GoogleTranslate

Ukrainian Chinese (Traditional) English French German Italian Latvian Lithuanian Polish Spanish
 

ВІДДІЛ ХІМІЇ ТА БІОХІМІЇ ФЕРМЕНТІВ

В.о. завідувача – к.б.н., ст. наук. співр. Артем Олександрович ТИХОМИРОВ

Відділ створено у 1978 р. на базі лабораторії ферментів, яку у 1963-1976 рр. очолював д-р біол. наук, професор Олександр Соломонович Циперович. У 1976-2009 рр. відділом керував д-р біол. наук, професор Станіслав Олександрович Кудінов, у 2009-2019 рр. – д-р біол. наук, ст. наук. співр. Гриненко Тетяна Вікторівна.

З 2020 р. посаду в.о. завідувача відділом обіймає канд. біол. наук, ст. наук. співр.  А. О. Тихомиров.

На теперішній час у складі відділу працює 14 наукових співробітників, серед яких 1 доктор і 5 кандидатів наук.

Основний напрям наукової роботи – У відділі хімії та біохімії ферментів проводяться комплексні дослідження, спрямовані на з’ясування молекулярних механізмів функціонування плазміноген/плазмінової системи як складової ланки системи гемостазу та залучення її компонентів до регулювання функціональної активності різних клітин організму за норми та патологічних станів (канцерогенез, серцево-судинні хвороби, ускладнення цукрового діабету та ін.), визначення структурних змін фібрину в процесі полімеризації, необхідних для активації фібринолітичної системи, створення та апробація тест-системи для діагностики та попередження тромботичних станів та ангіопатій.

Найвагоміші результати за 2016-2020 рр.

Активація фібринолітичної системи супроводжується лізисом фібрину. Встановлено, що продукти деградації фібрину, які утворюються під час гідролізу плазміном, а саме: високомолекулярні фрагменти, DDE-комплекс, фрагмент Е1Е2, отриманий при його дисоціації, та D-димер, забезпечують ініціацію реакції активації плазміногену тканинним активатором. Високомолекулярні фрагменти та DDE-комплекс конкурують з полімерним фібрином за плазмін, тоді як кінцеві продукти (Е-фрагмент фібриногену та D-димер фібрину) не захищають плазмін, що утворюється на їх поверхні, від інгібування альфа-2-антиплазміном. Одержані дані дозволяють припустити, що накопичення продуктів деградації фібрину під час руйнування згустків може бути однією з причин їх резистентності до гідролізу.

Деталізовано механізм активації плазміногену тканинним активатором на фібрині. Встановлено, що взаємодія цих протеїнів з D-регіонами та генерація плазміну потребує кальцій-залежних структурних перебудов в β- модулях та ковалентної стабілізації γ-модулів. Доведено існування в D-доменах різних ділянок зв’язування для перших трьох та п’ятого кринглових доменів плазміногену. Показано, що сайти зв’язування плазміногену можуть бути розташовані поза ділянкою Аα 148-160 D-домену.

В дослідах in vitro вперше показано, що протеїн С прискорює лізис згустків крові, ініційований тканинним активатором плазміногену. В рекальціфікованій плазмі профібринолітична дія протеїну С підсилюється в присутності моноцитів або нейтрофілів, що вказує на існування ендотелій- незалежного шляху активації цього зимогену.

Розроблено новий технологічний підхід та одержано фрагмент плазміногену К5 високого ступеня чистоти з використанням аміногексил-сефарози. Встановлено, що фрагмент К5 в залежності від концентрації пригнічує реакцію активації Glu- плазміногену тканинним активатором на desAB фібрині. Отримані дані свідчать про конкуренцію К 5 з Glu-плазміногеном за специфічні сайти зв’язування на фібрині.

