научный журнал по химии Биохимия ISSN: 0320-9725

БАЛАКИРЕВА А.В., МАРКОВА О.В., СЕВЕРИН Ф.Ф., СОКОЛОВ С.С. — 2015 г.

Существуют два основных пути синтеза АТР: гликолиз и окислительное фосфорилирование. Как правило, оба пути не бывают одновременно полностью активированы в одной клетке. В этом обзоре мы обсуждаем механизмы ингибирования дыхания гликолизом (эффекты Варбурга и Крэбтри). Каковы причины существования этой отрицательной обратной связи? Известно, что одновременная максимальная активация обоих процессов может приводить к генерации активных форм кислорода. Использование окислительного фосфорилирования более эффективно с энергетической точки зрения, а гликолиз, по-видимому, относительно более надежен и ориентирован на синтез биомассы. Возможно, поэтому покоящиеся клетки используют преимущественно окислительное фосфорилирование, а быстро пролиферирующие - гликолиз.

ДЖАНГЛИ ЛИ, ДЖИ ЧЕН, ДЖУН ГАО, ЖОНГУА ЛИУ, МЯО ДЖИАНГ, ПИНГ ЧЕН, СОНПИНГ ЛИАНГ — 2015 г.

Гликозилирование белков в клетках печени является одним из наиболее важных видов модификации белков. Гликозилирование белков играет важную роль во многих физиологических и патологических процессах, обусловленную их особым расположением на границе раздела между кровью и тканью, включая ангиогенез, рак, цирроз и фиброз печени. Чтобы проанализировать белки плазматической мембраны клеток синусоидального эндотелия печени (LSЕС РМ - livеr sinиsоidаl еndоthеliаl сеlls, рlаsmаtiс mеmbrаnе), N-гликопротеины, расположенные на поверхности LSЕС РМ, были сконцентрированы благодаря их аффинному связыванию с лектинами, находящимися на фильтрах, и затем были идентифицированы с помощью метода масс- спектрометрии. В целом было выявлено 225 уникальных сайтов N-гликозилирования в 152 гликопротеинах, из которых 119 (53%) сайтов были обнаружены впервые и ранее не определялись экспериментально. Среди идентифицированных гликопротеинов 53% белков были идентифицированы как белки плазматической мембраны и 47 гликопротеинов (31%) - как сигнальные белки и рецепторы. Кроме того, среди мембраносвязанных гликопротеинов LSЕС РМ было обнаружено 23 антигена кластера дифференциации (СD - сlиstеr оf diffеrеntiаtiоn) с 49 гликопептидами. Методами биоинформатического анализа было установлено, что большинство идентифицированных гликопротеинов оказывает влияние на процессы, происходящие в LSЕС. Следовательно, N-гликопротеомный анализ LSЕС РМ может обеспечить получение необходимой информации, касающейся регенерации печени, и облегчить проведение диагностики заболеваний печени.

БЕРЦОВА Ю.В., БОГАЧЕВ А.В., СКУЛАЧЕВ В.П. — 2015 г.

Ген, кодирующий протеородопсин из Dокdоniа sр. РRО95 (АЕХ55013), клонирован и экспрессирован в клетках Еsсhеriсhiа соli. Освещение протеородопсин-продуцирующих клеток Е. соli в №+-содержащих средах вызывало защелачивание среды измерения, которое ускорялось в присутствии протонофора СССР и ингибировалось проникающим анионом SСN -. Освещение клеток в безнатриевой среде (при замене Nа+ на К+) сопровождалось SСN^-стимулируемым и СССР-чувствительным закислением среды. Освещение протео- родопсин-содержащих клеток Е. соli приводило к СССР-устойчивому трансмембранному транспорту ионов натрия из этих клеток. Таким образом, установлено, что протеородопсин из морской флавобактерии Dокdоniа sр. РRО95 является первичной светозависимой натриевой помпой. Высокий уровень гетерологической продукции этого белка в клетках Е. соli, а также стабильность и чистота выделяемых препаратов делают данный протеородопсин удобной моделью для изучения механизма активной трансмембранной транслокации ионов натрия.

ВАСИЛЬЕВА Л.Г., ГАБДУЛХАКОВ А.Г., ФУФИНА Т.Ю., ШУВАЛОВ В.А. — 2015 г.

