Humanin 10 mg / Гуманин

Гуманин – это естественно встречающийся микропептид, уникальный тем, что он кодируется в митохондриальной ДНК (митохондрии содержат небольшое количество ДНК, которая присуща только им). Он функционирует как цитопротективный белок, защищая клетки от процесса апоптоза (программируемой клеточной смерти) путем вмешательства в нормальную работу белка Bcl2-ассоциированного X (Bax). Различные варианты гуманина были найдены у многих млекопитающих от человека до крыс и высоко консервативны между видами[1]. Исследования показывают, что гуманин важен для защиты нейронов, сердечной ткани, мышц, сетчатки глаза и оболочки кровеносных сосудов.

Структура Гуманина

Аминокислотная последовательность

: Met-Ala-Pro-Arg-Gly-Phe-Ser-Cys-Leu-Leu-Leu-Leu-Thr-Ser-Glu-Ile-Asp-Leu-Pro-Val-Lys-Arg-Arg-Ala

Молекулярная формула

: C

₁₁₉

H

₂₀₄

N

₃₄

O

₃₂

S

₂

Молекулярная масса

: 2687.3 g/mol

CAS Number

: 330936-69-1

PubChem SID:

16131438

Синонимы

: формильный гуманин, белок HNGF6A

Что такое Микропептид?

В отличие от стандартных пептидов и белков, которые производятся путем посттрансляционной модификации более крупных пептидов, микропептиды производятся короткими, открытыми рамками считывания (sORFs) и не подвергаются модификации после их производства. Их размер варьируется от 100 до 150 аминокислот в длину, sORFs изначально были упущены из виду исследователями, убежденными, что все пептиды производятся одним и тем же процессом из ДНК в РНК в белок, а затем в модифицированный белок. Никто не рассматривал возможность полного игнорирования последнего этапа, модификации.

У людей было идентифицировано ряд sORFs. Их функции варьируются от усиления обработки мРНК до помощи в ремонте ДНК и взаимодействия с другими белками для создания сложных макробелков. Гуманин, один из самых маленьких известных на сегодняшний день микропептидов, состоит всего из 24 аминокислот. Он взаимодействует с белком Bcl2-ассоциированным X (Bax) для регулирования апоптоза, блокируя функцию Bax при необходимости для сохранения клеток, которые иначе были бы уничтожены.

Нейрозащита

Исследования на крысах показывают, что гуманин защищает не только от апоптоза, но и от программированной клеточной смерти в конкретных ситуациях. В частности, было показано, что микропептид защищает нейроны в условиях болезни Альцгеймера, предотвращая клеточную смерть, вызванную накоплением бета-амилоидных бляшек[3]. Исследования показывают, что пептид защищает от эксцитотоксической смерти нейронов в экспериментах с использованием импульсов НМДА[1].

Аналогичные результаты были получены в экспериментах по изучению гибели нейронов, возникающей вторично из-за прионных заболеваний[4]. Существует надежда, что эта функция гуманина может быть использована для замедления или даже остановки нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и другие формы деменции. Хотя это и не устраняет корень проблемы (например, формирование амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера), гуманин может быть критически важен для изменения хрупкого физиологического баланса, присущего этим состояниям, благоприятствуя приостановке апоптоза[5].

Гуманин, по-видимому, защищает нейроны двумя различными механизмами, каждый из которых в конечном итоге предотвращает активацию митохондриями пути апоптоза. В нормальных условиях семейство белков Bcl-2 сигнализирует об освобождении белков из митохондриальной мембраны, которые, в свою очередь, активируют каспазы, координирующие упорядоченное разрушение и переработку клетки[6]. Этот процесс на самом деле полезен во многих ситуациях, например, при вирусной инвазии, когда уничтожение нескольких клеток может предотвратить широкомасштабное повреждение тканей. К сожалению, процесс может нарушаться в определенных патологических состояниях, в результате чего возникает неограниченная, широкомасштабная клеточная смерть. Гуманин связывается со стимулирующими белками Bcl-2 Bid и tBid и блокирует их функцию, тем самым прерывая путь апоптоза на его истоке[7].

Передовые исследования из Аргентины показали, что гуманин на самом деле выделяется астроцитами для защиты синапсов в гиппокампальных нейронах[8]. Как и во многих естественных регуляторных процессах, существует предположение, что функция гуманина может ухудшаться с возрастом, что приводит к возрастной потере памяти и увеличению распространенности нейродегенеративных заболеваний. Некоторые исследователи предполагают, что дополнение гуманином у пожилых людей может быть способом компенсации нормального возрастного снижения производства этого критически важного микропептида.

