sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20250620sibmed-2598Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEБелоксинтетическая активность пульмональных фибробластов белых крыс при окислительном стрессеProtein-synthetic activity of white rat pulmonary fibroblasts under oxidative stresshttps://orcid.org/0000-0002-9337-2801ФлейшманМ. Ю.FleishmanM. Yu.

Флейшман Марина Юрьевна - д.м.н.

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35

Marina Yu. Fleishman - doctor of medical sciences.

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35

marfl@yandex.ruСальниковА. А.SalnikovA. A.

Сальников Антон Александрович

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35

Anton A. Salnikov

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35

anton231100@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5698-3665МалофейЮ. Б.MalofeyYu. B.

Малофей Юлия Борисовна - к.б.н.

680000, Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 35

Yliya B. Malofey - candidate of biological sciences.

680000, Khabarovsk, Muravyova-Amurskogo st., 35

malofey2009@mail.ruДальневосточный государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияFar Eastern State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian Federation202529012026456212219Copyright © Флейшман М.Ю., Сальников А.А., Малофей Ю.Б., 20262026Флейшман М.Ю., Сальников А.А., Малофей Ю.Б.Fleishman M.Y., Salnikov A.A., Malofey Y.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/2598

Пролинсодержащие пептиды обладают широким спектром биологических эффектов, в том числе антиоксидантных. Цель исследования – изучить влияние регуляторных пептидов глипролинового ряда на первичную культуру пульмональных фибробластов белых крыс в нормальных условиях и при окислительном стрессе. Материал и методы. На монослои первичной культуры фибробластов новорожденных белых крыс Wistar наносили растворы пептидов в различных дозах с использованием модели окислительного стресса, индуцированного H2O2. Результаты. После введения в культуральную среду глипролинов фиксировали увеличение площади ядрышек, положительно коррелирующее с возрастанием белоксинтетической активности. При моделировании окислительного стресса в культуре пульмональных фибробластов наблюдали уменьшение площади ядрышек. Заключение. Все изученные пептиды (Pro-Gly-Pro-Val в дозах 50, 100 и 500 мкг/л; Arg-ProGly-Pro и Pro-Gly-Pro-Leu в дозе 100 мкг/л; Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro в дозах 100 и 1000 мкг/л) в той или иной степени нивелировали эффект угнетения синтеза белка, возникающий вследствие окислительного стресса. Глипролины обладают протекторными свойствами на клеточном уровне in vitro.

Proline-containing peptides have a wide range of biological effects, including antioxidant ones. The effect of glyprolines on the protein-synthetic activity of cells was studied using a model of oxidative stress in the primary culture of pulmonate fibroblasts in newborn white rats. The aim of the study was to investigate the effect of regulatory peptides of the glyproline series on the primary culture of white rat pulmonary fibroblasts under normal conditions and under oxidative stress. Material and methods. Peptide solutions in various doses were applied to monolayers of primary fibroblast cultures from neonatal white Wistar rats using a model of oxidative stress induced by H2O2. Results. After the introduction of glyprolins into the culture medium, an increase in the area of the nucleoli was recorded, which positively correlated with an increase in protein-synthetic activity. When modeling oxidative stress in the culture of pulmonary fibroblasts, a decrease in the area of the nucleoli was observed. Conclusions. All studied peptides (Pro-Gly-Pro-Val in doses of 50, 100 and 500 mcg/l; Arg-Pro-Gly-Pro and Pro-Gly-Pro-Leu in a dose of 100 μg/l; Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro in doses of 100 and 1000 μg/l), to one degree or another, offset the effect of inhibition of protein synthesis after oxidative stress. Glyprolines have protective properties at the cellular level in vitro.

