β1-адренорецептор в составе нанодисков размером 10-16 нм сохраняет лиганд-связывающие свойства

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: Oct 24, 2024
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00247
Ключевые слова:
β1-адренорецептор; нанодиски; UltrasoluteTM Amphipol 17; AASTY 11-45

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Т.В. Шарф
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
В.А. Балобанов
Институт белка РАН, Пущино
М.М. Пекло
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
Л.Н. Липатова
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
Н.М. Каширина
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
И.Б. Кузнецова
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
Е.В Янушевская
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
П.Н. Руткевич
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
И.Н. Рыбалкин
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
В.А. Колб
Институт белка РАН, Пущино
Т.Н. Власик
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а
Е.Е. Ефремов
Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, 121552 Москва, ул. Академика Чазова, 15а

Аннотация

Выявление в крови больных аутоантител к β1-адренорецептору (АДРБ1 АТ) и мониторинг содержания этих антител является актуальной потребностью клинической практики. Формат твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА), где в качестве антигена используется АДРБ1 в нативной конформации, представляется наиболее удобным для решения этой задачи. Ранее нами было проведено тестирование различных амфипатических полимеров по их способности солюбилизировать АДРБ1 в форме нанодисков, таким образом, чтобы АДРБ1 сохранял свои антигенные свойства. Целью настоящей работы было изучение лиганд-связывающих свойств АДРБ1 в составе нанодисков, полученных с помощью амфипатических полимеров UltrasoluteTM Amphipol (UA17) и AASTY 11-45, а также определение размеров нанодисков методом динамического светорассеяния. Связывание лигандов изопротеренола (агониста) и цианопиндолола (антагониста) оценивали по их способности конкурировать с рекомбинантными антителами hAB2367, специфичными ко второй внеклеточной петле АДРБ1, в твердофазном ИФА. Было продемонстрировано сохранение лиганд-связывающих свойств АДРБ1, солюбилизированного с помощью UA17 и AASTY 11-45. Этот факт служит свидетельством в пользу предположения о сохранности нативной структуры АДРБ1 в составе нанодисков. Методом динамического светорассеяния впервые определен размер нанодисков, получаемых с использованием UA17. В диапазоне концентраций полимера от 0.0625% до 0.5% не обнаружено достоверных различий в размерах нанодисков, варьирующих от 10 нм до 16 нм.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Шарф T., Балобанов V., Пекло M., Липатова L., Каширина N., Кузнецова I., Янушевская E., Руткевич P., Рыбалкин I., Колб V., Власик T., & Ефремов E. (2024). β1-адренорецептор в составе нанодисков размером 10-16 нм сохраняет лиганд-связывающие свойства. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 7(4), e00247. https://doi.org/10.18097/BMCRM00247
Выпуск
Том 7 № 4 (2024): Принято в печать
Раздел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Библиографические ссылки

