Целестиновый синий B — зонд для регистрации продукции хлорноватистой кислоты и HOCL-модифицированных белков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования — изучить продукцию хлорноватистой кислоты (HOCl) и ее производных, обусловленную активностью миелопероксидазы нейтрофилов крови человека, флуоресцентным методом с использованием целестинового синего B.

Материалы и методы. Нейтрофилы выделяли из венозной крови здоровых доноров. В качестве агонистов использовали форбол 12-миристат 13-ацетат, N-формил-метионил-лейцил-фенилаланин, лектины растительного происхождения, белки, модифицированные гипогалоидными кислотами. В качестве ингибиторов активности миелопероксидазы нейтрофилов и/или перехватчиков HOCl использовали N-ацетилцистеин, гидразид 4-аминобензойной кислоты, изониазид и церулоплазмин.

Результаты. В ходе исследований с применением широкого спектра агонистов и ингибиторов активности миелопероксидазы нейтрофилов и/или перехватчиков HOCl было доказано, что целестиновый синий B окисляется в суспензии стимулированных нейтрофилов в результате продукции ими HOCl и ее производных, обусловленной активностью миелопероксидазы. Окисление целестинового синего B наблюдалось и HOCl-модифицированным сывороточным альбумином человека (HSA-Cl). Моноклональные антитела класса IgM против HSA-Cl ингибировали окисление целестинового синего B в растворе модифицированного белка.

Заключение. Разработанный метод позволяет с высокой чувствительностью анализировать HOCl-модифицированные белки (хлорамины и др.), исследовать влияние различных агонистов и лекарственных препаратов на респираторный взрыв нейтрофилов, экзоцитоз и активность миелопероксидазы.

Об авторах

Вероника Евгеньевна Луценко

ГУ ВО «Белорусский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: nika.lutsenko@tut.by
SPIN-код: 1647-2893

аспирант кафедры биофизики физического факультета

Белоруссия, Минск

Дарья Владимировна Григорьева

ГУ ВО «Белорусский государственный университет»

Email: dargr@tut.by
ORCID iD: 0000-0003-0210-5474
SPIN-код: 2479-7785

канд. биол. наук, старший научный сотрудник НИЛ биофизики и биотехнологии кафедры биофизики физического факультета

Белоруссия, Минск

Ирина Владимировна Горудко

ГУ ВО «Белорусский государственный университет»

Email: irinagorudko@gmail.com
SPIN-код: 8968-3125

канд. биол. наук, доцент, доцент кафедры биофизики физического факультета

Белоруссия, Минск

Сергей Николаевич Черенкевич

ГУ ВО «Белорусский государственный университет»

Email: cherenkevich@bsu.by
SPIN-код: 6493-9551

д-р биол. наук, профессор, академик НАН Беларуси, профессор кафедры биофизики физического факультета

Белоруссия, Минск

Николай Петрович Горбунов

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: niko_laygo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4636-0565
SPIN-код: 6289-7281

аспирант, научный сотрудник отдела молекулярной генетики

Россия, Санкт-Петербург

Валерия Александровна Костевич

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА»

Email: hfa-2005@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1405-1322
SPIN-код: 2726-2921

канд. биол. наук, старший научный сотрудник отдела молекулярной генетики; научный сотрудник отдела биофизики 

Россия, Санкт-Петербург; Москва

Олег Михайлович Панасенко

ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА»; ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: o-panas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5245-2285
SPIN-код: 3035-6808

д-р биол. наук, профессор, заведующий отделом биофизики; старший научный сотрудник отдела медицинской физики 

Россия, Москва

Алексей Викторович Соколов

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА»; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: biochemsokolov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9033-0537
SPIN-код: 7427-7395

д-р биол. наук, заведующий лабораторией биохимической генетики отдела молекулярной генетики; старший научный сотрудник отдела биофизики ; профессор кафедры фундаментальных проблем медицины и медицинских технологий 