В бактериальном реакционном центре (РЦ) асимметричное белковое окружение димера бактериохлорофилла (БХл) в значительной степени определяет фотофизические и фотохимические свойства первичного донора электрона. Ранее нами были замечены существенные различия в свойствах РЦ Rhodobacter sphaeroides с одинаковыми заменами в симметричных позициях - I(M206)H и I(L177)H. Мутация I(L177)H приводила к появлению ковалентной связи БХл Р А с L-субъединицей, а также к образованию шестой координационной связи центрального атома Mg 2+ бактериохлорофилла В В с его белковым окружением. В РЦ I(M206)H подобных изменений пигмент-белковых взаимодействий обнаружено не было. Кроме того, удельное количество РЦ I(M206)H после очистки из мембран было на порядок ниже, чем количество РЦ I(L177)H. В данной работе показано, что замены аминокислотных остатков в положениях М203-М206 вблизи молекул Р В и В А на симметричные им остатки L-субъединицы из окружения БХл Р А и В В приводят к дальнейшему снижению количества РЦ в мембранах, связанному, очевидно, с нарушением сборки комплекса. Внесение водородной связи БХл Р В с белком с помощью мутации F(M197)H стабилизировало мутантные РЦ, однако не повлияло на их низкий выход при очистке. Предполагается, что мутация I(M206)H и замены аминокислотных остатков в положениях М203-М205 могли нарушить связывание гликолипида с поверхностью РЦ вблизи мономерного БХл В А, необходимое для стабильной сборки комплекса в мембране.

АБАКУМОВ М.А., ГРИН М.А., КАПЛАН М.А., МАЖУГА А.Г., МИРОНОВ А.Ф., МИХАЙЛОВСКАЯ АЛ., ПАНТЮШЕНКО И.В., РУДАКОВСКАЯ П.Г., СТАРОВОЙТОВА А.В., ЦЫГАНКОВ А.А. — 2015 г.

Получено новое серосодержащее производное бактериохлорофилла а. Последний был выделен из биомассы несерных пурпурных бактерий Rhodobacter capsulatus штамм B10. Предлагаемый фотосенсибилизатор представляет собой N-аминобактериопурпуринимид, экзоциклическая аминогруппа которого ацилирована остатком липоевой кислоты, являющейся биогенным соединением, выполняющим в организме функцию кофактора пируватдегидрогеназного и а-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов. Благодаря наличию дисульфидной группировки в молекуле липоевой кислоты, пигмент приобрел аурофильные свойства и был иммобилизован на поверхности наночастиц золота (НЧ-Au) за счет образования связей S-Au. Форма и размеры полученных частиц с иммобилизованным фотосенсибилизатором (ФС-Au) определены методами динамического светорассеяния (ДСР) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Наноструктурированный ФС представляет собой сферы с гидродинамическим диаметром 100-110 нм, поглощает свет в области 824 нм и интенсивно флуоресцирует при 830 нм, что позволило изучить кинетику его распределения в органах, здоровых и опухолевых тканях у животных - опухоленосителей. Сравнение биологических свойств свободного (ФС) и иммобилизованного (ФС-Au) пигментов в экспериментах на крысах с саркомой М-1 показало, что иммобилизация бактериопурпуринимида на НЧ золота увеличивает время циркуляции наноструктурированного ФС в кровотоке и повышает его тропность к опухоли за счет неспецифического таргетинга, включающего экстравазацию наночастиц, нагруженных пигментом, из дефектных сосудов опухоли.

ГОРШКОВА Т.А., ЗУЕВ Ю.Ф., МИКШИНА П.В., ПЕТРОВА А.А., ФАЙЗУЛЛИН Д.А. — 2015 г.

Рамногалактуронаны I - сложные, крайне вариабельные по структуре и свойствам пектиновые полисахариды, широко представленные в различных источниках. Сложность строения и разнообразие рамногалактуронанов I служат причиной ограниченных сведений о свойствах и надмолекулярной организации этих полисахаридов, в т.ч. о взаимосвязи между этими параметрами и функцией рамногалактуронанов I в растительной клетке. В работе на примере рамногалактуронана I желатинозных волокон льна впервые установлена способность этих пектиновых полисахаридов образовывать при физиологических концентрациях гидрогели, обладающие гипер эластичными свойствами. По данным ИК-спектроскопии в гелеобразующем рамногалактуронане I клеточной стенки волокон льна присутствуют молекулы воды, более прочно удерживаемые полисахаридом по сравнению с не формирующим гель рамногалактуронаном I первичной клеточной стенки картофеля. При возрастании силы связывания воды рамногалактуронаном I наблюдается повышение модуля упругости и понижение коэффициента Пуассона геля, формируемого этим полисахаридом. Модель захвата гиперэластичного рамногалактуронана I латерально взаимодействующими микрофибриллами целлюлозы, построенная с применением метода конечных элементов, подтвердила пригодность геля из рамногалактуронана I с установленными свойствами для функционирования в условиях желатинозной клеточной стенки, что позволяет рассматривать этот ткане- и стадияспецифичный пектиновый полисахарид как важный фактор в создании контрактильности желатинозных волокон.

