Studies on interaction of oligoadenylates with proteins in vitro by MALDI-TOF mass spectrometry

Aim. To investigate the ability of «core» 2'-5'- and 3'-5'-oligoadenylates (OA) to interact with α-interferon – a key protein of the 2'- 5'-OAS/RNAase L system responsible for antiviral cell defense. Methods. MALDI-TOF mass spectrometry was used in the studies on protein-ligand interactions. Results. It was shown that 2'-5'-A3 and its epoxy-modified analog 2'-5'-A3-epo can bind to α-interferon in vitro. 3'-5'-tri- adenylate is also capable of binding to this protein. One to five ligand molecules can bind simultaneously to the molecule of α-interferon. At the same time, all studied oligonucleotides do not bind to insulin. Conclusions. It was established that «core» 2'-5'- and 3'-5'-triadenylates are capable of multiple interaction with α-interferon to form stable complexes. However, they do not bind to insulin which is not involved in the 2'-5'-OAS/RNAase L system.Мета. Дослідити здатність «корових» 2'-5'- і 3'-5'-олігоаденілатів взаємодіяти з α-інтерфероном – ключовим білком системи 2'-5'-ОАС/РНКаза L, відповідальної за противірусний захист клітини. Методи. Для вивчення взаємодій білок–олігонуклеотид використано метод мас-спектрометрії MALDI-TOF. Результати. Встановлено здатність 2'-5'-А3 та його епокси-модифікованого аналога 2'-5'-А3-epo зв’язуватися з α-інтерфероном in vitro. З цим білком може також взаємодіяти і 3'-5'-триаденілат. При цьому до молекули α-інтерферону одночасно може приєднуватися від однієї до п’яти молекул ліганду. У той же час з інсуліном усі досліджені олігонуклеотиди не зв’язуються. Висновки. Показано, що «корові» 2'-5'- і 3'-5'-триаденілати множинно взаємодіють з α-інтерфероном з утворенням стійких комплексів. Однак вони не зв’язуються з інсуліном, який не є компонентом системи 2'-5'-ОАС/РНКаза L.Цель. Исследовать способность «коровых» 2'-5'- и 3'-5'-олигоаденилатов взаимодействовать с α-интерфероном – ключевым белком системы 2'-5'-ОАС/РНКаза L, ответственной за противовирусную защиту клетки. Методы. Для изучения взаимодействий белок–олигонуклеотид использован метод масс-спектрометрии MALDI-TOF. Результаты. Установлена способность 2'-5'-А3 и его эпокси-модифицированного аналога 2'-5'-А3-еpo связываться с α-интерфероном in vitro. С этим белком может также взаимодействовать и 3'-5'-триаденилат. При этом к молекуле α-интерферона одновременно может присоединяться от одной до пяти молекул лиганда. В то же время с инсулином все изученные олигонуклеотиды не связываются. Выводы. Показано, что «коровые» 2'-5'- и 3'-5'-триаденилаты способны к множественному взаимодействию с α-интерфероном с образованием устойчивых комплексов. Однако они не связываются с инсулином, не являющемся компонентом системы 2'-5'-ОАС/РНКаза L

ABSORPTION AND LUMINESCENCE PROPERTIES OF ACID AND SALT FORMS OF MONONUCLEOTIDES, THEIR COMPONENTS AND COMPLEXES WITH D-MANNITOL AT ROOM TEMPERATURE

Aim. The aim of this work was to analyze and compare spectral properties of aqueous nucleotide solutions in conditions close to biological systems. We studied the absorption and luminescence (Ex and Em fluorescence and Em phosphorescence) of monoribonucleotides, their disodium salts, bases and nucleosides, and mixes with D-mannitol dissolved in water at room temperature. Methods. There were measured absorbance spectra using a Specord 210plus instrument and fluorescence excitation and emission and phosphorescence spectra using Horiba Fluoro Max 4+ instruments. Results. There were obtained the absorption, excitation, and luminescence spectra of aqueous solutions 1 mg/ml of nucleotides, their components, and mixtures with mannitol (in ratio 1:4). We observed a change in the ratio between the peaks of the spectra of acidic and salt forms of nucleotides. Conclusions. The observations confirmed that nucleotides, nucleosides, and nucleic acid bases exhibit luminescence at room temperature, which might be useful information for further research in this area. In addition, a comparative analysis of the spectra showed possible interactions between nucleotide molecules and mannitol

Study of dephosphorylated 2'-5'-linked oligoadenylates impact on apo-S100A1 protein conformation by heteronuclear NMR and circular dichroism