пролинсодержащие пептидыокислительный стресспульмональные фибробласты белых крысproline-containing peptidesoxidative stresswhite rat pulmonary fibroblastsИсследование выполнено при финансовой поддержке государственного задания «Участие регуляторных пептидов глипролинового ряда в поддержании тканевого гомеостаза в физиологических условиях и при развитии патологии» № 124022900081-9The study was carried out with the financial support of the state assignment “Participation of glyproline-related regulatory peptides in maintaining tissue homeostasis under physiological conditions and in the development of pathology” No. 124022900081-9ReferencesМеньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З., Бондарь И.А., Труфакин В.А. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА, 2008. 248 с.Menshchikova E.B., Zenkov N.K., Lankin V.Z., Bondar I.A., Trufakin V.A. Oxidative stress: Pathological conditions and diseases. Novosibirsk: ARTA, 2008. 248 p. [In Russian].Денисова А.Е., Филиппенков И.Б., Ставчанский В.В., Дергунова Л.В., Лимборская С.А., Губский Л.В. Биологические эффекты глипролинов меланокортинового ряда. Фарматека. 2018;(5):26-30. doi: 10.18565/pharmateca.2018.5.26-30DenisovaA.E., Filippenkov I.B., Stavchansky V.V., Dergunova L.V., Limborskaya S.A., Gubsky L.V. Biological Effects of Melanocortin Glyprolines. Farmateka = Pharmateca. 2018;(5):26-30. [In Russian]. doi: 10.18565/pharmateca.2018.5.26-30Жуйкова С.Е. Глипролины – регуляторные пептиды с интегративным действием. Интегратив. физиол. 2020;1(4):303–316. doi: 10.33910/2687-12702020-1-4-303-316Zhuikova S.E. Glyprolines: regulatory peptideswith an integrative action. Integrativnaya fiziologiya = Integrative Physiology. 2020;1(4):303–316. [In Russian]. doi: 10.33910/2687-1270-2020-1-4-303-316Николаев С. В., Логвинов И. О., Колясникова К. Н., Антипова Т.А., Кузнецова Е.А., Антипов П.И. Нейропротекторные свойства in vitro новых глипролинов, замещенных по N-концу. Фармакокинет. и фармакодинам. 2020;(2):4–10. doi: 10.37489/2587-7836-2020-2-4-10Nikolaev S. V., Logvinov I. O., Kolyasnikova K. N., Antipova T.A., Kuznetsova E.A., Antipov P.I. The in vitro neuroprotective activity of analogues of Nterminus substituted glyprolines. Farmakokinetika i farmakodinamika = Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2020;(2):4–10. [In Russian]. doi: 10.37489/2587-7836-2020-2-4-10Ben-Sahra I., Manning B.D. mTORC1 signaling and the metabolic control of cell growth. Curr. Opin. Cell. Biol. 2017;(45):72–82. doi: 10.1016/j.ceb.2017.02.012Ben-Sahra I., Manning B.D. mTORC1 signaling and the metabolic control of cell growth. Curr. Opin. Cell. Biol. 2017;(45):72–82. doi: 10.1016/j.ceb.2017.02.012Tolstenok I.V., Fleishman M.Y., Sazonova E.N., Lebed’ko O.A., Maltseva I.M., Myasoedov N.F., Timoshin S.S. Effect of Proline-Containing Oligopeptides PGP and RGP on Proliferative and Protein-Synthesizing Activity of Cultured Pulmonary Fibroblasts under Conditions of Oxidative Stress. Bull. Exp. Biol. Med. 2016;161(1):184–186. doi: 10.1007/s10517-0163372-8Tolstenok I.V., Fleishman M.Y., Sazonova E.N., Lebed’ko O.A., Maltseva I.M., Myasoedov N.F., Timoshin S.S. Effect of Proline-Containing Oligopeptides PGP and RGP on Proliferative and Protein-Synthesizing Activity of Cultured Pulmonary Fibroblasts under Conditions of Oxidative Stress. Bull. Exp. Biol. Med. 2016;161(1):184–186. doi: 10.1007/s10517-0163372-8Fakan S., Hernandez-Verdun D. The nucleolus and the nucleolar organizer regions. Biol. Cell. 1986;56(3):189-205. doi: 10.1111/j.1768-322x.1986.tb00452.xFakan S., Hernandez-Verdun D. The nucleolus and the nucleolar organizer regions. Biol. Cell. 1986;56(3):189-205. doi: 10.1111/j.1768-322x.1986.tb00452.xДанников, С.