ГОРШКОВА Т.А., ЛАРСКАЯ И.А. — 2015 г.

В обзоре обосновывается необходимость исследования растительного олигогликома. Обобщена имеющаяся информация об олигосахаринах - физиологически-активных фрагментах полисахаридов клеточной стенки. Их выявление, характеристика строения, доказательство биологической активности - предметы настоящего бума в исследованиях 80-90-х годов. Однако по интенсивности исследований в последние десятилетия растительные олигосахариды можно отнести к аутсайдерам среди элиситоров различной природы. В обзоре раскрываются причины такого отношения к этим природным регуляторам, связанные в основном с проблемами их выделения и идентификации. Одновременно предлагаются подходы и методы, потенциал которых можно использовать для исследований. Освещаются вопросы метаболизма олигосахаридов в растениях, касающиеся их образования, транспорта и инактивации, суммируются данные о биологической активности и взаимодействии с гормонами. Рассмотрены существующие точки зрения о механизмах действия олигосахаринов: их рецепция, передача сигнала внутрь клетки, потенциальные мишени. Обсуждаются возможности использования этих соединений в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве и биотехнологии.

КУДРЯШОВА Е.В., СУХОВЕРКОВ К.В. — 2015 г.

Для разработки препаратов L-аспарагиназы Erwinia carotovora (EwA) пролонгированного действия предложен новый подход, основанный на образовании конъюгатов фермента с разветвленными сополимерами хитозана, ПЭГ-хитозана и гликоль-хитозана. Оптимизация молекулярной архитектуры и состава конъюгатов приводит к увеличению каталитической эффективности фермента (k cat/K M) при физиологических условиях в 3-6 раз. Показано, что наблюдаемый эффект обусловлен главным образом сдвигом рН-профиля каталитической активности фермента в область более низких значений рН за счет поликатионной природы сополимера. Обнаружено, что конъюгирование аспарагиназы с производными хитозана приводит к повышению термостабильности фермента. Можно ожидать, что ХитоПЭГилирование, аналогично ПЭГилированию, будет эффективным для улучшения биофармацевтических свойств и снижения иммуногенности данного медицински значимого фермента. Следует отметить, что для определения состава сополимеров ПЭГ-хитозана и конъюгатов сополимер-фермент был использован разработанный нами новый эффективный метод, основанный на ИК-спектроскопии. Данный метод является «безреагентным», позволяет быстро и надежно получать необходимые параметры из анализа единичного ИК-спектра в отличие от используемых ранее трудоемких и недостаточно точных методов, основанных на определении свободных аминогрупп полимеров по реакции с TNBS или OPA.

АНДРЕЕВА И.П., ГРИГОРЕНКО В.Г., ЕГОРОВ А.М., РУБЦОВА М.Ю. — 2015 г.

Пероксидаза хрена - важный фермент в био- и иммунохимическом анализе. Новые подходы к функциональной экспрессии гена пероксидазы в клетках Еsсhеriсhiа соli и последующему рефолдингу дали возможность получать рекомбинантный фермент, сравнимый по своим спектральным и каталитическим характеристикам с нативной растительной пероксидазой. Генно-инженерные подходы открыли новые перспективы в получении рекомбинантных конъюгатов пероксидазы как с антигенами, так и с Fаb-фрагментами антител. Настоящий обзор посвящен использованию рекомбинантной пероксидазы хрена в качестве фермента-маркера в иммуноферментном анализе, а также в амперометрических сенсорах, основанных на прямом переносе электронов.

АНДРЕЕВА А.М., БОЛЬШАКОВ В.В., ЛАМАШ Н.Е., РЯБЦЕВА И.П., СЕРЕБРЯКОВА М.В. — 2015 г.