Взаимодействие Гуманина с IGF-1

Недавние исследования из Университета Южной Калифорнии показали, что гуманин взаимодействует с инсулиноподобным фактором роста 1 (IGF-1). На самом деле, эти два пептида взаимодействуют друг с другом, при этом гуманин снижает циркулирующие уровни IGF-1, а IGF-1 влияет на уровни гуманина. Хотя механизм этого взаимодействия еще не полностью выяснен, ученые находят убедительными доказательства того, что гуманин является новым и потенциально важным игроком в сигнализации IGF-1. Пептиды оказывают синергетическое воздействие различными способами и работают вместе для ингибирования апоптоза, усиления чувствительности к инсулину, снижения воспаления и защиты от некоторых форм сердечных заболеваний. В других случаях пептиды играют антагонистические роли. Требуется дополнительное исследование для выяснения точных способов, которыми IGF-1 и гуманин влияют друг на друга, но то, что они это делают, является установленным фактом[9].

Сердечные Заболевания

Исследования из Майо Клиник, ведущего медицинского учреждения Америки, показывают, что гуманин выражается в стенках человеческих сосудов и помогает защищать кровеносные сосуды от воздействия окисленного ЛПНП («плохого») холестерина. В частности, гуманин мешает образованию реактивных форм кислорода (свободных радикалов) в ответ на окисление ЛПНП. Таким образом, он снижает уровень реактивных форм кислорода в сосудах на 50% и снижает апоптоз на 50% также[10].

Уже установлено, что уровни гуманина снижаются с возрастом, но новые исследования предполагают, что микропептид также может быть затронут определенными состояниями заболевания. Исследователи в области кардиологии давно ищут кровяные маркеры, которые можно было бы использовать для количественной оценки эффективности функционирования митохондрий в условиях сердечно-сосудистых заболеваний. Это критический показатель здоровья у пациентов с сердечными заболеваниями, поскольку он дает хорошую оценку степени ишемии ткани и стадии заболевания и может быть полезен при принятии решения о необходимости вмешательства. Исследования из России показывают, что уровни гуманина могут быть хорошим маркером в этой ситуации, поскольку они снижаются пропорционально тяжести сердечно-сосудистых заболеваний[11]. В этом случае гуманин может служить как диагностическим маркером, так и потенциальным лечением того же состояния, поскольку дополнение гуманином, вероятно, защитит уже напряженные митохондрии.

Исследование Гуманина и Заболевания Сетчатки

Ретинальный пигментный эпителий (РПЭ) – это слой сетчатки, который лежит поверх и питает клетки, отвечающие за зрение. Он играет роль в поглощении и рассеивании света, фильтрации компонентов крови, достигающих внутренней сетчатки, и устанавливает иммунно-привилегированную природу внутреннего глаза среди прочего. Повреждение РПЭ наблюдается при возрастной макулярной дегенерации, а также диабетической ретинопатии и ряде других распространенных, серьезных заболеваний глаза. Теперь исследования показывают, что гуманин является важным компонентом в РПЭ и что он уменьшает окислительный стресс в этой ткани. Добавление гуманина в культуру клеток улучшает функцию РПЭ и увеличивает устойчивость ткани к апоптозу[12]. Существует надежда, что это поможет ученым установить более эффективные стратегии лечения и профилактики ретинальных заболеваний, таких как макулярная дегенерация.

Здоровье Костей

Потеря костной массы – серьезное состояние, затрагивающее многих людей, особенно женщин, по мере старения. Это также последствие ряда состояний заболевания и даже вызвано некоторыми медицинскими вмешательствами. В последней категории глюкокортикоиды, используемые для лечения тяжелого воспаления (например, аутоиммунного воспаления), являются самым известным фактором и известны тем, что вызывают экстремальную потерю костной массы при использовании в высоких дозах или в течение длительного времени. Исследователи из Швеции и Кореи обнаружили, что гуманин может быть полезен для костей двумя различными способами. Во-первых, было обнаружено, что микропептид предотвращает гибель хондроцитов (клеток, производящих коллагеновую матрицу, на которой строится кость), не мешая противовоспалительному действию глюкокортикоидов, таких как дексаметазон[13]. Этот эффект помогает увеличить скорость роста костей и хрящей, компенсируя некоторые ускоренные потери костной массы, вызванные глюкокортикоидами. В то же время, когда гуманин способствует развитию хондроцитов, он, по-видимому, уменьшает образование остеокластов. Остеокласты – это клетки, ответственные за разрушение и ремоделирование костей. Хотя они полезны и важны в нормальной физиологической функции, их чрезмерная активация в патологических состояниях приводит к серьезной потере костной массы. Предотвращая образование остеокластов, гуманин помогает уменьшить чрезмерное ремоделирование и потерю костей[14].