Ідентифіковано сайт зв’язування крингла 5 плазміногену в альфа-ланцюзі D-регіона фібрин(оген)у. Він міститься у межах послідовності Аα168Ala−183Lys, яка розташована в слабо структурованій петлі між двома суперспиральними ділянками альфа-ланцюга D-регіона молекули фібрин(оген)у. Критичними амінокислотними залишками, що забезпечують взаємодію з кринглом 5 є α171Arg та/або α176Lys.

Вперше встановлено, що Lys- плазміноген (частково деградована форма зимогену), на відміну від Glu- плазміногену (нативна форма зимогену), селективно пригнічує агрегацію тромбоцитів людини, індуковану ADP, тромбіном і колагеном, та не впливає на ристоміцин-залежну аглютинацію тромбоцитів. Показано, що Glu-плазміноген специфічно зв’язується з поверхнею активованих тромбоцитів і може перетворюватися на Lys- плазміноген. Вперше встановлено, що Lys-плазміноген перешкоджає агонсіт- індукованій реорганізації актинового цитоскелету тромбоцитів та зменшує індуковану тромбіном секрецію Р-селектину з α- гранул. Отже доведено, що плазміноген/плазмінова система регулює функціональний стан тромбоцитів, обмежуючи їх здатність до агрегації.

Показано, що на плазматичній мембрані тромбін-активованих тромбоцитів має місце обмежений протеоліз плазміногену за участі серинових протеїназ з утворенням фрагментів. Актин, що експонується на плазматичній мембрані активованих тромбоцитів, бере участь у зв’язуванні плазміногену та його фрагментації з утворенням ангіостатинів. Крім того, встановлено, що Lys-форма плазміногену інгібує вивільнення фактору росту ендотелійних клітин (VEGF) з тромбоцитів під час їх активації фізіологічними агоністами. Одержані результати дозволяють припустити, що регулювання плазміноген/плазміновою системою функціонального стану тромбоцитів спрямоване не лише на обмеження надмірного тромбоутворення в кровотоці, але й на модулювання ангіогенезу під час репарації тканин за участі тромбоцитів.

Проводяться дослідження по з’ясуванню ролі ангіостатинів у патогенезі різних ускладнень цукрового діабету. Встановлено, що дефіцит ангіостатинів у тканині сітківки щурів з експериментальним діабетом є одним з факторів патологічної неоваскуляризації та подальшого розвитку проліферативної ретинопатії. Застосування інгібіторів ензиму PARP-1 чинить протекторний вплив на функціональний стан сітківки ока за діабету, зокрема, через нормалізацію рівнів ангіостатичних молекул.

Показано, що на поверхні клітин лінії А549 (аденокарцинома легені людини) плазміноген перетворюється на плазмін, що призводить до втрати клітинами адгезивності та супроводжується зростанням рівнів маркерів автофагії (Beclin-1 та LC3) і формуванням автофагосом. Плазміноген/плазмін спричинює підсилення синтезу цитоскелетного протеїну віментину, який бере участь у формуванні та транспорті автофагосом у малігнізованих клітинах. За умов протеїназоіндукованого стресу відбувається підсилення експресії протеїну TIGAR – регулятору утилізації глюкози та модулятору системи антиоксидантного захисту, що забезпечує цитопротекторні ефекти в ракових клітинах за умов дії проапоптотичних чинників. Активація автофагії та надекспресія TIGAR у клітинах аденокарциноми А549 може бути одними з механізмів набуття резистентності пухлинних клітин до апоптозу/аноікосу.

Розроблено методи визначення функціонально активного тканинного активатора плазміногену та інгібітора активаторів плазміногену 1 типу, створено тест-систему для кількісного визначення плазміногену в плазмі крові. З використанням отриманих моноспецифічних антитіл до певних кринглвмісних фрагментів плазміногену розроблено високочутливі підходи для детекції різних форм ангіостатинів у біологічному матеріалі.

З метою контролю якості продукції фармацевтичного виробництва розроблено і запропоновано методи визначення активності низькомолекулярних та нефракціонованих гепаринів для субстанцій та готових лікарських форм на їх основі.

