Анотація до роботи:

Лянна О.Л. Роль цистеїнових катепсинів у деградації білків при патологічних станах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Дисертація присвячена вивченню участі лізосомних цистеїнових катепсинів у деградації білків за канцерогенезу. Встановлено, що при пухлинній трансформації тканин (нервової та ендокринної) відбуваються порушення функціонального стану лізосом, які проявляються в збільшенні активності та змінах внутрішньоклітинної компартменталізації цистеїнових катепсинів В, L і Н. Розроблена схема виділення та очищення термостабільних ендогенних білкових інгібіторів цистеїнових катепсинів з тканин головного мозку без новоутворень та гліобластоми людини; встановлено відмінності у фізико-хімічних властивостях інгібіторів, їх здатності пригнічувати активність цистеїнових катепсинів. Показано, що катепсини В, L та Н гідролізують фібронектин, зокрема й у присутності ендогенного інгібітору, з утворенням фрагментів у широкому діапазоні молекулярних мас. Досліджено фізико-хімічні властивості цистеїнових катепсинів, виділених та очищених з папілярної та фолікулярної карцином щитовидної залози людини. Встановлено, що гідроліз тиреоглобуліну катепсинами змінюється за канцерогенезу щитовидної залози. Показано можливість використання рівня активності цистеїнових катепсинів у плазмі крові хворих для моніторингу перебігу захворювання. На експериментальній моделі післяопераційного соматогенного болю у щурів, досліджено участь цистеїнових катепсинів у алгічній системі мозку. Встановлено, що введення металотіонеїнів модулює ферментативну активність катепсинів. Отримані результати дозволяють розглядати цистеїнові катепсини як додаткові показники оцінки агресивності та спрямованості перебігу патологічних станів.

1. Досліджені біохімічні властивості лізосомних цистеїнових катепсинів В, L, Н і їх ендогенних інгібіторів за умов пухлинної трансформації тканин (нервової та ендокринної) та післяопераційного соматогенного болю.

2. Встановлено підвищення активності цистеїнових катепсинів L та В у доброякісних та злоякісних пухлинах головного мозку, з вираженою залежністю від ступеня злоякісності для останнього.

3. Розроблена схема виділення термостабільних ендогенних білкових інгібіторів цистеїнових катепсинів з головного мозку та гліобластоми людини, визначені їх молекулярні маси (7,5 та 14,7 кДа відповідно) і виявлені відмінності у фізико-хімічних властивостях (V_max, K_i). Очищений ендогенний інгібітор конкурентно пригнічував активність катепсину В у нормі на 88%, а в гліобластомі на 25%; для катепсинів L та Н встановлений змішаний тип інгібування.

4. При деградації фібронектину катепсинами В, L, Н з головного мозку людини виявлено набір фрагментів з молекулярними масами від 147 до 33,5 кДа. Під впливом виділеного інгібітору спектр фрагментованості фібронектину змінюється.

5. Встановлені підвищені рівні активності цистеїнових катепсинів В, L, Н у злоякісних (папілярних, фолікулярних) пухлинах щитовидної залози людини порівняно з доброякісними (вузловий еутиреоїдний зоб).

6. Катепсини В, L, Н очищені з папілярної карциноми щитовидної залози у 318, 905 та 404 рази відповідно, а з фолікулярної карциноми у 683, 915 та 436 рази відповідно до екстракту, з молекулярними масами 29 кДа. Аналіз їх фізико-хімічних властивостей виявив відмінності у специфічності цистеїнових катепсинів В, L, Н та здатності гідролізувати тиреоглобулін.

7. Динаміка активності катепсинів В, L, Н у функціонально і морфологічно різних структурах головного мозку щурів (модель післяопераційного соматогенного болю) свідчить, що на першу добу після операції (стан гіпералгезії), відбуваються різноспрямовані зміни активності ферментів, а на сьому добу – нормалізація активності катепсинів; в сироватці крові щурів активність катепсину L зростає у стані гіпералгезії в 4,6 рази та нормалізується на сьому добу після операції.