Low molecular weight natural mediators, 2'-5'-linked oligoadenylates, play an important role in interferon-based antiviral mechanism; participate in growth, apoptosis and other important cellular processes. The aim of current study was to find the evidence for the cell interaction with human apo-S100A1 using the methods of circular dichroism (CD) and heteronuclear NMR spectroscopy. Taking into account their concentration within living cells, the 2'-5'A3 oligoadenylates may act as additional biologically active substrates, capable of regulating the S100A1 protein functioning in vivo. The obtained results demonstrated the occurrence of the secondary structure changes in human S100A1 protein upon the interaction with 2'-5'-linked oligoadenylates as well as indicated specific residues involved in this process. Our study points to the 2'-5'-linked oligoadenylates as possible additional elements of the complex system of fine regulation of the Ca2+-signal transduction pathway in human cells.Низькомолекулярні медіатори природного походження – 2'-5' олігоаденілати – відіграють важливу роль в антивірусному механізмі, пов’язаному з інтерфероном, вони причетні до росту клітин, апоптозу та інших важливих процесів, що протікають у клітині. Мета даного дослідження полягала в пошуку доказів мож- ливості взаємодії 2'-5' олігоаденілатів з апо-формою білка S100A1 людини. Методи. Використано методи ЯМР і КД. Результати. Зважаючи на значну концентрацію 2'-5' олігоаденілатів всередині живої клітини, можна припустити, що вони слугують додатковими біологічно активними субстратами і здатні регулювати функціонування білка S100A1 in vivo. Отримані дані вказують на те, що внаслідок взаємодії між 2'-5' олігоаденілатами та S100A1 відбуваються перебудови у вторинній структурі останнього. Крім того, вдалося визначити, які саме амінокислотні залишки беруть учать у цій взаємодії. Висновки. Ймовірно, 2'-5' олігоаденілати є додатковими елементами складної системи регуляції процесів, опосередкованих іонами Са2+.Низкомолекулярные медиаторы природного происхождения – 2'-5' олигоаденилаты – играют важную роль в антивирусном механизме, связанном с интерфероном, они причастны к росту клеток, апоптозу и другим важным процессам, происходящим в клетке. Цель данного исследования состояла в поиске доказательств возможности взаимодействия 2'-5' олигоаденилатов с апо-формой белка S100A1 человека. Методы. Использованы методы ЯМР и КД. Результаты. Учитывая концентрацию 2'-5' олигоаденилатов внутри живой клетки, можно предположить, что они служат дополнительными биологически активными соединениями, способными регулировать функционирование белка S100A1 in vivo. Полученные данные указывают на то, что в итоге взаимодействия между 2'-5' олигоаденилатами и белком S100A1 происходят изменения вторичной структуры последнего. Кроме того, удалось определить аминокислотные остатки, непосредственно участвующие в этом взаимодействии. Выводы. Вероятно, что 2'-5' олигоаденилаты являются дополнительными элементами сложной системы, регулирующей процессы, опосредованные ионами Са2+

Studies on interaction of oligoadenylates with proteins in vitro by MALDI-TOF mass spectrometry

Aim. To investigate the ability of «core» 2'-5'- and 3'-5'-oligoadenylates (OA) to interact with α-interferon – a key protein of the 2'- 5'-OAS/RNAase L system responsible for antiviral cell defense. Methods. MALDI-TOF mass spectrometry was used in the studies on protein-ligand interactions. Results. It was shown that 2'-5'-A3 and its epoxy-modified analog 2'-5'-A3-epo can bind to α-interferon in vitro. 3'-5'-tri- adenylate is also capable of binding to this protein. One to five ligand molecules can bind simultaneously to the molecule of α-interferon. At the same time, all studied oligonucleotides do not bind to insulin. Conclusions. It was established that «core» 2'-5'- and 3'-5'-triadenylates are capable of multiple interaction with α-interferon to form stable complexes. However, they do not bind to insulin which is not involved in the 2'-5'-OAS/RNAase L system.Мета. Дослідити здатність «корових» 2'-5'- і 3'-5'-олігоаденілатів взаємодіяти з α-інтерфероном – ключовим білком системи 2'-5'-ОАС/РНКаза L, відповідальної за противірусний захист клітини. Методи. Для вивчення взаємодій білок–олігонуклеотид використано метод мас-спектрометрії MALDI-TOF. Результати. Встановлено здатність 2'-5'-А3 та його епокси-модифікованого аналога 2'-5'-А3-epo зв’язуватися з α-інтерфероном in vitro. З цим білком може також взаємодіяти і 3'-5'-триаденілат. При цьому до молекули α-інтерферону одночасно може приєднуватися від однієї до п’яти молекул ліганду. У той же час з інсуліном усі досліджені олігонуклеотиди не зв’язуються. Висновки. Показано, що «корові» 2'-5'- і 3'-5'-триаденілати множинно взаємодіють з α-інтерфероном з утворенням стійких комплексів. Однак вони не зв’язуються з інсуліном, який не є компонентом системи 2'-5'-ОАС/РНКаза L.Цель. Исследовать способность «коровых» 2'-5'- и 3'-5'-олигоаденилатов взаимодействовать с α-интерфероном – ключевым белком системы 2'-5'-ОАС/РНКаза L, ответственной за противовирусную защиту клетки. Методы. Для изучения взаимодействий белок–олигонуклеотид использован метод масс-спектрометрии MALDI-TOF. Результаты. Установлена способность 2'-5'-А3 и его эпокси-модифицированного аналога 2'-5'-А3-еpo связываться с α-интерфероном in vitro. С этим белком может также взаимодействовать и 3'-5'-триаденилат. При этом к молекуле α-интерферона одновременно может присоединяться от одной до пяти молекул лиганда. В то же время с инсулином все изученные олигонуклеотиды не связываются. Выводы. Показано, что «коровые» 2'-5'- и 3'-5'-триаденилаты способны к множественному взаимодействию с α-интерфероном с образованием устойчивых комплексов. Однако они не связываются с инсулином, не являющемся компонентом системы 2'-5'-ОАС/РНКаза L