Найважливіші публікації за 2016-2020 рр.

Публікації

Статті:

  1. Grinenko T.V., Kapustianenko L.G., Yatsenko T.A., Yusova O.I., Rybachuk V.N. Рlasminogen fragments К 1-3 and К 5 bind to different sites in fibrin fragment DD // Ukr. Biochem. J. – 2016. – 88, № 3. – P. 32 – 38.
  2. Tykhomyrov A.A., Pavlova A.S., Nedzvetsky V.S. Glial fibrillary acidic protein (GFAP): on the 45th anniversary of discovery // Neurophysiology (Springer). – 2016. – 48, № 1. – P. 54 – 71.
  3. Zhernossekov D.D., Roka Moiia Y.M., Grinenko T.V. Extracellular annexins in hemostasis system // Biopolymers and Cell. – 2016. – 32, № 2. – P. 98 – 104.
  4. Гриненко Т.В., Рыбачук В.Н., Яценко Т.А., Капустяненко Л.Г. Активация плазминогена тканевым активатором на DD-фрагментах фибрина и ковалентно прошитого фактором XIIIa фибриногена // Сборник науч. статей «Современные проблемы биохимии» І Белорусского биохимического конгресса. – 2016. – T. 2. – С. 72 – 77.
  5. Юсова Е.И., Савчук О.В., Рыбачук В.Н. Превращение Glu-плазминогена в Lys-плазминоген на поверхности тромбоцитов // Сборник науч. статей «Современные проблемы биохимии» І Белорусского биохимического конгресса. – 2016. – Т. 2. – С. 105-111.
  6. Guzyk M.M., Tykhomyrov A.A., Nedzvetsky V.S., Prischepa I.V., Yanitska L.V., Grinenko T.V., Kuchmerovska T.M. Poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) inhibitors reduce reactive gliosis and improve angiostatin levels in retina of diabetic rats // Neurochemical Research. – 2016, doi: 10.1007/s11064-016-1964-312 p.
  7. Patalakh I., Revka O., Drobotko T. Endothelium-independent activation of Protein C in whole blood // International Journal of Physiology and Pathophysiology. – 2016. – 7, № 3. – P. 255 – 262.
  8. Revka O. V., Drobotko T. F., Patalakh I. I. Participation of monocytes and neutrophils in regulation of homeostatic balance // Сборник науч. статей «Современные проблемы биохимии» І Белорусского биохимического конгресса. – 2016. – Т. 2. – Р. 227 – 233.
  9. Kapustianenko L.G. Polyclonal antibodies against human plasminogen kringle 5 // Biotechnologia Acta. – 2017. – 10, № 3. – P. 41 – 49.
  10. Tykhomyrov A.A., Zhernossekov D.D., Grinenko T.V. Surface-exposed actin binds plasminogen on the membrane of agonist-activated platelets: a flow cytometry study // Biopolymers and Cells. – 2017. – 33, № 3. – P. 172 – 182.
  11. Zhernossekov D., Roka-Moiia Y., Tykhomyrov A., Guzyk M., Grinenko T. Glu- and Lys-forms of plasminogen differentially affect phosphatidylserine exposure on the platelet surface // Ukr. Biochem. J. – 2017. – 89 (special issue). – P. 102-110.
  12. Tykhomyrov A.A., Nedzvetsky V.S., Ağca C.A., Korsa V.V., Grinenko T.V. Plasminogen and its fragments in rat brain: a plausible role for astrocytes in angiostatin generation // Ukr. Biochem. J. – 2017. – 89, № 2. – P. 43 – 54.
  13. Yatsenko T. A., Rybachuk V. M., Kharchenko S. M., Grinenko T. V. Ca2+-dependent regulation of fibrinolytic system activation on fibrin(ogen) D-domains // Ukr. Biochem. J. – 2017. – 89, № 5. – Р. 21 – 31.
  14. Yusova O.I., Savchuk O.V., Yatsenko T., Popadiuk V., Kapustianenko L.G., Grinenko T.V. Effects of calix[4]arenes methylene bisphosphonic acids on plasmin activity // Biotechnologia Acta. – 2018. – 11, № 5. – P. 25 – 33.
  15. Tykhomyrov A.A., Zhernosekov D.D., Guzyk M.M., Korsa V.V., Grinenko T.V. Plasminogen modulates formation of reactive oxygen species in human platelets // Ukr. Biochem. J. – 2018. – 90, № 6. – P. 31 – 40.
  16. Ağca C.A., Tykhomyrov A.A., Baydas G., Nedzvetsky V.S Effects of propolis ethanol extract on viability and levels of cytoskeletal and regulatory proteins of rat brain astrocytes: an in vitro study // Neurophysiology (Springer). – 2017. – 49, № 4. – P. 1 – 12.