  1. Magnusson, Y., Wallukat, G., Waagstein, F., Hjalmarson, A., Hoebeke, J. (1994) Autoimmunity in idiopathic dilated cardiomyopathy. Characterization of antibodies against the beta1-adrenoceptor with positive chronotropic effect. Circulation, 89, 2760–2767. DOI
  2. Jahns, R., Boivin, V., Siegmund, C., Inselmann, G., Lohse, M.J., Boege, F. (1999) Autoantibodies activating human beta1-adrenergic receptors are associated with reduced cardiac function in chronic heart failure. Circulation, 99, 649-654. DOI
  3. Sterin-Borda, L., Cossio, P.M., Gimeno, M.F., Gimeno, A.L., Diez, C., Laguens, R.P., Meckert, P.C., Arana, R.M. (1976) Effect of chagasic sera on the rat isolated atrial preparation: immunological, morphological and function aspects. Cardiovasc. Res., 10, 613–622. DOI
  4. Liu, J., Wang, Y., Chen, M., Zhao, W., Wang, X., Wang, H., Zhang, Z., Zhang, J., Xu, L., Chen, J., Yang, X., Zhang, L. (2014) The correlation between peripartum cardiomyopathy and autoantibodies against cardiovascular receptors. PLoS One, 9(1), e86770. DOI
  5. Kostyukevich, M.V., Zykov, K.A., Mironova, N.A., Agapova, O.Y., Shevelev, A.Y., Efremov, Е.Е., Vlasik, T.N., Golitsyn, S.P. (2016) Role of autoantibodies against β1- adrenergic receptor in cardiovascular diseases. Cardiology, 12, 5–11.
  6. Boivin-Jahns, V., Jahns, R., Boege, F. (2018) Relevant effects of beta1-adrenoceptor autoantibodies in chronic heart failure. Frontiers in Bioscience, Landmark, 23, 2146-2156. DOI
  7. Bornholz, B., Roggenbuck, D., Jahns, R., Boege, F. (2014) Diagnostic and therapeutic aspects of beta-adrenergic receptor autoantibodies in human heart disease. Autoimmunity Rev., 13, 954-962. DOI
  8. Ronspeck, W., Brinckmann, R., Egner, R., Gebauer, F., Winkler, D., Jekow, P., Wallukat, G., Muller, J., Kunze, R. (2003) Peptide based adsorbers for therapeutic immunoadsorption. Ther. Apher. Dial., 7(1), 91-7 DOI
  9. Dandel, M., Wallukat, G., Englert, A., Lehmkuhl, H.B., Knosalla, C., Hetzer R. (2012) Longterm benefits of immunoadsorption in beta(1)-adrenoceptor autoantibody-positive transplant candidates with dilated cardiomyopathy. Eur. J. Heart Fail, 14(12), 1374-88. DOI
  10. Wenzel, K., Schulze-Rothe, S., Haberland, A., Müller, J., Wallukat, G., Davideit, H. (2017) Performance and in-house validation of a bioassay for the determination of beta1-autoantibodies found in patients with cardiomyopathy. Heliyon, 3(7), e00362. DOI
  11. Matsui, S., Fu, M.L., Shimizu, M., Fukuoka, T., Teraoka, K., Takekoshi, N., Murakami, E., Hjalmarson, A. (1995) Dilated cardiomyopathy defines serum autoantibodies against G-protein coupled cardiovascular receptors. Autoimmunity, 21, 85–88. DOI
  12. Bornholz, B., Hanzen, B., Reinke, Y., Felix, S.B., Jahns, R., Schimke, I., Wallukat, G., Boege F. (2016) Detection of DCM-associated beta1-adrenergic receptor autoantibodies requires functional readouts or native human beta1-receptors as targets. Int J Cardiol, 202, 728-30 DOI
  13. Jahns, R., Boege, F. (2015) Questionable validity of petide-based ELISA strategies in the diagnostics of cadrdiopathogenic autoantibodies that activate G-protein-coupled receptors. Cardiology, 131, 149-150 DOI
  14. Boege, F., Westenfeld, R., Jahns, R. (2017) beta1AAb determined by peptide ELISA: A signal in the noise? J. Am. Coll. Cardiol., 70(6), 807-808 DOI
