Новые витальные флуоресцентные зонды для изучения перекисного окисления кардиолипина во внутренней мембране митохондрий: от модельных мембран до живых клеток.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-14-01314

НазваниеНовые витальные флуоресцентные зонды для изучения перекисного окисления кардиолипина во внутренней мембране митохондрий: от модельных мембран до живых клеток.

Руководитель Мулкиджанян Армен Яковлевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-205 - Клеточная биология, цитология, гистология

Ключевые слова кардиолипин, митохондриально-направленные зонды, активные формы кислорода, перекисное окисление липидов, митохондрии, липосомы

Код ГРНТИ34.17.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
За последние годы было показано, что окислительный стресс, вызываемый нарушением окислительно-восстановительного баланса и повышенным образованием активных форм кислорода (АФК), коррелирует с развитием различных патологий и старением организма. Перекисное окисление липидов во внутренней мембране митохондрий играет важную роль в развитии окислительного стресса. Первой мишенью АФК служат молекулы специфичного для митохондриальных мембран фосфолипида кардиолипина, окисление которого запускает каскад реакций, приводящих к апоптозу (программируемой клеточной смерти). Показано, что предотвращение окисления кардиолипина в клетках предотвращает и патологические последствия окислительного стресса. При этом в настоящее время отсутствуют методы, позволяющие вести прижизненные наблюдения за окислением кардиолипина в клетке. Цель данного проекта —разработка и испытание новых митохондриально-направленных флуоресцентных зондов для наблюдения за окислением кардиолипина и других липидов в митохондриях живых клеток. В рамках проекта планируется синтезировать ряд митохондриально-направленных флуоресцентных зондов с избирательным сродством к кардиолипину на основе уже полученного нами митохондриально-направленного флуорофора BODIPY581/591-N2С12-ТРР, в котором флуоресцентная группа BODIPY581/591 соединена с проникающим в митохондрии катионом трифенилфосфонием (ТРР) посредством линкера N2С12, содержащего две пептидные связи. Избирательное сродство к кардиолипину будет достигаться введением в линкер функциональных групп, способных связываться с молекулами кардиолипина. Специфическое сродство новых зондов к кардиолипину будет количественно оцениваться с использованием липидных везикул (липосом), содержащих различные количества, как восстановленного, так и окисленного кардиолипина. С использованием зондов, показавших специфическое сродство к кардиолипину, на клеточных культурах будет определена локализация зондов и проведены измерения уровня окисления липидов внутренней мембраны митохондрий при различных видах окислительного стресса. Будет проверено, способны ли клетки избирательно элиминировать митохондрии с высоким уровнем окисленности липидов. Новые зонды будут применяться для оценки эффективности антиоксидантов различной структуры и специфичности в различных клеточных моделях окислительного стресса.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Лямзаев КГ, Токарчук АВ, Пантелеева АА, Мулкиджанян АЯ, Скулачев ВП, Черняк БВ Induction of autophagy by depolarization of mitochondria Autophagy, Volume 14, Issue 5, 4 May 2018, Pages 921-924 (год публикации - 2018)
10.1080/15548627.2018.1436937

2. Нестеренко А.М., Холина Е.Г., Лямзаев К.Г., Мулкиджанян А.Я., Черняк Б.В. Молекулярно-динамическое моделирование взаимодействия катионных флуоресцентных зондов чувствительных к перекисному окислению липидов с митохондриальной мембраной Доклады Академии Наук (Doklady Biochemistry and Biophysic) (год публикации - 2019)

3. Нестеренко А.М., Холина Е.Г., Лямзаев К.Г., Мулкиджанян А.Я., Черняк Б.В. Molecular Dynamics Modeling of the Interaction of Cationic Fluorescent Lipid Peroxidation-Sensitive Probes with the Mitochondrial Membrane DOKLADY BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS, Том: 486 Выпуск: 1 Стр.: 220-223 (год публикации - 2019)
10.1134/S1607672919030153

4. Фетисова Е.К., Мунтян М.С., Лямзаев К.Г., Черняк Б.В. Therapeutic Effect of the Mitochondria-Targeted Antioxidant SkQ1 on the Culture Model of Multiple Sclerosis OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY, Том: 2019 Номер статьи: 2082561 (год публикации - 2019)
10.1155/2019/2082561

5. Боздагонян М.Е., Лохматиков А.В., Воскобойникова Н, Черепанов Д.А., Стейнхофф Х, Шайтан К.В., Мулкиджанян А.Я. Proton leakage across lipid bilayers: Oxygen atoms of phospholipid ester linkers align water molecules into transmembrane water wires BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS, Том: 1860 Выпуск: 6 Стр.: 439-451 (год публикации - 2019)
10.1016/j.bbabio.2019.03.001

6. Лямзаев К.Г., Сумбатян Н.В., Нестеренко А.М., Холина Е.Г., Воскобойникова Н, Штейнхофф Х, Мулкиджанян А.Я., Черняк Б.В. MitoClox, a novel mitochondria-targeted fluorescent probe for tracing lipid peroxidation Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Volume 2019, Article ID 9710208 (год публикации - 2019)
10.1155/2019/9710208

7. Лямзаев К.Г., Пантелеева А., Карпухина А., Галкин И., Плетюшкина О., Попова Е., Ригер Б., Буш К., Мулкиджанян А., Черняк Б. Novel fluorescent mitochondria-targeted probe MitoCLox reports lipid peroxidation in response to oxidative stress in vivo OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY (год публикации - 2019)

8. Крылова Т.Д., Шеремет Н.Л., Табаков В.Ю., Лямзаев К.Г., Иткис Ю.С., Цыганкова П.Г., Андреева Н.А., Шелкова М.С., Невиницина Т.А., Кадышев В.В. Захарова Е.Ю. Three rare pathogenic mtDNA substitutions in LHON patients with low heteroplasmy Mitochondrion (год публикации - 2020)
10.1016/j.mito.2019.10.002

9. Мулкиджанян А.Я., Шалаева Д.Н., Лямзаев К.Г., Черняк Б.В. Could the fission of mitochondria in response to oxidative stress prevent apoptosis? / Дробление митохондрий в ответ на окислительный стресс предотвращает апоптоз? Биохимия, т.83, №5 (год публикации - 2018)

Публикации