ГЛИКОПРОТЕИН-P (ABCB1): СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ, МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ, МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИ МНОЖЕСТВЕННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

  • Вадим Эдуардович Цейликман Челябинский государственный университет
  • Владислав Андреевич Шатилов Челябинский государственный университет
  • Максим Сергеевич Жуков Челябинский государственный университет
  • Георгий Нерсесович Патрикян Челябинский государственный университет
  • Тимур Линарович Хайбулин Челябинский государственный университет

Аннотация




Гликопротеин-P (ABCB1) является ключевым компонентом системы биозащиты организма, опосредуя ATP-зависимый транспорт широкого спектра ксенобиотиков и лекарственных веществ. Данный обзор посвящен анализу структурно-функциональных характеристик этого трансмембранного белка семейства ABC-транспортеров. Описана молекулярная архитектура гликопротеина-P. Обсуждаются механизмы регуляции экспрессии белка на уровне транскрипции через ядерные рецепторы (PXR, CAR), а также посттрансляционные модификации, определяющие его активность и чувствительность к действию индукторов и ингибиторов. Анализируется клиническое значение гликопротеина-P в контексте множественной лекарственной устойчивости при онкологических заболеваниях, а также его роль в фармакокинетике и биодоступности терапевтических препаратов.




Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1. Mildvan A. S. Mechanisms of signaling and related enzymes. Proteins, 29. 1997. Р. 401–416.
2. Abdin S.M.,Tolba M.F.,Zaher D.M.,Omar H.A. Nuclear factor-κ Bsignaling inhibitors revert multidrug-resistance in breast cancer cells // Chem Biol Interact. 2021 May 1;340:109450. DOI: 10.1016/j.cbi.2021.109450. Epub 2021 Mar 26. PMID: 33775688.
3. Ahmed Juvale I. I. , Abdul Hamid A. A., Abd Halim K. B., Che Has A. T. P-glycoprotein: new insights into structure, physiological function, regulation and alterations in disease // Heliyon. 2022 Jun 22;8(6):e09777. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e09777. PMID: 35789865; PMCID: PMC9249865.
4. Alam A., Küng R., Kowal J., McLeod R. A., Tremp N., Broude E. V., Roninson I. B., Stahlberg H., Locher K. P. Structure of a zosuquidar and UIC2-bound human-mouse chimeric ABCB1 // Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Feb 27;115(9):E1973-E1982. DOI: 10.1073/pnas.1717044115. Epub 2018 Feb 13. PMID: 29440498; PMCID: PMC5834697.
5. Aller S. G., Yu J., Ward A., Weng Y, Chittaboina S., Zhuo R., Harrell P. M., Trinh Y. T., Zhang Q., Urbatsch I. L., Chang G. Structure of P-glycoprotein reveals a molecular basis for poly-specific drug binding // Sci- ence. 2009 Mar 27;323(5922):1718-22. DOI: 10.1126/science.1168750. PMID: 19325113; PMCID: PMC2720052.
6. B. Sarkadi E. M. Price R. C. Boucher U. A. Germann G. A. Scarborough, Expression of the human mul- tidrug resistance cDNA in insect cells generates a high activity drug-stimulated membrane ATPase. J. Biol. Chem., 267, (1992). Р. 4854–4858.
7. Cai G., Salonikidis P. S., Fei J., Schwarz W., Schülein R., Reutter W., Fan H. The role of N-glycosyla- tion in the stability, trafficking and GABA-uptake of GABA-transporter 1. Terminal N-glycans facilitate efficient GABA-uptake activity of the GABA transporter // FEBS J. 2005 Apr;272(7):1625-38. DOI: 10.1111/j.1742- 4658.2005.04595.x. PMID: 15794750.
8. Chen Q., Liu X., Luo Z., Wang S., Lin J., Xie Z., Li M., Li C., Cao H., Huang Q., Mao J., Xu B. Chloride channel-3 mediates multidrug resistance of cancer by upregulating P-glycoprotein expression // J Cell Physiol. 2019 May;234(5):6611-6623. DOI: 10.1002/jcp.27402. Epub 2018 Sep 19. PMID: 30230544.