  17. Tykhomyrov A., Nedzvetsky V., Shemet S., Ağca C.A. Production and characterization of polyclonal antibodies to human recombinant domain B-free anti-hemophilic factor VIII // Turkish J. of Biology. – 2017. – 41. – P. 1 – 11.
  18. Yusova O.I., Savchuk O.V., Grinenko T.V., Kuchmenko O.B., Mhitaryan L. S., Kupchins’ka O.H., Yevstratova I. N., Matova O. O., Vasilinchuk N.M., Drobot’ko T. F. Determination of plasminogen/plasmin system components and indicators of lipoproteins oxidative modification under arterial hypertension // Ukr. Biochem. J. 2018. – 90, № 1. – P. 58 – 67.
  19. 20. Tykhomyrov A.A., Nedzvetsky V.S., Zabida A.A., Ağca C.A., Kuryata O.V. L-arginine treatment improves angiogenic response and reduces matrix metalloproteinase activity in chronic heart failure patients with coronary artery disease // PharmaNutrition (Elsevier) . – 2018. – 6, № 4. – 137 – 146.
  20. 2 Kuchmerovska T.M., Tykhonenko T.M., Guzyk M.M., Tykhomyrov A.O.,Yanitska L.V. Nicotinamide and Nicotinoyl-GABA in prevention of experimental diabetic neuropathy // Journal of Diabetes & Endocrinology (Jacob’s Publishers). – 2018. – 4, № 1. – P. 16.
  21. Gumenyuk A.V., Tykhomyrov A.A., Savosko S.I., Guzyk M.M., Rybalko S.L., Ryzha A.O., Chaikovsky Yu. B. Glial fibrillary acidic protein (GFAP) as a biomarker of brain damage asociated with HSV-1 and treatment with acyclovir // Neurophysiology (Springer). – 2018. – 50, № 5. – P. 37 – 40.
  22. Chernyshenko V. O., Savchuk O. V., Cherenok S. O., Silenko O. M., Negelia A. O., Kasatkina L. O., Pirogova L. V., Didkivskyi V. A., Yusova O. I., Kalchenko V. I., Garmanchuk L. V., Grinenko T. V., Lugovskoy E. V., Komisarenko S. V. Haemostasis modulation by calix[4]arene methylenebisphosphonic acid C-145 and its sulfur-containing analogue // Ukr. Biochem. J. 2018. – 90, № 6. – P. 21 – 30.
  23. Patalakh I., Revka O., Kuchmenko O., Matova O., Drobotko T., Grinenko T. Clot formation and lysis in platelet rich plasma of healthy donors and patients with resistant hypertension // Ukr. Biochem. J. – 2018. – 90, № 2. – P. 67 – 75.
  24. 25. Tykhomyrov A.A. Kushnir Yu.S., Nedzvetsky V.S., Grinenko T.V., Kuryata O.V. Citicoline affects serum angiostatin and neurospecific protein levels in patients with atrial fibrillation and ischemic stroke // Ukr. Biochem. J. – 2019. – 91, № 5. – P. 34 – 45.
  25. 26. Petrenko O.M., Tykhomyrov A.A. Levels of angiogenic regulators and MMP-2, -9 activities in Martorell ulcer: a case report // Ukr. Biochem. J. – 2019. – 91, № 1. – P. 100 – 107.
  26. 27. Grinenko T., Yusova O., Revka O., Patalakh I., Yatsenko T. Fibrinolysis regulation by platelets retaining plasminogen and tissue-type plasminogen activator on their surface // Ukr. Biochem. J. – 2019. – 91, № 6. – Р. 38 – 48.
  27. Tykhomyrov A.A., Zhernosekov D.D., Grinenko T.V. Plasminogen modulates formation and release of platelet angiogenic regulators // Ukr. Biochem. J. – 2020. – 92, № 1. – Р. 31 – 40.
  28. Kapustianenko L.G., Grinenko T.V., Rebriev A.V., Yusova O.I., Tykhomyrov A.A. Identification of the binding site for plasminogen kringle 5 in the α-chain of fibrin(ogen) D-fragment // Ukr. Biochem. J. – 2020. – 92, № 3. – Р. 46 – 57.
  29. Ağca C.A., Kirici M., Nedzvetsky V.S., Gündoğdu R., Tykhomyrov A.A. The effect of knockdown TIGAR on apoptotic and epithelial‐mesenchymal markers expression in doxorubicin‐resistant non‐small cell lung cancer A549 cell line // Chemistry & Biodiversity. – 2020 (Jul 8) https://doi.org/10.1002/cbdv.202000441

