин-связывающих белков мозга у крыс с индуцированным ротеноном экспериментальным паркинсонизмом. Биомедицинская химия, 69(3), 188-192. CrossRef Scholar google search
Воронина Т.А., Середенин С.Б., Яркова М.А., Воронин М.В. (2012) Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств, часть первая. Миронов А.Н. (ред.), Гриф и К, Москва, 994 с. Scholar google search
Bradford M.M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 72, 248-254. CrossRef Scholar google search
Yu H., Xiong M., Liu C., Xia D., Meng L., Zhang Z. (2023) The γ-adducin 1-357 fragment promotes tau pathology. Front. Aging Neurosci., 15, 1241750. CrossRef Scholar google search
Gallardo G., Barowski J., Ravits J., Siddique T., Lingrel J.B., Robertson J., Steen H., Bonni A. (2014) An α2-Na/K ATPase/α-adducin complex in astrocytes triggers non-cell autonomous neurodegeneration. Nat. Neurosci., 17(12), 1710-1719. CrossRef Scholar google search
Oikonomou K.G., Zachou K., Dalekos G.N. (2011) Alpha-actinin: A multidisciplinary protein with important role in B-cell driven autoimmunity. Autoimmun. Rev., 10(7), 389-396. CrossRef Scholar google search
Foley K.S., Young P.W. (2014) The non-muscle functions of actinins: An update. Biochem. J., 459(1), 1-13. CrossRef Scholar google search
Jang B., Kim M.J., Lee Y.J., Ishigami A., Kim Y.S., Choi E.K. (2020) Vimentin citrullination probed by a novel monoclonal antibody serves as a specific indicator for reactive astrocytes in neurodegeneration. Neuropathol. Appl. Neurobiol., 46(7), 751-769. CrossRef Scholar google search
Pires G., McElligott S., Drusinsky S., Halliday G., Potier M.C., Wisniewski T., Drummond E. (2019) Secernin-1 is a novel phosphorylated tau binding protein that accumulates in Alzheimer's disease and not in other tauopathies. Acta Neuropathol. Commun., 7(1), 195. CrossRef Scholar google search
Weiner S., Sauer M., Brinkmalm G., Constantinescu J., Constantinescu R., Gomes B.F., Becker B., Nellgård B., Dalla K., Galasko D., Zetterberg H., Blennow K., Gobom J. (2023) SCRN1: A cerebrospinal fluid biomarker correlating with tau in Alzheimer's disease. Alzheimers Dement., 19(10), 4609-4618. CrossRef Scholar google search
Sharma A., Liu H., Tobar-Tosse F., Chand Dakal T., Ludwig M., Holz F.G., Loeffler K.U., Wüllner U., Herwig-Carl M.C. (2020) Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolases (UCHs): Potential mediators for cancer and neurodegeneration. Int. J. Mol. Sci., 21(11), 3910. CrossRef Scholar google search
Buneeva O., Medvedev A. (2024) Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L1 and its role in Parkinson's disease. Int. J. Mol. Sci., 25(2), 1303. CrossRef Scholar google search
Mor F., Izak M., Cohen I.R. (2005) Identification of aldolase as a target antigen in Alzheimer's disease. J. Immunol., 175(5), 3439-3445. CrossRef Scholar google search
Dukes A.A., van Laar V.S., Cascio M., Hastings T.G. (2008) Changes in endoplasmic reticulum stress proteins and aldolase A in cells exposed to dopamine. J. Neurochem., 106(1), 333-346. CrossRef Scholar google search
Song Q., Meng B., Xu H., Mao Z. (2020) The emerging roles of vacuolar-type ATPase-dependent lysosomal acidification in neurodegenerative diseases. Transl. Neurodegener., 9(1), 17. CrossRef Scholar google search
Fu Y., Zhou L., Li H., Hsiao J.T., Li B., Tanglay O., Auwyang A.D., Wang E., Feng J., Kim W.S., Liu J., Halliday G.M. (2022) Adaptive structural changes in the motor cortex and white matter in Parkinson's disease. Acta Neuropathol., 144(5), 861-879. CrossRef Scholar google search