П., Квочко А.Н. Активность областей ядрышковых организаторов в ядрах подоцитов почечных клубочков у нутрий в постнатальном онтогенезе. Проблемы биологии продуктивных животных. 2019;(3):27–36. doi: 10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2019.3.27-36Dannikov, S.P., Kvochko A.N. Active nucleolar organizer regions in podocytes of the renal glomerulus in postnatal ontogenesis in nutria. Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh = Problems of Biology of Productive Animals. 2019;(3):27–36. [In Russian]. doi: 10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2019.3.27-36Sharma S., Zhang X., Azhar G., Patyal P., Verma A., Kc G., Wei J.Y. Valine improves mitochondrial function and protects against oxidative stress. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2024;88(2):168-176. doi: 10.1093/bbb/zbad169Sharma S., Zhang X., Azhar G., Patyal P., Verma A., Kc G., Wei J.Y. Valine improves mitochondrial function and protects against oxidative stress. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2024;88(2):168-176. doi: 10.1093/bbb/zbad169Xu M., Che L., Niu L., Wang L., Li M., Jiang D., Deng H., Chen W., Jiang Z. Molecular mechanism of valine and its metabolite in improving triglyceride synthesis of porcine intestinal epithelial cells. Sci. Rep. 2023;13(1):2933. doi: 10.1038/s41598-023-30036-wXu M., Che L., Niu L., Wang L., Li M., Jiang D., Deng H., Chen W., Jiang Z. Molecular mechanism of valine and its metabolite in improving triglyceride synthesis of porcine intestinal epithelial cells. Sci. Rep. 2023;13(1):2933. doi: 10.1038/s41598-023-30036-wAhmad I., Ahmed I., Dar N.A. Dietary valine improved growth, immunity, enzymatic activities and expression of TOR signaling cascade genes in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss fingerlings. Sci. Rep. 2021;11(1):22089. doi: 10.1038/s41598-021-01142-4Ahmad I., Ahmed I., Dar N.A. Dietary valine improved growth, immunity, enzymatic activities and expression of TOR signaling cascade genes in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss fingerlings. Sci. Rep. 2021;11(1):22089. doi: 10.1038/s41598-021-01142-4Rehman S.U, Ali R., Zhang H., Zafar M.H, Wang M. Research progress in the role and mechanism of Leucine in regulating animal growth and development. Front. Physiol. 2023;14:1252089. doi: 10.3389/fphys.2023.1252089Rehman S.U, Ali R., Zhang H., Zafar M.H, Wang M. Research progress in the role and mechanism of Leucine in regulating animal growth and development. Front. Physiol. 2023;14:1252089. doi: 10.3389/fphys.2023.1252089Liu C., Ji L., Hu J., Zhao Y., Johnston L.J, Zhang X., Ma X. Functional amino acids and autophagy: diverse signal transduction and application. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(21):11427. doi: 10.3390/ijms222111427Liu C., Ji L., Hu J., Zhao Y., Johnston L.J, Zhang X., Ma X. Functional amino acids and autophagy: diverse signal transduction and application. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(21):11427. doi: 10.3390/ijms222111427Zhang J., Xu W., Yang Y., Zhang L., Wang T. Leucine alters blood parameters and regulates hepatic protein synthesis via mammalian/mechanistic target of rapamycin activation in intrauterine growth-restricted piglets. J. Anim. Sci. 2022;100(4):skac109. doi: 10.1093/jas/skac109Zhang J., Xu W., Yang Y., Zhang L., Wang T. Leucine alters blood parameters and regulates hepatic protein synthesis via mammalian/mechanistic target of rapamycin activation in intrauterine growth-restricted piglets. J. Anim. Sci. 2022;100(4):skac109. doi: 10.1093/jas/skac109Liu N., Yang Y., Si X., Jia H., Zhang Y., Jiang D., Dai Z., Wu Z. L-Proline activates mammalian target of rapamycin complex 1 and modulates redox environment in porcine trophectoderm cells. Biomolecules. 