8. Клініко-експериментальними дослідженнями клітинного і плазмового протеолізу показана роль лізосомних цистеїнових катепсинів у реакції організму на патологічний вплив пухлин, та хірургічне втручання по видаленню пухлин головного мозку і щитовидної залози. В плазмі крові хворих спостерігається найвищий рівень активності катепсину L у день проведення операції по видаленню пухлин, та тенденція до нормалізації даного показника на сьомий день після хірургічного втручання.

9. Отримані результати дозволяють розглядати дані катепсини як додаткові інформативні показники оцінки ступеня тяжкості та спрямованості перебігу патологічних станів в організмі. Реактивність лізосомно-вакуолярного апарату клітин залежить від типу і стадії розвитку онкологічного захворювання. Виявлені зміни плазмового протеолізу свідчать про участь лізосомних цистеїнових катепсинів В, L, Н, як у розвитку ураження, так і в адаптивних перебудовах білкового метаболізму.

Публікації автора:

1. Лянна О.Л., Чорна В.І. Ендогенний інгібітор цистеїнового катепсину L з мозку людини // Медична хімія. – 2004. – Т.6, № 3. – С.107-109 (Здобувачем проведено виділення та очистка тканинних ендогенних білкових інгібіторів цистеїнового катепсину L, досліджено фізико-хімічні властивості отриманих інгібіторів).

2. Chorna V., Lyanna O. Clinical and experimental studies of cysteine cathepsins in human brain tumors // Annales universitatis Mariae Curie-Sklodowska. – 2004. – Vol.XVII, № 2. – P.255-259 Здобувачем проведено дослідження по визначенню активності цистеїнових катепсинів у тканинах та біологічних рідинах хворих із пухлинами головного мозку).

3. Чорна В.І., Лянна О.Л., Ніколаєнко Т.П., Хворостенко М.І. Клінічні та експериментальні дослідження лізосомних цистеїнових протеїназ // Медична хімія. – 2004. – Т.6, № 4. – С.73-75 (Здобувачем проведено виділення та очистка тканинних ендогенних білкових інгібіторів цистеїнового катепсину L, досліджено фізико-хімічні властивості отриманих інгібіторів).

4. Чорна В.І., Какадій (Лянна) О.Л. Лізосомні цистеїнові протеїнази при злоякісному рості // Онкология. – 2004. – Т.6, № 2. – С.84-89 (Здобувачем проведено інформаційний пошук, підготовка матеріалів до друку).

5. Хворостенко М.І., Лянна О.Л., Чорна В.І., Гагаркін Г.М., Матвеєва В.О., Мазур О.П. Дослідження активності цистеїнових катепсинів та визначення їх клінічного значення при пухлинах щитоподібної залози // Український радіологічний журнал. – 2005. – Т.3. – С.429-432 (Здобувачем проведено дослідження по визначенню активності цистеїнових катепсинів при пухлинах щитоподібної залози людини).

6. Лянна О.Л., Бомбін О.В., Хворостенко М.І., Чорна В.І. Клінічні та біохімічні дослідження цистеїнових катепсинів у біологічних рідинах людини при канцерогенезі // Буковинський медичний вісник. – 2005. – Т.9, № 2. – С.155-158 (Здобувачем проведено дослідження по визначенню активності цистеїнових катепсинів у біологічних рідинах (плазмі крові та сечі) при пухлинах головного мозку людини).

7. Пат. 8955 Україна, 7 G 01 N 33/48, G 01 N 33/50. Спосіб діагностики інфекційного мононуклеозу у дітей, спричиненого герпес-вірусом IV типу: Пат. 8955 Україна, 7 G 01 N 33/48, G 01 N 33/50; ДП “Український інститут промислової власності” – № u 2005 04692; Заявл. 19.05.05; Опубл. 15.08.05, Бюл. № 8. – 8 с.

8. Какадій (Лянна) О.Л., Плахотнік О.В. Автоматизація обробки результатів електрофорезу та визначення молекулярних мас протеїнів у нормі та при патологічних станах // Информационные технологии в XXI веке: Материалы 1 Молодежного научно-практического форума, 23-24 квітня 2003 р. – Днепропетровск: Украинский госуд. хим.-тех. ун-т, 2003. – С.103-205.