Россия, Санкт-Петербург; Москва; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Winterbourn CC, Kettle AJ. Redox reactions and microbial killing in the neutrophil phagosome. Antioxid Redox Signal. 2013;18(6):642-660. https://doi.org/10.1089/ars. 2012.4827.
  2. Panasenko OM, Gorudko IV, Sokolov AV. Hypochlorous acid as a precursor of free radicals in living systems. Biochemistry (Mosc). 2013;78(13):1466-1489. https://doi.org/10.1134/S0006297913130075.
  3. Aratani Y. Myeloperoxidase: its role for host defense, inflammation, and neutrophil function. Arch Biochem Biophys. 2018;640:47-52. https://doi.org/10.1016/j.abb. 2018.01.004.
  4. Liu SR, Wu SP. Hypochlorous acid turn-on fluorescent probe based on oxidation of diphenyl selenide. Org Lett. 2013;15(4):878-881. https://doi.org/10.1021/ol400011u.
  5. Zhang R, Song B, Yuan J. Bioanalytical methods for hypochlorous acid detection: recent advances and challenges. Trends Analyt Chem. 2018;99:1-33. https://doi.org/10.1016/j.trac.2017.11.015.
  6. Bertozo LC, Zeraik ML, Ximenes VF. Dansylglycine, a fluorescent probe for specific determination of halogenating activity of myeloperoxidase and eosinophil peroxidase. Anal Biochem. 2017;532:29-37. https://doi.org/10.1016/j.ab.2017.05.029.
  7. Sokolov AV, Kostevich VA, Kozlov SO, et al. Kinetic method for assaying the halogenating activity of myeloperoxidase based on reaction of celestine blue B with taurine halogenamines. Free Radic Res. 2015;49(6):777-789. https://doi.org/10.3109/10715762.2015.1017478.
  8. Козлов С.О., Кудрявцев И.В., Грудинина Н.А., и др. Активированные нейтрофилы, продуцирующие HOCL, выявляющиеся при проточной цитометрии и конфокальной микроскопии с помощью целестинового синего В // Acta Biomedica Scientifica. – 2016. – Т. 1. – № 3–2. – С. 86–91. [Kozlov SO, Kudryavtsev IV, Grudinina NA, et al. Activated producing HOCL neutrophils revealed by flow cytometry and confocal microscopy with celestine blue B. Acta Biomedica Scientifica. 2016;1(3-2):86-91. (In Russ.)]. https://doi.org/10.12737/article_590823a4895537.04307905.
  9. Sokolov AV, Acquasaliente L, Kostevich VA, et al. Thrombin inhibits the anti-myeloperoxidase and ferroxidase functions of ceruloplasmin: relevance in rheumatoid arthritis. Free Radic Biol Med. 2015;86:279-294. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2015.05.016.
  10. Михальчик Е.В., Смолина Н.В., Астамирова Т.С., и др. Альбумин сыворотки крови, модифицированный в условиях окислительного/галогенирующего стресса, усиливает люминолзависимую хемилюминесценцию нейтрофилов человека // Биофизика. – 2013. – Т. 58. – № 4. – C. 681–689. [Mikhalchik EV, Smolina NV, Astamirova TC, et al. Human serum albumin modified under oxidative/halogenative stress enhances luminol-dependent chemiluminescence of human neutrophils. Biophysics. 2013;58(4):530-536. (In Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0006350913040118.
  11. Gorudko IV, Grigorieva DV, Shamova EV, et al. Hypohalous acid-modified human serum albumin induces neutrophil NADPH oxidase activation, degranulation, and shape change. Free Radic Biol Med. 2014;68:326-334. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2013.12.023.
  12. Freysd’ottir J. Production of monoclonal antibodies. Methods Mol Med. 2000;40:267-279. https://doi.org/10.1385/ 1-59259-076-4:267.
  13. Keshari RS, Verma A, Barthwal MK, Dikshit M. Reactive oxygen species-induced activation of ERK and p38 MAPK mediates PMA-induced NETs release from human neutrophils. J Cell Biochem. 2013;114(3):532-540. https://doi.org/10.1002/jcb.24391.
  14. Ganji SH, Kamanna VS, Kashyap ML. Niacin decreases leukocyte myeloperoxidase: mechanistic role of redox agents and Src/p38MAP kinase. Atherosclerosis. 2014;235(2):554-561. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2014.05.948.
  15. Lindemann O, Strodthoff C, Horstmann M, et al. TRPC1 regulates fMLP-stimulated migration and chemotaxis of neutrophil granulocytes. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2015;1853(9):2122-2130. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2014.12.037.
  16. Grigorieva DV, Gorudko IV, Kostevich VA, et al. Myeloperoxidase exocytosis from activated neutrophils in the presence of heparin. Biochemistry (Moscow). Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2018;12(2):136-142. https://doi.org/10.1134/S199075081802004X.
  17. Huang J, Smith F, Panizzi P. Ordered cleavage of myeloperoxidase ester bonds releases active site heme leading to inactivation of myeloperoxidase by benzoic acid hydrazide analogs. Arch Biochem Biophys. 2014;548:74-85. https://doi.org/10.1016/j.abb.2014.02.014.
