Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время проблема поиска новых высокоэффективных препаратов, обладающих широким спектром противовирусной активности, приобретает особую актуальность в связи с развитием у многих вирусов устойчивости к действию применяемых в медицинской практике лекарственных средств, а также их высокой токсичностью. Химические реагенты, обладающие противовирусной активностью, можно разделить на 2 типа: специфические реагенты, оказывающие влияние на какой-либо этап жизнедеятельности вируса и/или избирательно действующие на определенный вирусный компонент (ингибиторы вирусных ферментов и др.), и химические агенты, взаимодействующие с широким спектром типовых компонентов вирусной частицы и вызывающие инактивацию вируса (например, взаимодействие с липидной мембраной или поверхностными белками/гликопротеидами). Реагенты первого типа являются основой современной противовирусной терапии, а их неоспоримым преимуществом является высокий уровень специфичности, проявляемой по отношению к целевым вирусам. Однако их применение часто ограничено вследствие развития у вируса устойчивости к действию данного специфического реагента, что является результатом мутаций, характерных для вирусов некоторых семейств (вирусы гриппа и иммунодефицита человека и др.). Несмотря на успехи современной науки к настоящему моменту эффективные противовирусные средства найдены только против небольшого числа вирусов.
В связи с этим, искусственные рибонуклеазы (низкомолекулярные соединения, способные расщеплять фосфодиэфирные связи в РНК) представляют особый интерес, поскольку, наряду с высокой рибонуклеазной активностью in vitro, они обладают рядом уникальных свойств: а) проявляют высокую противовирусную активность по отношению к вирусу гриппа; б) не токсичны для человека, работают в водных условиях; в) являются низкомолекулярными соединениями и, следовательно, могут обладать возможностью проникать в капсиды вирусов.
Целью настоящей работы являлось исследование механизма противовирусной активности искусственных рибонуклеаз по отношению к вирусам с различной структурой. В ходе исследования решались следующие задачи:
-исследовать противовирусную активность аРНКаз по отношению к безоболочечным РНК-вирусам энцефаломиокардита мышей (EMCV) и острого паралича пчел (ABPV);
-изучить механизм противовирусной активности аРНКаз по отношению к оболочечному РНК-вирусу гриппа, а также EMCV и ABPV;
-исследовать способность аРНКаз взаимодействовать с липидными мембранами и белками;
- оценить вклад рибонуклеазной активности в противовирусную активность аРНКаз.
Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые установлено, что аРНКазы обладают способностью инактивировать
безоболочечные РНК-вирусы ABPV и EMCV. Установлено, что механизм инактивации вирусов заключается в расщеплении их РНК-генома после проникновения аРНКаз в вирусные частицы, при этом морфология капсида безоболочечных вирусов после их инактивации остается неизменной.
Впервые установлено, что аРНКазы инактивируют ДНК-содержащий вирус осповакцины. Показано, что аРНКазы обладают способностью дестабилизировать структуру белковых молекул (хаотропная активность), что обеспечивает проникновение этих соединений в плотные рибонуклеопротеидные комплексы вирусов. Установлено, что аРНКазы обладают способностью взаимодействовать с липидными мембранами, что обеспечивает как их проникновение в вирусные частицы, содержащие мембраны, так и разрушение мембран, приводящее к инактивации вирусов.
Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ. Результаты работы представлены на конференциях: «Antivirals Congress» (Амстердам, Нидерланды 2010); «8th RNase Congress» (Неаполь, Италия 2010); «Молекулярные основы инфекционных заболеваний» (Новосибирск, Россия 2011); «Influenza 2011. Zoonotic influenza and human health» (Оксфорд, Англия 2011); «IUBMB&FEBS Congress» (Севилья, Испания 2012).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 150 страницах, содержит 41 рисунок и 8 таблиц. Библиография содержит 219 литературных источника.