Mazzetti S., Calogero A.M., Pezzoli G., Cappelletti G. (2023) Cross-talk between α-synuclein and the microtubule cytoskeleton in neurodegeneration. Exp. Neurol., 359, 114251. CrossRef Scholar google search
Mazzetti S., Giampietro F., Calogero A.M., Isilgan H.B., Gagliardi G., Rolando C., Cantele F., Ascagni M., Bramerio M., Giaccone G., Isaias I.U., Pezzoli G., Cappelletti G. (2024) Linking acetylated α-tubulin redistribution to α-synuclein pathology in brain of Parkinson's disease patients. NPJ Parkinsons Dis., 10(1), 2. CrossRef Scholar google search
Amadeo A., Pizzi S., Comincini A., Modena D., Calogero A.M., Madaschi L., Faustini G., Rolando C., Bellucci A., Pezzoli G., Mazzetti S., Cappelletti G. (2021) The association between α-synuclein and α-tubulin in brain synapses. Int. J. Mol. Sci., 22(17), 9153. CrossRef Scholar google search
Pellegrini L., Wetzel A., Grannó S., Heaton G., Harvey K. (2017) Back to the tubule: Microtubule dynamics in Parkinson's disease. Cell Mol. Life Sci., 74(3), 409-434. CrossRef Scholar google search
Ren Y., Zhao J., Feng J. (2003) Parkin binds to alpha/beta tubulin and increases their ubiquitination and degradation. J. Neurosci., 23(8), 3316-3324. CrossRef Scholar google search
Katayama T., Sawada J., Takahashi K., Yahara O., Hasebe N. (2021) Meta-analysis of cerebrospinal fluid neuron-specific enolase levels in Alzheimer's disease, Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies, and multiple system atrophy. Alzheimers Res. Ther., 13(1), 163. CrossRef Scholar google search
Barinova K., Khomyakova E., Semenyuk P., Schmalhausen E., Muronetz V. (2018) Binding of alpha-synuclein to partially oxidized glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase induces subsequent inactivation of the enzyme. Arch. Biochem. Biophys., 642, 10-22. CrossRef Scholar google search
Gerszon J., Rodacka A. (2018) Oxidatively modified glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in neurodegenerative processes and the role of low molecular weight compounds in counteracting its aggregation and nuclear translocation. Ageing Res. Rev., 48, 21-31. CrossRef Scholar google search
Orosz F., Oláh J., Ovádi J. (2006) Triosephosphate isomerase deficiency: Facts and doubts. IUBMB Life, 58(12), 703-715. CrossRef Scholar google search
Vassilopoulos D., Jockers-Wretou E. (1987) Serum creatine kinase B levels in diseases of the central nervous system. Eur Neurol., 27(2), 78-81. CrossRef Scholar google search
Xu J., Fu X., Pan M., Zhou X., Chen Z., Wang D., Zhang X., Chen Q., Li Y., Huang X., Liu G., Lu J., Liu Y., Hu Y., Pan S., Wang Q., Wang Q., Xu Y. (2019) Mitochondrial creatine kinase is decreased in the serum of idiopathic Parkinson's disease patients. Aging Dis., 10(3), 601-610. CrossRef Scholar google search
He T., Lin X., Su A., Zhang Y., Xing Z., Mi L., Wei T., Li Z., Wu W. (2023) Mitochondrial dysfunction-targeting therapeutics of natural products in Parkinson's disease. Front. Pharmacol., 14, 1117337. CrossRef Scholar google search
Brotchie J.M. (2003) CB1cannabinoid receptor signalling in Parkinson's disease. Curr. Opin. Pharmacol., 3(1), 54-61. CrossRef Scholar google search
Lastres-Becker I., Cebeira M., de Ceballos M.L., Zeng B.Y., Jenner P., Ramos J.A., Fernández-Ruiz J.J. (2001) Increased cannabinoid CB1 receptor binding and activation of GTP-binding proteins in the basal ganglia of patients with Parkinson's syndrome and of MPTP-treated marmosets. Eur. J. Neurosci., 14(11), 1827-1832. CrossRef Scholar google search
