Эритропоэтин принадлежит к группе консервативных белков млекопитающих и задействован прежде всего в регуляции гемопоэза. Однако современные представления о функциях этого цитокина и разнообразие клеточных рецепторов, способных воспринимать его как сигнальную молекулу, свидетельствуют об участии в значительно более широком спектре физиологических процессов в норме и при патологиях. Несмотря на терапевтическое использование рекомбинантного эритропоэтина во многих клинических протоколах (глобальный рынок превышает 12 миллиардов долларов США), наши представления о его взаимодействиях с другими регуляторными белками остаются фрагментарными. Особый интерес в этом отношении представляют кальций-связывающие белки семейства S100, вовлеченные в процессы межклеточных коммуникаций и внутриклеточной трансдукции сигналов. Группа исследователей из Института биологического приборостроения с опытным производством (ИБП РАН) – обособленного подразделения ФИЦ ПНЦБИ РАН – поставила своей целью выявить среди представителей семейства S100 партнеров по связыванию эритропоэтина.
Лаборатория новых методов в биологии ИБП РАН имеет многолетний опыт изучения кальций-связывающих белков с помощью современных физико-химических методов. В работе, опубликованной в журнале «Biomolecules», (Kazakov, A.S.; Deryusheva, E.I.; Sokolov, A.S.; Permyakova, M.E.; Litus, E.A.; Rastrygina, V.A.; Uversky, V.N.; Permyakov, E.A.; Permyakov, S.E. Erythropoietin Interacts with Specific S100 Proteins. Biomolecules 2022, 12, 120, https://doi.org/10.3390/biom12010120), методом поверхностного плазмонного резонанса оценивали параметры взаимодействия эритропоэтина с потенциальными «контрагентами». Из 18 кандидатов были выбраны три белка, способные специфически связываться с эритропоэтином. Детали межмолекулярных контактов были изучены методами молекулярного моделирования, основываясь на данных трехмерных структур белков-партнеров. Проведенный анализ подтвердил наличие схожих паттернов пространственной ориентации взаимодействующих молекул. Биоинформатический анализ ассоциаций обнаруженных взаимодействий эритропоэтин-S100 с заболеваниями указывает на их вовлеченность в развитие онкологических и прочих заболеваний. Работа наших коллег демонстрирует филигранное владение методами исследования надмолекулярных комплексов и имеет большое фундаментальное значение для реконструкции целостного интерактома эритропоэтина.
Примечательно, что значение этой работы выходит за рамки фундаментальной науки и заставляет по-новому взглянуть на применение эритропоэтина в медицине, открывая возможности для разработки методов персонифицированной медицины. Нарушение баланса этого важнейшего гормоноподобного белка ассоциировано с рядом негативных последствий, в том числе с развитием злокачественных новообразований. Корреляция изменений уровней эритропоэтина и белков S100 при патологиях указывает на возможность их сочетанного действия в организме при неопластических трансформациях нейродегенеративных и прочих заболеваниях. Это потенциально позволяет направленно корректировать тактику терапевтического применения эритропоэтина с учетом уровня белков S100, тем самым увеличивая его терапевтическую эффективность и избегая побочных эффектов. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант №19-14-00289).
