Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия был разработан ряд подходов и методов, позволяющих транспортировать гидрофильные соединения через клеточную мембрану как в исследовательских целях, так и для терапевтического применения, в частности для лечения онкологических, сердечно-сосудистых заболеваний. Однако методология белковой трансдукции на данный момент разработана в гораздо меньшей степени, чем, например, доставка нуклеиновых кислот. Среди прочих методов широкое распространение получило использование конъюгатов белков с пептидами, способными самопроизвольно пересекать клеточную мембрану и транспортировать присоединенную к ним молекулу. Основной недостаток данной системы заключается в трудоемкости создания подобных конъюгатов, для которого используются преимущественно генно-инженерные подходы. В последние годы была найдена возможность доставки белков в составе нековалентных комплексов с пептидом-транспортером, что позволяет значительно упростить методику белковой трансдукции. Подобное свойство показано для пептидов, обладающих амфипатичной структурой. При этом полагают, что гидрофобная последовательность обладает не только способностью взаимодействовать с мембраной, но также может принимать участие в процессе образования комплексов с белком за счет гидрофобных взаимодействий.
В связи с вышесказанным, актуальной задачей является оптимизация векторов для внутриклеточной доставки белков в составе нековалентных комплексов, направленная на повышение эффективности переноса и снижение токсичности для клеток-мишеней.
Цель работы. Целью данной работы являлись разработка и синтез серии химерных пептидов на основе грамицидина А, обладающих амфипатичной структурой, исследование способности этих пептидов формировать нековалентные комплексы с белками и осуществлять их доставку в эукариотические клетки с сохранением функциональной активности белков, а также изучение каналообразующих свойств полученных производных на модельных липидных бислоях.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые получены амфипатичные производные грамицидина А, способные транспортировать функционально активные белки через клеточную мембрану в составе нековалентных комплексов.
Простота формирования комплексов пептидного вектора и белка путем смешивания растворов этих двух компонентов позволяет значительно сократить временные и материальные затраты на получение комплексов и сделать метод белковой трансдукции более доступным для широкого использования. Наряду с этим, отсутствие токсичности в диапазоне рабочих концентраций пептида, а также возможность осуществлять эффективную доставку функционально активных белков в различные типы эукариотических клеток открывает широкие перспективы для практического применения химерных пептидов на основе грамицидина А как для исследовательских, так и для терапевтических целей.
Апробация работы. Результаты данной работы были представлены на-29-м международном Европейском пептидном симпозиуме, Гданьск, Польша, 2006, 2-м международном симпозиуме по мембрано-активным пептидам, Лиссабон, Португалия, 2007 и 20-м международном американском пептидном симпозиуме, Монреаль, Канада, 2007. По материалам работы вышли 4 статьи в рецензируемых журналах.
Структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 114 страницах машинописного текста и включает введение, литературный обзор, обсуждение результатов, материалы и методы, выводы и список цитируемой литературы, включающий 168 ссылок. В работе содержится 31 рисунок и 7 таблиц