  15. Holthoff. H.P., Zeibig, S., Boivin, V., Bauer, J., Lohse, M.J., Kaab, S., Clauss, S., Jahns, R., Schlipp, A., Munch, G., Ungerer, M. (2012) Detection of anti beta1-ar auto-antibodies in heart failure by a cell-based competition ELISA. Circ. Res, 111(6), 675-84 DOI
  16. Shevelev, A.Y., Kostyukevich, M.V., Efremov, E.E., Vlasik, T.N., Mironova, N.A., Zykov, K.A., Kashirina, N.M., Kuznetsova, I.B., Sharf, T.V., Mamochkina, E.N., Lipatova, L.N., Peklo, M.M., Rutkevich, P.N., Yanushevskaya, E.V., Rybalkin, I.N., Stukalova, O.V., Malkina, T.A., Belyaeva, M.M., Kuznetsova, T.V., Tkachev, G.A., Zinchenko, L.V., Gupalo, E.M., Agapova, O.A., Yureneva-Tkhorzhevskaya, T.V., Rvacheva, A.V., Sidorova, M.V., Sadgyan, A.S., Tereshchenko, S.N., Golitsin, S.P. (2016) Detection of autoantibodies against the β1-adrenergic receptor in the sera of patients via the competitive cell-based enzyme linked immunosorbent assay. Cardiology, 56 (11), 61-70. DOI
  17. Sun, R., Mak, S., Haschemi, J., Horn, P., Boege, F., Luppa, P.B. (2019) Nanodiscs incorporating native β1 adrenergic receptor as a novel approach for the detection of pathological autoantibodies in patients with dilated cardiomyopathy. J. Appl. Lab. Med. 4(3),391-403. DOI
  18. Krishnarjuna, B., Ramamoorthy, A. (2022) Detergent-free isolation of membrane proteins and strategies to study them in a near-native membrane environment. Biomolecules, 12(8), 1076. DOI
  19. Orekhov, P.S., Bozdaganyan, M.E., Voskoboynikova, N., Mulkidjanian, A.Y., Karlova, M.G., Yudenko, A., Remeeva, A., Ryzhykau, Y.L., Gushchin, I., Gordeliy, V.I., Sokolova, O.S., Steinhoff, H.J, Kirpichnikov, M.P., Shaitan K.V. (2022) Mechanisms of formation, structure, and dynamics of lipoprotein discs stabilized by amphiphilic copolymers: a comprehensive review. Nanomaterials, 12(3), 361. DOI
  20. Peclo, M.M., Lipatova, L.N., Kashirina, N.M., Sharf, T.V., Kuznetzova, I.B., Efremov, E.E., Yanushevskaya, E.V., Rutkevich, P.N., Rybalkin, I.N., Vlasik, T.N. (2023) β1-adrenergic receptor solubilized in the form of nanodiscs: screening of various amphipatic polymers. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 6(4), e00206. DOI
  21. Shevelev, A.Y., Kashirina, N.M., Kuznetsova, T.B., Sharf, T.V., Mamochkina, E.N., Agapova, O.Y., Gurskaya, T.K., Lipatova, L.N., Peklo, M.M., Rutkevich, P.N., Yanushevskaya, E.V., Rybalkin, I.N., Skoblov, Y.S., Efremov, E.E., Vlasik, T.N., Zykov, K.A. (2015) Cell line expressing recombinant β1-adrenergic receptor for the agonistic autoantibodies detection by a competitive enzymelinked immunosorbent assay. Vestnik Biotechnol., 11(4), 5–14.
  22. Afanas’eva, O.I., Klesareva, E.A., Efremov, E.E., Sidorova, M.V., Bespalova, Zh.D., Levashov, P.A., Ezhov, M.V., Adamova, I.Yu., Pokrovsky, S.N. (2013) An immunoenzyme method based on chimeric molecule and oligopeptide fragments for determining the autoantibodies to β1-adrenergic receptor in patients with dilated cardiomyopathy. Zh. Klin. Lab. Diagn., 58(4), 24-27.
  23. Dörr, J. M., Scheidelaar, S., Koorengevel, M.C., Dominguez, J.J., Schäfer, M., van Walree, C.A., Killian, J.A. (2015). The styrene–maleic acid copolymer: a versatile tool in membrane research. European Biophysics Journal, 45(1), 3–21. DOI
  24. Orwick-Rydmark, M., Lovett, J.E., Graziadei, A., Lindholm, L., Hicks, M.R., Watts, A. (2012) Detergent-free incorporation of a seven transmembrane receptor protein into nanosized bilayer Lipodisq particles for functional and biophysical studies. Nano Lett., 12, 4687–4692. DOI