2021;11(5):742. doi: 10.3390/biom11050742Liu N., Yang Y., Si X., Jia H., Zhang Y., Jiang D., Dai Z., Wu Z. L-Proline activates mammalian target of rapamycin complex 1 and modulates redox environment in porcine trophectoderm cells. Biomolecules. 2021;11(5):742. doi: 10.3390/biom11050742Савина А.А., Воронина О.А., Боголюбова Н.В., Зайцев С.Ю. Амперометрическое детектирование антиоксидантной активности модельных и биологических жидкостей. Вестн. МГУ. Сер. 2. 2020;61(6):429-437. doi: 10.3103/s0027131420060061Savina A.A., Voronina O.A., Bogolyubova N.V., Zaitsev S.Yu. Amperometric detection of antioxidant activity of model and biological fluids. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 2: Khimiya = The Moscow University Вulletin. Series 2: Chemistry. 2. 2020;61(6):429–437. [In Russian]. doi: 10.3103/s0027131420060061Luo Y., Zhang Y., Xiong Z., Chen X., Sha A., Xiao W., Peng L., Zou L., Han J., Li Q. Peptides used for heavy metal remediation: A promising approach. Int. J. Mol. Sci. 2024;25(12):6717. doi: 10.3390/ijms25126717Luo Y., Zhang Y., Xiong Z., Chen X., Sha A., Xiao W., Peng L., Zou L., Han J., Li Q. Peptides used for heavy metal remediation: A promising approach. Int. J. Mol. Sci. 2024;25(12):6717. doi: 10.3390/ijms25126717Famuwagun A.A., Alashi A.M., Gbadamosi S.O., Taiwo K.A., Oyedele D., Adebooye O.C, Aluko R.E. Effect of protease type and peptide size on the in vitro antioxidant, antihypertensive and anti-diabetic activities of eggplant leaf protein hydrolysates. Foods. 2021;10(5):1112. doi: 10.3390/foods10051112Famuwagun A.A., Alashi A.M., Gbadamosi S.O., Taiwo K.A., Oyedele D., Adebooye O.C, Aluko R.E. Effect of protease type and peptide size on the in vitro antioxidant, antihypertensive and anti-diabetic activities of eggplant leaf protein hydrolysates. Foods. 2021;10(5):1112. doi: 10.3390/foods10051112Kavi Kishor P.B., Suravajhala P., Rathnagiri P., Sreenivasulu N. Intriguing role of proline in redox potential conferring high temperature stress tolerance. Front. Plant Sci. 2022;13:867531. doi: 10.3389/fpls.2022.867531Kavi Kishor P.B., Suravajhala P., Rathnagiri P., Sreenivasulu N. Intriguing role of proline in redox potential conferring high temperature stress tolerance. Front. Plant Sci. 2022;13:867531. doi: 10.3389/fpls.2022.867531Короткова Е.И., Дорожко Е.В., Букель М.В., Воронова О.А., Дьяконова Е.В., Петрова Е.В., Щербакова А.С. Исследование антиоксидантных свойств некоторых аминокислот методом вольтамперометрии. Сиб. мед. ж. (Томск). 2011;26(2-2);62–65.Korotkova Е.I., Dorozhko Е.V., Bukel M.V., Voronova O.A., Dyakonova Е.V., Petrova E.V., Shcherbakova A.S. Investigation of antioxidant properties of some amino acids by voltammetry. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal (Tomsk) = Siberian Medical Journal (Tomsk). 2011;26(2-2);62-65.[In Russian].Зенков Н.К., Колпаков А.Р., Меньщикова Е.Б. Редокс-чувствительная система Keap1/ Nrf2/ARE как фармакологическая мишень при сердечно-сосудистой патологии. Сиб. науч. мед. ж. 2015;35(5):5-25.Zenkov N.K., Kolpakov A.R., Menshchikova E.B. The Keap1/Nrf2/ARE redox-sensitive system as a pharmacological target in cardiovascular pathology. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2015;35(5):5–25. [In Russian].Summart R., Imsoonthornruksa S., Yongsawatdigul J., Ketudat-Cairns M., Udomsil N. Characterization and molecular docking of tetrapeptides with cellular antioxidant and ACE inhibitor properties from cricket (Acheta domesticus) protein hydrolysate. Heliyon. 