9. Coumau C., Csajka C. A Systematic Review and Classification of the Effects of P-glycoprotein Inhibitors and Inducers in Humans, Using Digoxin, Fexofenadine, and Dabigatran as Probe Drugs // Clin Pharmacoki- net. 2025 Jun;64(6):849-863. DOI: 10.1007/s40262-025-01514-3. Epub 2025 May 11. PMID: 40349292; PMCID: PMC12158833.
10. da Fonseca L. M., da Silva V. A., Freire-de-Lima L., Previato J. O. , Mendonça-Previato L., Capella M. A. Glycosylation in Cancer: Interplay between Multidrug Resistance and Epithelial-to-Mesenchymal Transition? // Front Oncol. 2016 Jun 22;6:158. DOI: 10.3389/fonc.2016.00158. PMID: 27446804; PMCID: PMC4916178.
11. Duraisingh M. T., Cowman A. F. Contribution of the pfmdr1 gene to antimalarial drug-resistance // Acta Trop. 2005 Jun;94(3):181-90. doi: 10.1016/j.actatropica.2005.04.008. PMID: 15876420.
12. Fu D., Roufogalis B. D. Actin disruption inhibits endosomal traffic of P-glycoprotein-EGFP and resis- tance to daunorubicin accumulation // Am J Physiol Cell Physiol. 2007 Apr;292(4):C1543-52. DOI: 10.1152/ ajpcell.00068.2006. Epub 2006 Nov 22. PMID: 17122416.
13. Fung K. L., Gottesman M. M. A synonymous polymorphism in a common MDR1 (ABCB1) haplotype shapes protein function // Biochim Biophys Acta. 2009 May;1794(5):860-71. DOI: 10.1016/j.bbapap.2009.02.014. Epub 2009 Mar 11. PMID: 19285158; PMCID: PMC2810319.
14. Tombline G.,Bartholomew L.A.,Tyndall G.A.,Gimi K., I.L. Urbatsch A.E. Senior, Propertiesof P-glycoprotein with mutations in the “catalytic carboxylate” glutamate residues. J. Biol. Chem., 279, (2004), 46518– 46526.
15. Gao J., Hou D., Hu P., Mao G. Curcumol increases the sensitivity of colon cancer to 5-FU by regulating Wnt/β-catenin signaling // Transl Cancer Res. 2021 May;10(5):2437-2450. DOI: 10.21037/tcr-21-689. PMID:
35116559; PMCID: PMC8798486.
16. Gething M. J., Sambrook J. Protein folding in the cell // Nature. 1992 Jan 2;355(6355):33-45.
DOI: 10.1038/355033a0. PMID: 1731198
17. Goldberg A. L. Protein degradation and protection against misfolded or damaged proteins // Nature. 2003. Dec 18;426(6968):895-9. DOI: 10.1038/nature02263. PMID: 14685250.
18. Gottesman M. M., Fojo T., Bates S. E. Multidrug resistance in cancer: role of ATP-dependent transport-
ers // Nat Rev Cancer. 2002 Jan;2(1):48-58. DOI: 10.1038/nrc706. PMID: 11902585.
19. Greer D. A., Ivey S. Distinct N-glycan glycosylation of P-glycoprotein isolated from the human uter-
ine sarcoma cell line MES-SA/Dx5 // Biochim Biophys Acta. 2007 Sep;1770(9):1275-82. DOI: 10.1016/j. bbagen.2007.07.005. Epub 2007 Jul 19. PMID: 17692467; PMCID: PMC2034348.
20. Guo Y., Ashrafizadeh M., Tambuwala M. M., Ren J., Orive G., Yu G. P-glycoprotein (P-gp)-driven cancer drug resistance: biological profile, non-coding RNAs, drugs and nanomodulators // Drug Discov Today. 2024 Nov;29(11):104161. DOI: 10.1016/j.drudis.2024.104161. Epub 2024 Sep 7. PMID: 39245345.
21. van Veen H. W., Callaghan R., Holland I. B. S.P.C. Cole K. Kuchler C.F. Higgins ABC PROTEINS: From Bacteria to Man (2003), Elsevier London 81–106.
22. Higgins C. F., Gottesman M. M. Is the multidrug transporter a flippase? // Trends Biochem Sci. 1992 Jan;17(1):18-21. DOI: 10.1016/0968-0004(92)90419-a. PMID: 1374941.
23. Urbatsch I. L., Sankaran B., Bhagat S., Senior A. E. Both P-glycoprotein nucleotide-binding sites are cat- alytically active. J. Biol. Chem., 270, (1995), 26956–26961.
