Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
Севастопольский государственный университет
Севастополь, Севастополь, Россия
Представители типа Ctenophora являются древней и обособленной ветвью эволюционного древа развития органического мира, обитают большей частью в эпипелагиали морей и демонстрируют удивительные механизмы приспособления к окружающей среде. С развитием техники секвенирования ДНК появилась возможность исследовать биологические объекты не только экспериментально, но и теоретически. С помощью методов биоинформатики изучали опсины гребневика Mnemiopsis leidyi A. Agassiz 1865. Проведена дополнительная аннотация опсинов 1, 2 и 3, AFK83788.1, AFK83789.1 и AFK83790.1, соответственно. Построены их 3D-модели и определена локализация ретиналя внутри молекул белков. Исследовано белковое окружение опсинов, охарактеризованы соседи-протеины первого и второго уровня. Показано, что структура сети белок-белковых взаимодействий напоминает перцептрон, а, следовательно, может выполнять функцию распознавания паттернов поступающих извне сигналов. Выявлена многозадачность проводящих путей от эндоцитоза до Wnt-сигнализации, что указывает на участие опсинов гребневиков в широком спектре генетических и физиологических процессов.
Ctenophora, опсины, сигнальная трансдукция
1. Li Y., Shen X.X., Evans B., Dunn C.W., Rokas A. Rooting the Animal Tree of Life. Mol Biol Evol., 2021, vol. 38, no. 10, pp. 4322-4333.
2. Ryan J.F., Pang K., Schnitzler C.E. et al. NISC Comparative Sequencing Program. The genome of the ctenophore Mnemiopsis leidyi and its implications for cell type evolution. Science, 2013, vol. 342, no. 6164, p. 1242592.
3. Moroz L.L. Multiple Origins of Neurons from Secretory Cells. Front Cell Dev Biol., 2021, vol. 9, p. 669087.
4. Баяндина Ю.С. Реакция личинок Mnemiopsis leidyi на изменение освещённости. Морской биологический журнал, 2020, т. 5, № 2, с. 105-108.
5. Baiandina Iu.S., Kirin M.P., Krivenko O.V. Black Sea Mnemiopsis leidyi (Ctenophora) adult locomotion and light-induced behavior in laboratory experiments. Journal of Sea Research, 2022, vol. 180, art. no. 102152, 7 p.
6. Хавронюк И.С., Булков В.А., Мамонтов А.А., Чусов Т.Д., Кузнецов А.В. Студенческая экспедиция по изучению сенсорных систем морских обитателей в естественных условиях: воздействие лазеров на гребневиков. Севастополь, август 2021а.
7. Casey P.J., Gilman A.G. G protein involvement in receptor-effector coupling. J Biol Chem., 1988, vol. 263, no. 6, pp. 2577-2580.
8. Birnbaumer L. G proteins in signal transduction. Annu Rev Pharmacol Toxicol., 1990, vol. 30, pp. 675-705.
9. Attwood T.K., Findlay J.B. Fingerprinting G-protein-coupled receptors. Protein Eng., 1994, vol. 7, no. 2, pp. 195-203.
10. Foord S.M., Bonner T.I., Neubig R.R., Rosser E.M., Pin J.P., Davenport A.P., Spedding M., Harmar A.J. International Union of Pharmacology. XLVI. G protein-coupled receptor list. Pharmacol Rev., 2005, vol. 57, no. 2, pp. 279-288.
11. Bjarnadottir T.K., Gloriam D.E., Hellstrand S.H., Kristiansson H., Fredriksson R., Schioth H.B. Comprehensive repertoire and phylogenetic analysis of the G protein-coupled receptors in human and mouse. Genomics, 2006, vol. 88, no. 3, pp. 263-273.
12. Harmar A.J., Hills R.A., Rosser E.M. et al. IUPHAR-DB: the IUPHAR database of G protein-coupled receptors and ion channels. Nucleic Acids Res., 2009, vol. 37, pp. 680-685.
13. Munk C., Isberg V., Mordalski S., Harpsoe K., Rataj K., Hauser A.S., Kolb P., Bojarski A.J., Vriend G., Gloriam D.E. GPCRdb: the G protein-coupled receptor database - an introduction. Br J Pharmacol., 2016, vol. 173, no. 14, pp. 2195-2207.
14. Vassilatis D.K., Hohmann J.G., Zeng H. et al. The G protein-coupled receptor repertoires of human and mouse. Proc Natl Acad Sci USA, 2003, vol. 100, no. 8, pp. 4903-4908.
15. Laschet C., Dupuis N., Hanson J. The G protein-coupled receptors deorphanization landscape. Biochem Pharmacol., 2018, vol. 153, pp. 62-74.
16. Altschul S.F., Gish W., Miller W., Myers E.W., Lipman D.J. Basic local alignment search tool. J Mol Biol., 1990, vol. 215, no. 3, pp. 403-410.
17. Kelley L.A., Mezulis S., Yates C.M., Wass M.N., Sternberg M.J. The Phyre2 web portal for protein modeling, prediction and analysis. Nat Protoc., 2015, vol. 10, no. 6, pp. 845-858.
