Isatin‐binding proteins of rat and mouse brain: Proteomic identification and optical biosensor validation

Abstract

Isatin (indole-2,3-dione) is an endogenous indole that has a distinct and discontinuous distribution in the brain and in other mammalian tissues and body fluids. Its output is increased under conditions of stress and anxiety. Isatin itself and its analogues exhibit a wide range of pharmacological activities but its specific biological targets still are not well characterized. Affinity chromatography of Triton X-100 lysates of soluble and particulate fractions of mouse and rat whole brain homogenates on 5-aminocaproyl-isatin-Sepharose followed by subsequent proteomic analysis resulted in identification of 65 and 64 individual proteins, respectively. Isatin-binding capacity of some of the identified proteins has been validated in an optical biosensor study using a Biacore 3000 optical biosensor, 5-aminocarproyl-isatin, and 5-aminoisatin as the affinity ligands. The K(d) values (of 0.1-20 microM) obtained during the optical biosensor experiments were consistent with the range of K(d) values recently reported for [(3)H]isatin binding to brain sections. Although the number of isatin-binding proteins identified in the mouse and rat brain was similar, only 21 proteins (about one-third) were identical in the two species. This may be one reason for the differences in isatin effects in rats and mice reported in the literature.

Influence of gravity discharge on the content of isatin-binding proteins in mice: results of ground-based and space research under the program Bion-M №1

“…Выделение фракции изатин-связывающих белков осуществляли при помощи аффинной хроматографии с иммобилизованным на бромциан-активированной сефарозе 4В аналоге изатина [6,7]. Для исследования межмолекулярных взаимодействий использован оптический SPR-биосенсор Biacore 3000 ("GE Healthcare", США Методами биосенсорного и протеомного анализа исследована изатин-связывающая активность белков печени мышей контрольных групп и животных полётной группы.…”

“…Иммобилизация аналога изатина на чипе оптического биосенсора и процедура биосенсорного анализа взаимодействия биопроб с иммобилизованным аналогом изатина описаны ранее [7].…”

“…Для оценки количественных изменений из списка белков, общих для животных контрольной и экспериментальной групп, были выбраны шесть белков, 4 из которых обладают ферментативной активностью, а остальные -выполняют важные внутриклеточные функции, не связанные с ферментативной активностью. К первым относится алкогольдегидрогеназа, митохондриальная альдегиддегидрогеназа, глутатион-S-трансфераза (ГСТ), а также глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (ГАФД) -белок, изатин-связыващая активность которого была подтверждена ранее [7]. Ко вторым -гамма-актин, играющий важную роль в формировании цитоскелета, а также пероксиредоксин 2.…”

“…Последнее позволяет предположить, что изатин и изатин-связывающие белки могут играть важную роль в молекулярных изменениях, протекающих в организме в условиях гравитационной разгрузки. С использованием [ 3 H]изатина визуализированы множественные изатин-связывающие участки в срезах мозга крысы in situ [6], а протеомное профилирование препаратов мозга крысы и мыши на аффинных сорбентах с аналогами изатина позволило идентифицировать не менее 60 индивидуальных белков [7]. В настоящем исследовании проведён биосенсорный и протеомный анализ изатин-связывающих белков печени контрольных мышей и мышей-участников космического полёта в рамках программы "Бион-М №1".…”

Interaction of human cytokeratins with isatin analogues

“…С использованием 5-аминокапроилизатин-сефарозы в качестве аффинного сорбента и протеомных технологий (нано-ВЭЖХ и масс спектрометрии -ВЭЖХ/МС/МС) в гомогенате мозга крысы идентифицировано 25 индивидуальных изатин-связывающих белков [10]. Позднее, в результате улучшения процедуры пробоподготовки (путем этапа раздельной аффинной хроматографии растворимых и мембраносвязанных белков), в мозге мыши и крысы было идентифицировано 65 и 64 изатин-связывающих белка соответственно [12]. Связывание некоторых из этих белков с 5-аминокапроилизатином было подтверждено в прямых экспериментах с использованием оптического биосенсора Biacore 3000.…”