24. Jeddi F., Soozangar N., Sadeghi M. R., Somi M. H., Shirmohamadi M., Eftekhar-Sadat A. T., Samadi N. Nrf2 overexpression is associated with P-glycoprotein upregulation in gastric cancer // Biomed Pharmacother. 2018 Jan;97:286-292. DOI: 10.1016/j.biopha.2017.10.129. Epub 2017 Nov 6. PMID: 29091877.
25. Juliano R. L., Ling V. A surface glycoprotein modulating drug permeability in Chinese hamster ovary cell mutants. Biochim Biophys Acta. 1976 Nov 11;455(1):152-62. DOI: 10.1016/0005-2736(76)90160-7. PMID: 990323.
26. Katayama, K., Fujiwara, C., Noguchi, K. et al. RSK1 protects P-glycoprotein/ABCB1 against ubiquitin– proteasomal degradation by downregulating the ubiquitin-conjugating enzyme E2 R1. Sci Rep 6, 36134 (2016). https://doi.org/10.1038/srep36134.
27. Kim Y., Chen J. Molecular structure of human P-glycoprotein in the ATP-bound, outward-facing conformation // Science. 2018 Feb 23;359(6378):915-919. DOI: 10.1126/science.aar7389. Epub 2018 Jan 25. PMID: 29371429.
28. LiM.,LiZh.,SongJ.,LiX.,ZhaiP.,MuX.,QiuF.,YaoL.miR-205ReversesMDR-1MediatedDoxorubi- cin Resistance via PTEN in Human Liver Cancer HepG2 Cells // Cell J. 2022 Mar;24(3):112-119. DOI: 10.22074/ cellj.2022.7231. PMID: 35451580; PMCID: PMC9035231.
29. Liu T., Wei R., Zhang Y., Chen W., Liu H. Association between NF-κB expression and drug resistance of liver cancer // Oncol Lett. 2019 Jan;17(1):1030-1034. DOI: 10.3892/ol.2018.9640. Epub 2018 Oct 30. PMID: 30655862; PMCID: PMC6312998.
30. Liu Y., Cao F., Xia F., Li J., Dong X., Guo Y., Zhang J, Zhao Q., Liu Y. Shc3 facilitates breast cancer drug resistance by interacting with ErbB2 to initiate ErbB2/COX2/MDR1 axis // Cancer Med. 2023 May;12(9):10768- 10780. DOI: 10.1002/cam4.5768. Epub 2023 Mar 7. PMID: 36880347; PMCID: PMC10225176.
31. al-Shawi M. K., Senior A. E. , Characterization of the adenosine triphosphatase activity of Chinese ham- ster P-glycoprotein. J. Biol. Chem., 268, (1993), 4197–4206.
32. Mai L., Luo M., Wu J. J., Yang J. H., Hong L. Y. The combination therapy of HIF1α inhibitor LW6 and cisplatin plays an effective role on anti-tumor function in A549 cells // Neoplasma. 2019 Jun 3;66(5):776-784. DOI: 10.4149/neo_2018_180921N708. PMID: 31169018.
33. Müller M., Keck M., Binder E. et al. ABCB1 (MDR1)-Type P-Glycoproteins at the Blood–Brain Barrier Modulate the Activity of the Hypothalamic–Pituitary–Adrenocortical System: Implications for Affective Disor- der. Neuropsychopharmacol 28, 1991–1999 (2003). https://doi.org/10.1038/sj.npp.1300257.
34. Nosol K., Romane K., Irobalieva R. N., Alam A., Kowal J., Fujita N., Locher K. P. Cryo-EM structures reveal distinct mechanisms of inhibition of the human multidrug transporter ABCB1. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Oct 20;117(42):26245-26253. DOI: 10.1073/pnas.2010264117. Epub 2020 Oct 5. PMID: 33020312; PMCID: PMC7585025.
35. Pal D., Kwatra D., Minocha M., Paturi D. K., Budda B., Mitra A. K. Efflux transporters- and cytochrome P-450-mediated interactions between drugs of abuse and antiretrovirals // Life Sci. 2011 May 23;88(21-22):959- 71. DOI: 10.1016/j.lfs.2010.09.012. Epub 2010 Nov 1. PMID: 20932495; PMCID: PMC3100475.
36. Presley J. F., Cole N. B., Schroer T. A., Hirschberg K., Zaal K. J., Lippincott-Schwartz J. ER-to-Golgi transport visualized in living cells // Nature. 1997 Sep 4;389(6646):81-5. doi: 10.1038/38001. PMID: 9288971.
37. Qu Q., Sharom F. J., Proximity of bound Hoechst 33342 to the ATPase catalytic sites places the drug bind- ing site of P-glycoprotein within the cytoplasmic membrane leaflet. Biochemistry, 41, (2002), 4744–4752.