18. Bitencourt-Ferreira G., de Azevedo W.F. Jr. Docking with SwissDock. Methods Mol Biol., 2019, vol. 2053, pp. 189-202.
19. Sayle R., Milner-White E.J. RasMol: Biomolecular graphics for all. Trends Biochem Sci., 1995, vol. 20, no. 9, p. 374.
20. Mistry J., Chuguransky S., Williams L., Qureshi M., Salazar G.A., Sonnhammer E.L.L., Tosatto S.C.E., Paladin L., Raj S., Richardson L.J., Finn R.D., Bateman A. Pfam: The protein families database in 2021. Nucleic Acids Res., 2021 vol. 49, no. D1, pp. D412-D419.
21. Szklarczyk D., Gable A.L., Nastou K.C., Lyon D., Kirsch R., Pyysalo S., Doncheva N.T., Legeay M., Fang T., Bork P., Jensen L.J., von Mering C. The STRING database in 2021: customizable protein-protein networks, and functional characterization of user-uploaded gene/measurement sets. Nucleic Acids Res., 2021, vol. 49, no. D1, pp. D605-D612.
22. Хавронюк И.С., Мамонтов А.А., Булков В.А., Воронин Д.П., Кузнецов А.В. Присваивание функций опсинам трихоплаксов Trichoplax adhaerens и Trichoplax sp. H2. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2021, т. 6, № 4, с. 686-694.
23. Schnitzler C.E., Pang K., Powers M.L. et al. Genomic organization, evolution, and expression of photoprotein and opsin genes in Mnemiopsis leidyi: a new view of ctenophore photocytes. BMC Biol., 2012, vol. 10, p. 107.
24. Wang J., Sinha T., Wynshaw-Boris A. Wnt signaling in mammalian development: lessons from mouse genetics. Cold Spring Harb Perspect Biol., 2012, vol. 4, no. 5, p. a007963.
25. Garabedian M.V., Good M.C. OptoLRP6 Illuminates Wnt Signaling in Early Embryo Development. J. Mol. Biol., 2021, vol. 433, no. 18, p. 167053.
26. Craft C.M., Whitmore D.H. The arrestin superfamily: cone arrestins are a fourth family. FEBS Lett., 1995, vol. 362, no. 2, pp. 247-255.
27. Yamada T., Takeuchi Y., Komori N., Kobayashi H., Sakai Y., Hotta Y., Matsumoto H. A 49-kilodalton phosphoprotein in the Drosophila photoreceptor is an arrestin homolog. Science, 1990, vol. 248, no. 4954, pp. 483-486.
28. Attramadal H., Arriza J.L., Aoki C., Dawson T.M., Codina J., Kwatra M.M., Snyder S.H., Caron M.G., Lefkowitz R.J. Beta-arrestin2, a novel member of the arrestin/beta-arrestin gene family. J Biol Chem., 1992, vol. 267, no. 25, pp. 17882-17890.
29. Raming K., Freitag J., Krieger J., Breer H. Arrestin-subtypes in insect antennae. Cell Signal, 1993, vol. 5, no. 1, pp. 69-80.
30. Scheres B., van der Putten W.H. The plant perceptron connects environment to development. Nature, 2017, vol. 543, no. 7645, pp. 337-345.
31. Feuda R., Hamilton S.C., McInerney J.O., Pisani D. Metazoan opsin evolution reveals a simple route to animal vision. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, vol. 109, no. 46, pp. 18868-18872.
32. Мамонтов А.А. Воздействие монохроматических источников света на примитивных многоклеточных животных: трихоплаксов, гребневиков и медуз. Выпускная квалификационная работа. СевГУ, 2022.
33. Timsit Y., Gregoire S.P. Towards the Idea of Molecular Brains. Int J Mol Sci., 2021, vol. 22, no. 21, p. 11868.
34. Birnbaumer L., Yatani A., VanDongen A.M., Graf R., Codina J., Okabe K., Mattera R., Brown A.M. G protein coupling of receptors to ionic channels and other effector systems. Br J Clin Pharmacol., 1990, vol. 30, suppl. 1, pp. 13S-22S.
35. Clapham D.E., Neer E.J. G protein beta gamma subunits. Annu Rev Pharmacol Toxicol., 1997 vol. 37, pp. 167-203.
36. Milligan G., Kostenis E. Heterotrimeric G-proteins: a short history. Br J Pharmacol., 2006, vol. 147, suppl 1, pp. S46-55.
37. Syrovatkina V., Alegre K.O., Dey R., Huang X.Y. Regulation, Signaling, and Physiological Functions of G-Proteins. J Mol Biol., 2016, vol. 428, no. 19, pp. 3850-3868.
38. Sondek J., Bohm A., Lambright D.G., Hamm H.E., Sigler P.B. Crystal structure of a G-protein beta gamma dimer at 2.1A resolution. Nature, 1996, vol. 379, no. 6563, pp. 369-374.
39. Routledge D., Scholpp S. Mechanisms of intercellular Wnt transport. Development, 2019, vol. 146, no. 10, p. dev176073.