2024;10(15):e35156. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e35156Summart R., Imsoonthornruksa S., Yongsawatdigul J., Ketudat-Cairns M., Udomsil N. Characterization and molecular docking of tetrapeptides with cellular antioxidant and ACE inhibitor properties from cricket (Acheta domesticus) protein hydrolysate. Heliyon. 2024;10(15):e35156. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e35156Mitchell W., Ng E.A., Tamucci J.D., Boyd K.J, Sathappa M., Coscia A., Pan M., Han X., Eddy N.A., May E.R., Szeto H.H., Alder N.N. The mitochondria-targeted peptide SS-31 binds lipid bilayers and modulates surface electrostatics as a key component of its mechanism of action. J. Biol. Chem. 2020;295(21):7452–7469. doi: 10.1074/jbc.RA119.012094Mitchell W., Ng E.A., Tamucci J.D., Boyd K.J, Sathappa M., Coscia A., Pan M., Han X., Eddy N.A., May E.R., Szeto H.H., Alder N.N. The mitochondria-targeted peptide SS-31 binds lipid bilayers and modulates surface electrostatics as a key component of its mechanism of action. J. Biol. Chem. 2020;295(21):7452–7469. doi: 10.1074/jbc.RA119.012094Флейшман М.Ю., Сальников А.А., Колесникова А.А., Малофей Ю.Б. Уровень апоптоза в клетках неокортекса и гиппокампа белых крыс после легкой черепно-мозговой травмы при введении глипролина. Сиб. науч. мед. ж. 2024;44(6):179–185. doi: 10.18699/SSMJ20240618Fleishman M.Yu., Salnikov A.A., Kolesnikova A.A., MalofeyYu.B. The level of apoptosis in the cellsof the neocortex and hippocampus of white rats after mild traumatic brain injury with the introduction of glyproline. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2024;44(6):179–185. [In Russian]. doi:10.18699/SSMJ20240618Колесникова А.А., Флейшман М.Ю., Малофей Ю.Б., Толстенок И.В., Дузенко Н.В., Сальников А.А. Сравнение эффектов трех глипролинов при пятидневном внутрибрюшинном введении. Сиб. науч. мед. ж. 2024;44(6):105–113. doi: 10.18699/sSMJ20240610Kolesnikova A.A., Fleishman M.Yu., MalofeyYu.B., Tolstenok I.V., Duzenko N.V., Salnikov A.A. Comparison of the effects of three glyprolines after five days of intraperitoneal administration. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2024;44(6):105–113. [In Russian]. doi: 10.18699/SSMJ20240610Li Y., Xiong Z., Yan W., Gao E., Cheng H., Wu G., Liu Y., Zhang L., Li C., Wang S., Fan M., Zhao H., Zhang F., Tao L. Branched chain amino acids exacerbate myocardial ischemia/reperfusion vulnerability via enhancing GCN2/ATF6/PPAR-α pathway-dependent fatty acid oxidation. Theranostics. 2020;10(12):56235640. doi: 10.7150/thno.44836Li Y., Xiong Z., Yan W., Gao E., Cheng H., Wu G., Liu Y., Zhang L., Li C., Wang S., Fan M., Zhao H., Zhang F., Tao L. Branched chain amino acids exacerbate myocardial ischemia/reperfusion vulnerability via enhancing GCN2/ATF6/PPAR-α pathway-dependent fatty acid oxidation. Theranostics. 2020;10(12):56235640. doi: 10.7150/thno.44836Wu S., Liu X., Cheng L., Wang D., Qin G., Zhang X., Zhen Y., Wang T., Sun Z. Protective mechanism of leucine and isoleucine against H2O2-induced oxidative damage in bovine mammary epithelial cells. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022;(2022):4013575. doi: 10.1155/2022/4013575Wu S., Liu X., Cheng L., Wang D., Qin G., Zhang X., Zhen Y., Wang T., Sun Z. Protective mechanism of leucine and isoleucine against H2O2-induced oxidative damage in bovine mammary epithelial cells. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022;(2022):4013575. doi: 10.1155/2022/4013575

The authors declare that there are no conflicts of interest present.