ИСТИНА

Тиамин – витамин В1, известный как предшественник кофермента тиаминдифосфата, но существуют и некоферментные производные тиамина, выполняющие в том числе сигнальную функцию. Их метаболизм недостаточно изучен, а ферменты практически не идентифицированы на молекулярном уровне. Биологическая роль выполняемой некоферментными формами тиамина функции в мозге может включать регуляцию ацетилхолиновой нейротрансмиссии (тиаминтрифосфат) и обезболивающий эффект (тиаминмонофосфат). Целью проекта является молекулярная идентификация специфических в отношении производных тиамина фосфатаз мозга. С использованием аффинной хроматографии на сорбенте с включенной молекулой тиамина, последующей масс-спектрометрии и биоинформатического анализа связавшихся на носителе белков и их гетерологических комплексов мы планируем определить новые тиамин-специфические фосфатазы мозга и регуляторные системы, в которых они могут участвовать. Структурное сходство тиамина с нуклеотидами и проведенный нами анализ данных литературы позволили сформулировать гипотезу о том, что тиамин и его производные, а также ряд специфичных к ним фосфатаз, могут быть модуляторами пуринэргической сигнальной системы. Предлагаемая в проекте разработка этой новой научной гипотезы может внести существенный вклад как в бурно развивающиеся исследования пуринэргической сигнальной системы, так и в понимание молекулярных механизмов некоферментного действия тиамина и его производных. Идентификация тиамин-зависимых фосфатаз мозга является первым значительным шагом для проверки данной гипотезы, который углубит понимание функции тиамина в нервной ткани и позволит разработать новые способы лечения патологий нервной системы.

Thiamine (vitamin B1) is known as a precursor of coenzyme thiamine diphosphate. Additionally, non-coenzyme derivatives of thiamine exist, some of them shown to be of signaling significance. The thiamine metabolism is not well understood, with only few enzymes identified at the molecular level. However, functions of the non-coenzyme forms of thiamine in the brain may be of practical significance, as they include regulation of the acetylcholine neurotransmission and analgesic effect. The aim of the project is molecular identification of phosphatases, specific to thiamine derivatives in the brain. We are going to identify these enzymes and associated regulatory systems in the brain by means of affinity chromatography on the thiamine-modified sorbent, followed by mass spectrometry identification of eluted proteins and their bioinformatic analysis. Structural similarity of thiamine to nucleotides and our analysis of published data has allowed us to formulate a hypothesis that transformation of thiamine phosphates by thiamine-specific phosphatases may modulate purinergic signaling. Experimental work to obtain support for this new hypothesis will be performed in this project, potentially contributing to both the rapidly developing research on purinergic signaling and identification of novel molecular mechanisms of thiamine action in the brain. Identification of thiamine-specific brain phosphatases represents the first step to test the hypothesis on modulatory action of thiamine in purinergic signaling, and will significantly increase our understanding of non-coenzyme function of thiamine and its potential role in the efficient treatments of the nervous system pathologies.