Витамин B1 поможет при лечении расстройств сна и бодрствования
Структура тиамина (витамина В1)
Ученые обнаружили суточную зависимость присоединения остатков уксусной кислоты к глутаматдегидрогеназе — одному из главных ферментов в мозге. Вместе с тем витамин B1 сглаживает различия между вечерним и утренним состоянием фермента. В будущем это поможет разработать способы улучшить самочувствие людей с нарушениями суточных ритмов. Статья опубликована в Journal of Neurochemistry. Работа поддержана грантом Российского научного фонда.
Суточный цикл сна и бодрствования зависит от разных причин — внутренних особенностей работы организма и внешних световых сигналов. У человека он близок к 24 часам. Мутации в генах, изменение уровня гормонов или перемещение в другой часовой пояс часто вызывают нарушения этого цикла. Симптомы как правило совпадают с бессонницей: невозможность заснуть ночью и дневная сонливость. Однако эта проблема серьезнее обычной бессонницы и беспокоит 3% взрослого населения. Многообещающая мишень для терапии нарушений суточного цикла — фермент глутаматдегидрогеназа (ГДГ). В мозге она поддерживает необходимый для передачи нервных импульсов уровень глутамата. Работа ГДГ строго регулируется с помощью особых механизмов. Одним из них является присоединение остатков уксусной кислоты к разным участкам фермента, то есть его ацетилирование.
Ученые из МГУ имени М. В. Ломоносова при участии коллег из Магдебургского университета экспериментальной внутренней медицины имени Отто фон Гюрике (Германия) выяснили, что остатки уксусной кислоты могут активировать ГДГ, присоединяясь к определенному сайту на поверхности белка. Они занимают место природного ингибитора ГДГ, гуанозинтрифосфата, и он не может подавлять активность фермента.
Для исследования суточной зависимости ацетилирования ученые характеризовали ГДГ из мозга 36 крыс: по 9 утром с введенным витамином B1 и без него и так же вечером. Чтобы определить сайты ацетилирования на поверхности белка, ученые применили метод химического анализа, заключающийся в разрушении фермента, разделении его фрагментов и подсчете их масс и зарядов по скорости прохождения в особой установке, — метод жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии.
«Мы изучили зависимость ацетилирования ГДГ мозга крыс от времени суток и обнаружили, что утром количество остатков уксусной кислоты на разных участках ГДГ больше, чем вечером. Такие изменения меняют активность фермента и количество возбуждающего глутамата в мозге, поэтому могут влиять на режим бодрствования организма», — рассказывает руководитель проекта Виктория Буник, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Отдела биокинетики Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ и Сеченовского университета.
Ученые также показали, что витамин B1 по-разному влияет на активность ГДГ в зависимости от времени введения. Механизм такого действия пока что не расшифрован. Тем не менее утром витамин снижает количество пришитых остатков уксусной кислоты и приводит к уменьшению активности ГДГ, а вечером увеличивает его и повышает активность. Поэтому введение высокой дозы витамина B1 утром позволяет достигать вечернего состояния ГДГ, и наоборот.
«Известно, что нарушения суточных ритмов могут приводить к развитию серьезных патологий и увеличению риска злокачественных новообразований. Вполне вероятно, что эффект витамина B1, который мы обнаружили, можно будет использовать при лечении расстройств ритмов у человека», — заключает Виктория Буник.
Материал подготовлен при поддержке Фонда президентских грантов.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.