Oliver E.E., Hughes E.K., Puckett M.K., Chen R., Lowther W.T., Howlett A.C. (2020) Cannabinoid receptor interacting protein 1a (CRIP1a) in health and disease. Biomolecules, 10(12), 1609. CrossRef Scholar google search
Smith T.H., Sim-Selley L.J., Selley D.E. (2010) Cannabinoid CB1 receptor-interacting proteins: Novel targets for central nervous system drug discovery? Br. J. Pharmacol., 160(3), 454-466. CrossRef Scholar google search
Lewczuk P., Ermann N., Andreasson U., Schultheis C., Podhorna J., Spitzer P., Maler J.M., Kornhuber J., Blennow K., Zetterberg H. (2018) Plasma neurofilament light as a potential biomarker of neurodegeneration in Alzheimer's disease. Alzheimers Res. Ther., 10(1), 71. CrossRef Scholar google search
Song D.G., Kim Y.S., Jung B.C., Rhee K.J., Pan C.H. (2013) Parkin induces upregulation of 40S ribosomal protein SA and posttranslational modification of cytokeratins 8 and 18 in human cervical cancer cells. Appl. Biochem. Biotechnol., 171(7),1630-1638. CrossRef Scholar google search
Martinez V.J., Asico L.D., Jose P.A., Tiu A.C. (2020) Lipid rafts and dopamine receptor signaling. Int. J. Mol. Sci., 21(23), 8909. CrossRef Scholar google search
Zhang X., Zhou J.Y., Chin M.H., Schepmoes A.A., Petyuk V.A., Weitz K.K., Petritis B.O., Monroe M.E., Camp D.G., Wood S.A., Melega W.P., Bigelow D.J., Smith D.J., Qian W.J., Smith R.D. (2010) Region-specific protein abundance changes in the brain of MPTP-induced Parkinson's disease mouse model. J. Proteome Res., 9(3), 1496-1509. CrossRef Scholar google search
Chatterjee M., van Steenoven I., Huisman E., Oosterveld L., Berendse H., van der Flier W.M., del Campo M., Lemstra A.W., van de Berg W.D.J., Teunissen C.E. (2020) Contactin-1 is reduced in cerebrospinal fluid of Parkinson's disease patients and is present within Lewy bodies. Biomolecules, 10(8), 1177. CrossRef Scholar google search
Wang H., Sun C., Liang Y., Zhang H., Tan Y. (2013) Identification of regulatory relationships in Parkinson's disease. J. Mol. Neurosci., 51(1), 9-12. CrossRef Scholar google search
Stocker A.M., Chenn A. (2015) The role of adherens junctions in the developing neocortex. Cell Adh. Migr., 9(3), 167-174. CrossRef Scholar google search
Hansen G.E., Gibson G.E. (2022) The α-ketoglutarate dehydrogenase complex as a hub of plasticity in neurodegeneration and regeneration. Int. J. Mol. Sci., 23(20),12403. CrossRef Scholar google search
Gibson G.E., Xu H., Chen H.L., Chen W., Denton T.T., Zhang S. (2015) Alpha-ketoglutarate dehydrogenase complex-dependent succinylation of proteins in neurons and neuronal cell lines. J. Neurochem., 134(1), 86-96. CrossRef Scholar google search
Lim Y.W., James D., Huang J., Lee M. (2020) The emerging role of the RNA-binding protein SFPQ in neuronal function and neurodegeneration. Int. J. Mol. Sci., 21(19), 7151. CrossRef Scholar google search
Hogan A.L., Grima N., Fifita J.A., McCann E.P., Heng B., Fat S.C.M., Wu S., Maharjan R., Cain A.K., Henden L., Rayner S., Tarr I., Zhang K.Y., Zhao Q., Zhang Z.H., Wright A., Lee A., Morsch M., Yang S.,Williams K.L., Blair I.P. (2021) Splicing factor proline and glutamine rich intron retention, reduced expression and aggregate formation are pathological features of amyotrophic lateral sclerosis. Neuropathol. Appl. Neurobiol., 47(7), 990-1003. CrossRef Scholar google search
Chung D., Shum A., Caraveo G. (2020) GAP-43 and BASP1 in axon regeneration: implications for the treatment of neurodegenerative diseases. Front. Cell Dev. Biol., 8, 567537. CrossRef Scholar google search