Study of dephosphorylated 2'-5'-linked oligoadenylates impact on apo-S100A1 protein conformation by heteronuclear NMR and circular dichroism

Low molecular weight natural mediators, 2'-5'-linked oligoadenylates, play an important role in interferon-based antiviral mechanism; participate in growth, apoptosis and other important cellular processes. The aim of current study was to find the evidence for the cell interaction with human apo-S100A1 using the methods of circular dichroism (CD) and heteronuclear NMR spectroscopy. Taking into account their concentration within living cells, the 2'-5'A3 oligoadenylates may act as additional biologically active substrates, capable of regulating the S100A1 protein functioning in vivo. The obtained results demonstrated the occurrence of the secondary structure changes in human S100A1 protein upon the interaction with 2'-5'-linked oligoadenylates as well as indicated specific residues involved in this process. Our study points to the 2'-5'-linked oligoadenylates as possible additional elements of the complex system of fine regulation of the Ca2+-signal transduction pathway in human cells.Низькомолекулярні медіатори природного походження – 2'-5' олігоаденілати – відіграють важливу роль в антивірусному механізмі, пов’язаному з інтерфероном, вони причетні до росту клітин, апоптозу та інших важливих процесів, що протікають у клітині. Мета даного дослідження полягала в пошуку доказів мож- ливості взаємодії 2'-5' олігоаденілатів з апо-формою білка S100A1 людини. Методи. Використано методи ЯМР і КД. Результати. Зважаючи на значну концентрацію 2'-5' олігоаденілатів всередині живої клітини, можна припустити, що вони слугують додатковими біологічно активними субстратами і здатні регулювати функціонування білка S100A1 in vivo. Отримані дані вказують на те, що внаслідок взаємодії між 2'-5' олігоаденілатами та S100A1 відбуваються перебудови у вторинній структурі останнього. Крім того, вдалося визначити, які саме амінокислотні залишки беруть учать у цій взаємодії. Висновки. Ймовірно, 2'-5' олігоаденілати є додатковими елементами складної системи регуляції процесів, опосередкованих іонами Са2+.Низкомолекулярные медиаторы природного происхождения – 2'-5' олигоаденилаты – играют важную роль в антивирусном механизме, связанном с интерфероном, они причастны к росту клеток, апоптозу и другим важным процессам, происходящим в клетке. Цель данного исследования состояла в поиске доказательств возможности взаимодействия 2'-5' олигоаденилатов с апо-формой белка S100A1 человека. Методы. Использованы методы ЯМР и КД. Результаты. Учитывая концентрацию 2'-5' олигоаденилатов внутри живой клетки, можно предположить, что они служат дополнительными биологически активными соединениями, способными регулировать функционирование белка S100A1 in vivo. Полученные данные указывают на то, что в итоге взаимодействия между 2'-5' олигоаденилатами и белком S100A1 происходят изменения вторичной структуры последнего. Кроме того, удалось определить аминокислотные остатки, непосредственно участвующие в этом взаимодействии. Выводы. Вероятно, что 2'-5' олигоаденилаты являются дополнительными элементами сложной системы, регулирующей процессы, опосредованные ионами Са2+