Гуманин проявляет минимальные побочные эффекты, низкую оральную и отличную субкутанную биодоступность у мышей. Дозировка на килограмм массы тела у мышей не масштабируется на человека. Гуманин, продаваемый, предназначен только для образовательных и научных исследований, не для употребления человеком. Покупайте гуманин только в том случае, если вы являетесь лицензированным исследователем.

Перечень ссылок

• A. Caricasole, V. Bruno, I. Cappuccio, D. Melchiorri, A. Copani, and F. Nicoletti, “A novel rat gene encoding a Humanin-like peptide endowed with broad neuroprotective activity,” FASEB J. Off. Publ. Fed. Am. Soc. Exp. Biol., vol. 16, no. 10, pp. 1331–1333, Aug. 2002.
• PubChem, “Humanin.” [Online]. Available: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/16131438. [Accessed: 11-Sep-2019].
• M. Matsuoka, “Humanin; a defender against Alzheimer’s disease?,” Recent Patents CNS Drug Discov., vol. 4, no. 1, pp. 37–42, Jan. 2009.
• I. Sponne, A. Fifre, V. Koziel, B. Kriem, T. Oster, and T. Pillot, “Humanin rescues cortical neurons from prion-peptide-induced apoptosis,” Mol. Cell. Neurosci., vol. 25, no. 1, pp. 95–102, Jan. 2004.
• A. R. White et al., “Sublethal concentrations of prion peptide PrP106-126 or the amyloid beta peptide of Alzheimer’s disease activates expression of proapoptotic markers in primary cortical neurons,” Neurobiol. Dis., vol. 8, no. 2, pp. 299–316, Apr. 2001.
• C. Wang and R. J. Youle, “The Role of Mitochondria in Apoptosis,” Annu. Rev. Genet., vol. 43, pp. 95–118, 2009.
• D. Zhai, F. Luciano, X. Zhu, B. Guo, A. C. Satterthwait, and J. C. Reed, “Humanin binds and nullifies Bid activity by blocking its activation of Bax and Bak,” J. Biol. Chem., vol. 280, no. 16, pp. 15815–15824, Apr. 2005.
• S. C. Zárate, M. E. Traetta, M. G. Codagnone, A. Seilicovich, and A. G. Reinés, “Humanin, a Mitochondrial-Derived Peptide Released by Astrocytes, Prevents Synapse Loss in Hippocampal Neurons,” Front. Aging Neurosci., vol. 11, p. 123, 2019.
• J. Xiao, S.-J. Kim, P. Cohen, and K. Yen, “Humanin: Functional Interfaces with IGF-I,” Growth Horm. IGF Res. Off. J. Growth Horm. Res. Soc. Int. IGF Res. Soc., vol. 29, pp. 21–27, 2016.
• A. R. Bachar et al., “Humanin is expressed in human vascular walls and has a cytoprotective effect against oxidized LDL-induced oxidative stress,” Cardiovasc. Res., vol. 88, no. 2, pp. 360–366, Nov. 2010.
• A. A. Zhloba, T. F. Subbotina, N. S. Molchan, and Y. S. Polushin, “[The level of circulating humanin in patients with ischemic heart disease.],” Klin. Lab. Diagn., vol. 63, no. 8, pp. 466–470, 2018.
• Sreekumar, Parameswaran & Ishikawa, Keijiro & Spee, Chris & Mehta, Hemal & Wan, Junxiang & Yen, Kelvin & Kannan, Ram & Hinton, David. (2016). The Mitochondrial-Derived Peptide Humanin Protects RPE Cells From Oxidative Stress, Senescence, and Mitochondrial Dysfunction. Investigative Opthalmology & Visual Science. 57. 1238. 10.1167/iovs.15-17053.
• B. Celvin, F. Zaman, C. Aulin, and L. Sävendahl, “Humanin prevents undesired apoptosis of chondrocytes without interfering with the anti-inflammatory effect of dexamethasone in collagen-induced arthritis,” Clin. Exp. Rheumatol., Jun. 2019.
• N. Kang, K. W. Kim, and D. M. Shin, “Humanin suppresses receptor activator of nuclear factor-κB ligand-induced osteoclast differentiation via AMP-activated protein kinase activation,” Korean J. Physiol. Pharmacol. Off. J. Korean Physiol. Soc. Korean Soc. Pharmacol., vol. 23, no. 5, pp. 411–417, Sep. 2019.