  18. Forbes LV, Furtmüller PG, Khalilova I, et al. Isoniazid as a substrate and inhibitor of myeloperoxidase: identification of amine adducts and the influence of superoxide dismutase on their formation. Biochem Pharmacol. 2012;84(7):949-960. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2012.07.020.
  19. Sokolov AV, Kostevich VA, Varfolomeeva EY, et al. Capacity of ceruloplasmin to scavenge products of the respiratory burst of neutrophils is not altered by the products of reactions catalyzed by myeloperoxidase. Biochem. Cell Biol. 2018;96(4):457-467. https://doi.org/10.1139/bcb-2017-0277.
  20. Varfolomeeva EY, Semenova EV, Sokolov AV, et al. Ceruloplasmin decreases respiratory burst reaction during pregnancy. Free Radic Res. 2016;50(8):909-919. https://doi.org/10.1080/10715762.2016.1197395.
  21. Storkey C, Davies MJ, Pattison DI. Reevaluation of the rate constants for the reaction of hypochlorous acid (HOCL) with cysteine, methionine, and peptide derivatives using a new competition kinetic approach. Free Radic Biol Med. 2014;73:60-66. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.04.024.
  22. Van Damme EJ. History of plant lectin research. Methods Mol Biol. 2014;1200:3-13. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-1292-6_1.
  23. Кобелев А.В., Сироткин А.С. Лектины: обзор свойств и перспектив использования в биотехнологии // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. – 2018. – Т. 14. – № 2. – С. 60–67. [Kobelev AV, Sirotkin AS. Lectins: a review of properties and prospects for use in biotechnology. Yu.A. Ovchinnikov bulletin of biotechnology and physical and chemical biology. 2018;14(2):60-67. (In Russ.)]
  24. Pereira-da-Silva G, Caroline FC, Roque-Barreira MC. Neutrophil activation induced by plant lectins: modulation of inflammatory processes. Inflamm Allergy Drug Targets. 2012;11(6):433-441. https://doi.org/10.2174/ 187152812803589985.
  25. Timoshenko AV, Gorudko IV, Gabius HJ. Lectins from medicinal plants: Bioeffectors with diverse activities. In: Phytochemicals – Biosynthesis, Function and Application. Ed. by R. Jetter. Vol. 44. Cham: Springer; 2014. P. 43-56. https://doi.org/10.1007/978-3-319-04045-5_3.
  26. Луценко В.Е., Григорьева Д.В., Черенкевич С.Н., и др. Флуоресцентный метод оценки функциональной активности нейтрофилов // Актуальные вопросы биологической физики и химии. – 2018. – Т. 3. – № 3. – С. 612–618. [Lutsenko VE, Grigorieva DV, Cherenkevich SN, et al. Fluorescent method for estiment neutrophils functional activity. Aktual’nye voprosy biologicheskoj fiziki i khimii. 2018;3(3):612-618. (In Russ.)]
  27. Gorudko IV, Vakhrusheva TV, Mukhortova AV, et al. The priming effect of halogenated phospholipids on the functional responses of human neutrophils. Biochemistry (Moscow). Supplement Series A: Membrane and Cell Biology. 2010;4(3):262-271. https://doi.org/10.1134/S1990747810030037.
  28. Salavej P, Spalteholz H, Arnhold J. Modification of amino acid residues in human serum albumin by myeloperoxidase. Free Radic Biol Med. 2006;40(3):516-525. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2005.09.007.
  29. Vlasova II, Sokolov AV, Kostevich VA, et al. Myeloperoxidase-induced oxidation of albumin and ceruloplasmin: role of tyrosines. Biochemistry (Moscow). 2019;84(6):652-662. https://doi.org/10.1134/S0006297919060087.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Типичные кинетические кривые окисления целестинового синего B (a) и характеризующие данный процесс параметры (b) в суспензии нейтрофилов, активированных форболовым эфиром (PMA, 50 нМ) либо хемотаксическим пептидом (fMLP, 1 мкМ) в отсутствие и в присутствии цитохалазина b (cyth b, 2,5 мг/л)

Скачать (237KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние лектинов зародышей пшеницы (WGA, 100 мг/л), семян канавалии мечевидной (Con A, 100 мг/л), семян фасоли обыкновенной (PHA-L, 100 мг/л), караганы древовидной (CABA, 100 мг/л), омелы белой (VAA, 50 мг/л), сои (SBA, 100 мг/л) в отсутствие и в присутствии цитохалазина b (cyth b, 2,5 мг/л) на окисление целестинового синего B в суспензии нейтрофилов. * р < 0,05

Скачать (114KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние HSA-Cl (1 г/л) на окисление целестинового синего B в суспензии нейтрофилов (a) и в фосфатно-солевом буфере (b)

Скачать (145KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние моноклональных антител против HSA-Cl (1H2, 0,168 г/л, кривая 2) на окисление целестинового синего B в растворе HSA-Cl (0,125 г/л, кривая 1). Отрицательный контроль на фоне сывороточного альбумина человека (0,168 и 0,336 г/л, кривые 3 и 4)

Скачать (133KB)
Метаданные

© Луценко В.Е., Григорьева Д.В., Горудко И.В., Черенкевич С.Н., Горбунов Н.П., Костевич В.А., Панасенко О.М., Соколов А.В., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».