Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра биологии и генетики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 68-й научной итоговой студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г.Томск, 20-22 апреля, 2009 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой

Посмотреть титульный лист сборника

Скачать сборник целиком (1,5 мб)

 

Квеpцетин - антиоксидант, широко распространенный в растительном мире. Им богаты многие продукты, входящие в ежедневный рацион человека. Суточная потребность кверцетина для человека составляет 25-50 мг ежедневно.
Он представляет  собой биологически активное вещество фенольного характера. В основе структуры лежит флаван, представляющий собой конденсированную систему бензола и пирана с ароматическим заместителем в пирановом кольце. Фенолические гидроксильные группы ?-кольца в 3 положении ответственны за его активность против свободных радикалов.
 Кверцетин  обычно присутствует, как гликозид и преобразовывается в глюкоранид или сульфат, процессом конъюгируирования во время кишечного всасывания, и только конъюгированные метаболиты найдены в крови. Такое метаболическое преобразование уменьшают его биологические эффекты, поскольку активный агликон является производной глюкуранида и усиливает бета-глюкуронидазную деятельность во время воспаления.
Изучение биологической активности квекрцетина проводилось многими авторами и его активность характеризуется противоаллергическим, противовоспалительным, противовирусным, противоопухолевым и антиоксидантным действием. Противовоспалительное действие обусловлено способностью тормозить образование медиаторов воспаления — простагландинов и лейкотриенов. Он принимает участие в активизации ряда типов клеток, в том числе базофилов, нейтрофилов, эозинофилов, Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, гепатоцитов и др. [2]. Также получены данные о его ингибирующем действии на  сигнальные пути, таких как АР-1 белка, который регулирует клеточную пролиферацию, опосредуя действие белков генов fos u jim, управляющих клеточными циклами; тирозин киназы; киназы С-белка; МАР киназ и I?B киназы. Это предполагаемый механизм  ингибирования активации NF-?B. Ядерный фактор NF-kB является важным фактором транскрипции и контролирует широкий спектр клеточной активности (пролиферацию, взаимодействие клеток при развитии иммунного ответа, процессы воспаления и т.д.). NF-kB участвует в регуляции генов, которые ответственны за продукцию молекул клеточной адгезии (VCAM и ICAM), ферментов, определяющих инвазию опухолевых клеток (коллагеназу, гиалуронидазу, эластазу), а также фактор некроза опухолей, семейство интерлейкинов (ИЛ-1, 2, 6, 8 и 10) и хемокинов (таких как макрофагальный воспалительный белок MIPalpha-1 и MIP-2). Кверцетин уменьшает вызванное липополисахаридом  производство  NO, ингибируя, NO-синтетазу и выпуск TNF-alpha и IL-6 в макрофагах [3].
Кверцетин угнетает действие транскрипционного фактора T-bet, который регулирует образование некоторых биологически активных веществ (цитокинов и т.п.) клетками иммунной системы. Многие из них способствуют созреванию и активации определённых видов иммунных клеток, в частности, клеток-киллеров (это вид лимфоцитов, способных разрушать некоторые клетки тканей). T-bet непосредственно связывается с активатором гена-модификатора IFN-gamma, который вызывает активацию транскрипции гена ответственного за выработку IFN-gamma и взаимодействует с GATA-3, который является Th2- специфичным транскрипционным фактором [4].
Данные эффекты кверцетина, по-видимому, обусловлены его связыванием с одним или  несколькими вышеперечисленными факторами транскрипции, которые были выбраны в качестве виртуальных мишеней нашего исследования с целью определения качества связывания кверцетина с ними.
Основные понятия, используемые при описании передачи внутриклеточных сигналов, являются мишень и лиганд. Мишень – это макромолекулярная биологическая структура предположительно связанная с определенной функцией, нарушение которой приводит к заболеванию и на которую необходимо совершить определенное воздействие. Наиболее часто встречающиеся мишени – это рецепторы, ферменты, а так же транскрипционные факторы. Лиганд  – это химическое соединение, специфически взаимодействующее с мишенью (блокирующее или активирующее ее) и тем или иным образом модифицирующее клеточный ответ, создаваемый мишенью. В нашем случае лигандом является молекула кверцетина.
Для моделирования взаимодействия лиганда с мишенями была использована программа AutoDock 4.0, позволяющая проводить процесс докинга молекул in silico. При таком докинге в качестве стартовой информации используется трехмерная структура белка, и структура лиганда, конформационная подвижность и взаиморасположение с рецептором которого моделируется в процессе докинга. Результатом докинга является конформация лиганда, наилучшим образом взаимодействующая с белковым сайтом связывания, с точки зрения оценочной функции докинга (scoring functions). Виртуальный докинг проводится во многих лабораториях. AutoDock выбран в качестве программы для моделирования, поскольку является наиболее часто цитируемой в литературе (примерно в 27% литературы по докингу) и является бесплатной для образовательных учреждений [1].
Для решения задач докинга предполагается использование моделей белковых молекул, находящихся в базах данных on-line, таких как NCBI RCSB, KEGG, Swiss-Prot для получения структуры всех кандидатов-мишеней выделенных в ходе проведенного литературного обзора.
В качестве итоговых результатов нами будет использован показатель энергии байндинга индивидуальной конформации (показывает силу взаимодействия данной конформации лиганда с молекулой-мишенью).
Настоящее исследование показывает, что практическое  использование программы AutoDock для подобного типа исследований является обоснованным и доступным для реализации в учебном процессе и для решения научных задач.

Список литературы:
1. Automated docking of ligands to antibodies: methods and applications / C. A. Sotriffer, W. Flader, R. H. Winger, et al. // Methods: A Companion to Methods in Enzymology. – 2000. – №20. – С. 280-291.
2. Anti-inflammatory and antiallergic properties of fl avonoids / M. Gabor // Prog Clin Biol Res. – 1986. - №213. – С. 471-480.
3. NF-B as a frequent target for immunosuppressive and anti-inflammatory molecules /  P.Baeuerle,  V. R.  Baichwal // Adv. Immunol. – 1997. - № 65. – С. 111-137.
4.  Transcription factors T-bet and Runx3 cooperate to activate Ifng and silence Il4 in T helper type 1 cells /  I. M. Djuretic, D. Levanon, V. Negreanu, Y. Groner  // Nat Immunol. – 2007. - №8. –  С. 145–153.