38. Rani P., Mandal P., Rajak B. K. and Singh D. V. (2024) A review on dynamics of permeabili- ty-glycoprotein in efflux of chemotherapeutic drugs // Front. Drug Discov. 4:1363364. DOI: 10.3389/ fddsv.2024.1363364.
39. Ren H., Wang Z., Chen Y., Liu Y., Zhang S., Zhang T., Li Y. SMYD2-OE promotes oxaliplatin resistance in colon cancer through MDR1/P-glycoprotein via MEK/ERK/AP1 pathway // Onco Targets Ther. 2019 Apr 8;12:2585-2594. DOI: 10.2147/OTT.S186806. PMID: 31040701; PMCID: PMC6459156.
40. Siegmund W., Ludwig K., Giessmann T., Dazert P., Schroeder E., Sperker B., Warzok R., Kroemer H. K., Cascorbi I. The effects of the human MDR1 genotype on the expression of duodenal P-glycoprotein and dispo- sition of the probe drug talinolol // Clin Pharmacol Ther. 2002 Nov;72(5):572-83. doi: 10.1067/mcp.2002.127739. PMID: 12426521.
41. Stolarczyk E. I., Reiling C. J., Paumi C. M. Regulation of ABC transporter function via phosphorylation by protein kinases // Curr Pharm Biotechnol. 2011 Apr;12(4):621-35. DOI: 10.2174/138920111795164075. PMID: 21118091; PMCID: PMC3085954.
42. Szewczyk P., Tao H., McGrath A. P., Villaluz M., Rees S. D., Lee S. C., Doshi R., Urbatsch I. L., Zhang Q., Chang G. Snapshots of ligand entry, malleable binding and induced helical movement in P-glycopro- tein // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2015 Mar;71(Pt 3):732-41. DOI: 10.1107/S1399004715000978. Epub 2015 Feb 26. PMID: 25760620; PMCID: PMC4356375.
43. van Helvoort A., Smith A. J., Sprong H., Fritzsche I., Schinkel A. H., Borst P., van Meer G. MDR1 P-gly- coprotein is a lipid translocase of broad specificity, while MDR3 P-glycoprotein specifically translocates phos- phatidylcholine // Cell. 1996 Nov 1;87(3):507-17. DOI: 10.1016/s0092-8674(00)81370-7. PMID: 8898203.
44. Wang Y., Hao D., Stein W. D., Yang L. A kinetic study of Rhodamine123 pumping by P-glycoprotein // Biochim Biophys Acta. 2006 Oct;1758(10):1671-6. DOI: 10.1016/j.bbamem.2006.06.004. Epub 2006 Jun 7. PMID: 16854369.
45. Xing Y., Yan J., Niu Y. PXR: a center of transcriptional regulation in cancer // Acta Pharm Sin B. 2020 Feb;10(2):197-206. DOI: 10.1016/j.apsb.2019.06.012. Epub 2019 Jun 29. PMID: 32082968; PMCID: PMC7016272. 46. Yamamoto M., Suzuki S., Togashi K., Sanomachi T., Seino S., Kitanaka C., Okada M. AS602801 Sensi- tizes Ovarian Cancer Stem Cells to Paclitaxel by Down-regulating MDR1 // Anticancer Res. 2019 Feb;39(2):609-
617. DOI: 10.21873/anticanres.13154. PMID: 30711936.
47. Zimmermann P., Brückl T., Nocon A., Pfister H., Binder E. B., Uhr M., Lieb R., Moffitt T. E., Caspi A.,
Holsboer F., Ising M. Interaction of FKBP5 gene variants and adverse life events in predicting depression onset: results from a 10-year prospective community study // Am J Psychiatry. 2011 Oct;168(10):1107-16. DOI: 10.1176/ appi.ajp.2011.10111577. Epub 2011 Aug 24. PMID: 21865530; PMCID: PMC3856576.
Опубликована
2026-05-04
Как цитировать
ЦЕЙЛИКМАН, Вадим Эдуардович et al. ГЛИКОПРОТЕИН-P (ABCB1): СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ, МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ, МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИ МНОЖЕСТВЕННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ. Вестник Челябинского государственного университета. Образование и здравоохранение, [S.l.], n. 1 (33), p. 86-99, may 2026. ISSN 2409-4102. Доступно на: <https://journals.csu.ru/index.php/vcsu_eh/article/view/3250>. Дата доступа: 10 may 2026

Ключевые слова

гликопротеин-P, ABCB1, ABC-транспортеры, множественная лекарственная устойчивость, ксенобиотики, фармакокинетика, лекарственные взаимодействия

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)