 

Монографії:

Петренко О.М., Безродний Б.Г., Зубов Д.О., Васильєв Р.Г., Тихомиров А.О. Застосування інноваційних технологій в хірургічному лікуванні гнійно-некротичних ран м’яких тканин (монографія). Розділ 6. Модуляція активності матриксних металопротеїназ як ключової ланки патофізіології хронічних ран. Київ: LAT & K. 2018, 256 с.

 

Патенти:

  1. Патент на винахід № 113014, Україна, 2016, Бюл. № 22 «Спосіб визначення активності тканинного активатора плазміногена» / Рибачук В.М., Савчук О.В., Харченко С.М., Яценко Т.А., Юсова О.І., Гриненко Т.В. – заявник Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.
  2. Патент на винахід № 104060, Україна, 2013, Бюл. №24. Тест-система для визначення плазміногену в плазмі крові // Гриненко Т.В., Юсова О.І., Кондратюк А.С., Рибачук В.М. – Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.
  3. Патент на винахід № 98552, Україна, 2012, Бюл. № 10. Спосіб визначення анти-ІІа-факторної активності низькомолекулярних гепаринів і тест-система для визначення анти-ІІа-факторної активності низькомолекулярних гепаринів на його основі // Рибачук В.М., Рясненко Л.П., Рока-Мойя Я.М., Харченко С.М., Гриненко Т.В. – Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.
  4. Патент на винахід № 97067, Україна, 2011, Бюл. № 24. Спосіб визначення активності гепаринів для субстанцій і готових лікарських форм гепаринів // Рибачук В.М., Левчук О.В., Рока-Мойя Я.М., Рясненко Л.П., Юсова О.І., Гриненко Т.В. – Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.
  5. Патент на винахід № 53146, Україна, 2005, Бюл. № 1. Спосіб одерження високоочищеного α2-антиплазміну з плазми крові людини // Гриненко Т.В., Макогоненко Є.М., Юсова О.І., Задорожна М.Б., Волков Г.Л. – Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.

Захист дисертаційних робіт:

  1. Яценко Т.А., 2018 р. -  “Молекулярні механізми регуляції фібринолізу за участі фрагментів фібриногену/фібринуна здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю «біохімія».
  2. Жерносєков Д.Д., 2019 р. - “Поліфункціональна роль адгезивних протеїнів у міжклітинних контактах тканин ссавців в онтогенезі та за патологічних станів” на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю «біохімія».