Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/StudentScience/themes_2007s/Sergeeva_3.doc Дата изменения: Mon Feb 19 18:06:32 2007 Дата индексирования: Tue Oct 2 12:31:25 2012 Кодировка: koi8-r

Группа под руководством
д.х.н. Сергеевой Марины Глебовны
Отдел биокинетики
Института физико-химической биологии им. А.Н.Белозерского


Задача для курсовой работы
(биоинформатика, 2 курс)

Циклооксигеназа Entamoeba histolytica: гомолог COX человека или родственник
цитоскелетных белков? Возможные эволюционные сценарии

Каскад арахидоновой кислоты - сигнальная система в организме позвоночных,
осуществляющая на паракринном уровне регуляцию иммунного и воспалительного
ответов, болевых реакций, сокращение гладкомышечной ткани (кровеносных
сосудов, бронхов, матки), высвобождение продуктов внутриклеточного синтеза,
передвижение и аггрегацию клеток (лейкоцитов и тромбоцитов) и другие
физиологические процессы. Регуляция осуществляется за счет выработки
сигнальных молекул эйкозаноидов - окисленных производных арахидоновой
кислоты, являющихся лигандами как рецепторов плазматической мембраны, так и
ядерных белков.
Ключевым компонентом каскада является фермент циклооксигеназа (COX),
осуществляющий первичное превращение арахидоновой кислоты в простагландин
Н2, тем самым инициируя образование целого спектра простаноидов при участии
других ферментов.
В настоящее время циклооксигеназа человека привлекает большое внимание
исследователей в связи с разработкой широкого круга нестероидных
противовоспалительных лекарственных стредств - ингибиторов циклооксигеназы.
Примерами препаратов-ингибиторов фермента могут служить аспирин, ибупрофен,
напроксен, рофекоксиб и другие. Подробно изучен каталитический механизм
действия фермента, его субстратная специфичность, регуляция, известна
кристаллическая структура белка, полученная методом рентгеноструктурного
анализа.
В 2003 году в PNAS была опубликована статья, сообщающая об обнаружении у
кишечного паразита человека - амебы Entamoeba histolytica - белка,
аналогичного COX человека. Удивительным образом фермент не сохраняет ни
одного каталитически важного остатка, так же, как и остатков, ответственных
за связывание субстрата и кофактора - гема. Анализ последовательности
выявляет существенное сходство белка с актин-связывающими белками
цитоскелета. Несмотря на это структура белка имеет участки, сходные с
таковыми циклооксигеназы человека (было показано методами иммунохимии).
Предлагается тема курсовой работы «Циклооксигеназа Entamoeba histolytica:
гомолог COX человека или родственник цитоскелетных белков? Возможные
эволюционные сценарии».
Планируется провести поиск гомологов белка Entamoeba histolytica в
геномах эукариот, проанализировать их функции по аннотациям в базах данных
и литературным данным, выявить консервативные в выборке гомологов
аминокислотные остатки, по множественному выравниванию и филогенетическому
дереву установить, является ли белок паразитической амебы родственником
циклооксигеназы или цитоскелетных белков человека. Кроме того, предлагается
построить модель трехмерной структуры белка методом гомологичного
моделирования, при этом использовать в качестве образца сначала структуру
циклооксигеназы человека, затем цитоскелетные белки, с целью проверить
гипотезу о гомологичности белка амебы циклооксигеназе (учитывая большую
консервативность структуры белка по сравнению с последовательностью).
Использовать другие исследовательские возможности, которые появятся в ходе
работы.
Обдумать и проработать возможные эволюционные сценарии происхождения
белка. Сделать выводы о его происхождении и возможных функциях. Обсудить,
что нового дает эта информация в понимании происхожденя циклооксигеназы
человека.
При успешном продвижении работы планируется экспериментальное
выделение фермента из клеток насекомых и характеристика синтеза
простаноидов на этом объекте.

1. Dey I, Keller K, Belley A, Chadee K. Identification and
characterization of a cyclooxygenase-like enzyme from Entamoeba
histolytica. PNAS, 2003 Nov 11; 100(23):13561-6.
2. Jarving R, Jarving I, Kurg R, Brash AR, Samel N. On the
evolutionary origin of cyclooxygenase (COX) isozymes:
characterization of marine invertebrate COX genes points to
independent duplication events in vertebrate and invertebrate
lineages. J Biol Chem. 2004 Apr 2;279(14):13624-33.
3. Сергеева М.Г., Варфоломеева А.Т., «Каскад арахидоновой кислоты»,
М., Народное образование, 2006, 256 с.