9. Чорна В.І., Лянна О.Л. Роль лізосомних цистеїнових протеїназ у злоякісній трансформації клітин ЦНС // Матеріали Установчого з’їзду Українського тов-ва клітин. Біології, 25-28 квітня 2004 р. – Львів: Ін-т біології клітини, 2004. – С.128.

10. Lyannaya O.L., Chornaya V.I. The rat brain lysosomal cysteine cathepsin H participation in postoperational pain // Stress and Behavior: 8-th Multidisciplinary International Conference of Biological Psychiatry, 17-19 May 2004. – St-Peterburg (Russia): Institute of Exp. Medicine RAMS, 2004. – P.45-46.

11. Лянна О.Л., Чорна В.І. Роль лізосомних цистеїнових катепсинів в ранній функціональній діагностиці онкологічних захворювань щитовидної залози // Фундаментальні питання експериментальної та клінічної ендокринології: Матеріали Науково-практичної конф. з міжнародною участю, 24-25 лютого 2005 р. – Харків: Харківський держ. мед. ун-т, 2005. – С.134-136.

12. Lyanna O.L., Chorna V.I. Role of the lysosomal cysteine cathepsins and their endogeneous inhibitors in cancer genesis // The Protein World: The FEBS J. Abstracts of 30^th FEBS Congress and 9^th IUBMB Conference, 2-7 July 2005. – Budapest (Hungary): Semmelweis University, 2005. – Vol.272, Suppl. 1. – P.157.

13. Lyanna O.L. Role of the lysosomal pathway of apoptosis in pathogenesis of diseases // Molecular mechanisms of cellular signaling: The Ukr. Biochem. J. Abstracts of 5^th Parnas Conf., 26-29 April 2005. – Kyiv: Palladin Institute of Biochem., 2005. – Т.77, №2. – С.126.

14. Чорна В.І., Лянна О.Л., Лутай Н.В., Хворостенко М.І., Коваль Н.О., Павлушина З.О., Гагаркин Г.М. Визначення рівнів активності цистеїнових катепсинів, тиреоїдних гормонів та деградації фібронектину при канцерогенезі щитовидної залози // Матеріали ХІ з’їзду онкологів України, 29 трав. – 2 черв. 2006 р. – Судак (АР Крим): Ін-т онкології АМН України, 2006. – С.65.

15. Лянная О.Л., Черная В.И. Исследование лизосомных цистеиновых катепсинов и их эндогенных ингибиторов в опухолях головного мозга человека // Нейроспецифические метаболиты и энзимологические основы деятельности ЦНС: Материалы Нейрохимической конференции, 25-27 сент. 2006 г. – Пенза (Россия): Пензенский госуд. педагог. ун-т им. В.Г. Белинского, 2006. – С.128.

16. Лянна О.Л., Чорна В.І. Лізосомні цистеїнові ендопептидази при канцерогенезі щитовидної залози // Матеріали ІХ Українського біохімічного з’їзду, 24-27 жовт. 2006 р. – Харків: Харківський нац. ун-т ім. В.Н. Каразіна, 2006. – Т.2. – С.84.

17. Черная В.И., Лянная О.Л., Ушакова Г.А. Динамика активности катепсина В головного мозга крыс при соматогенной послеоперационной гипералгезии // Нейроспецифические метаболиты и энзимологические основы деятельности ЦНС: Материалы Нейрохимической конференции, 25-27 сент. 2006 г. – Пенза (Россия): Пензенский госуд. педагог. ун-т им. В.Г. Белинского, 2006. – С.114.

18. Чорна В.І., Лянна О.Л. Катепсини В, L, Н і їх ендогенні інгібітори: роль у пухлинній трансформації // Матеріали ІХ Українського біохімічного з’їзду, 24-27 жовт. 2006 р. – Харків: Харківський нац. ун-т ім. В.Н. Каразіна, 2006. – Т.2. – С.22.