Анализ изменений в составе низкомолекулярной белковой фракции плазмы карповых рыб, проведенный с использованием различных электрофоретических методов, выявил их корреляцию с сезонными изменениями и приуроченными к ним репродуктивными ритмами рыб. Для выявления этих взаимосвязей у пресноводных и проходных карповых рыб использовали культивируемые виды, у которых были секвенированы геномы. Сходство в составе низкомолекулярных белковых фракций плазмы различных видов рыб позволило провести надежную идентификацию некоторых их белков. Результаты масс-спектрометрического анализа MALDI показали наличие в составе низкомолекулярной фракции белков у диких видов и культивируемых видов одних и тех же белков - гемопексинов, аполипопротеинов и ингибиторов протеиназ. Белки первых двух классов организованы в виде комплексов из белков-олигомеров. Стехиометрия этих комплексов меняется согласованно с сезонными и репродуктивными ритмами

БЕЛОУСОВА Е.А., ЛАВРИК О.И. — 2015 г.

Множественные повреждения ДНК в пределах одного или двух витков спирали - кластеры повреждений, являются источником двойных разрывов ДНК и представляют серьезную опасность для клетки. Репарация кластерных повреждений происходит в несколько этапов. Если кластер представлен повреждениями окислительного характера, то репарация индивидуального повреждения будет идти по механизму эксцизионной репарации оснований (BER), одна из стадий которого включает застройку образовавшейся после выщепления поврежденного основания бреши с помощью специализированной ДНК-полимеразы. В представленной работе был исследован синтез ДНК с использованием поврежденных матриц, катализируемый ДНК- полимеразой йота. В качестве модельных ДНК были использованы два типа ДНК-субстратов: частичные ДНК-дуплексы, содержащие бреши различной длины, и ДНК-дуплексы, содержащие 5-формилурацил (5-foU) и предшественник АП-сайта - урацил - в разных цепях ДНК. Впервые показано, что ДНК-полимераза йота способна катализировать синтез ДНК с использованием в качестве субстратов частичных ДНК- дуплексов, содержащих бреши различной длины. Впервые показана возможность ДНК-полимеразы йота катализировать синтез ДНК в процессе репарации кластера через систему BER при использовании как неповрежденных, так и 5-&и-содержащих матриц. Продемонстрировано, что в данном случае репликативный белок hPCNA (proliferating cell nuclear antigen) увеличивает эффективность синтеза ДНК, катализируемого ДНК-полимеразой йота.

ВЕЛИЧКО А.К., КАНТИДЗЕ О.Л., РАЗИН С.В. — 2015 г.

Тепловой стресс является одной из излюбленных моделей для изучения регуляции экспрессии генов. На протяжении десятилетий внимание исследователей было сконцентрировано на изучении механизмов активации транскрипции стресс-индуцируемых генов. Несмотря на то, что давно известно о феномене глобального снижения транскрипционной активности при тепловом стрессе, механизмы такой репрессии малоизучены. В данном мини-обзоре мы обобщили имеющиеся экспериментальные данные об индуцируемой тепловым стрессом репрессии транскрипции у млекопитающих.

ПЕТРОВ В.В. — 2015 г.

Экстрацитозольная петля L5-6 (714-DNSLDID) соединяет трансмембранные сегменты M5 и M6, вместе с сегментами M4 и M8 образующие сайты транспорта катионов в Н+-, Ca 2+-, K +,Na +-, Н +,К +- и других Р2-АТРазах. Для изучения структурно-функциональной организации Pmal Н+-АТРазы плазматической мембраны дрожжей использовали аланин- и цистеин-сканирующий мутагенез. Замены на Ala и Cys наиболее консервативного остатка (Leu-717) вызывали полное блокирование биогенеза фермента, который не достигал секреторных везикул. Замена D714A приводила к уменьшению экспрессии фермента в 5 раз и потере его активности, замена D714C полностью блокировала биогенез фермента. Замены остальных аминокислотных остатков не приводили к потере активности фермента. Были произведены дополнительные замены Asp-714 и Asp-720 на Asn и Glu. Из замен остатка Asp-714 только D714N частично восстанавливала биогенез мутантного фермента и его функционирование; в то же время все мутации, полученные для Asp-720, обладали значительной экспрессией и были активны. Экспрессированные мутантные ферменты (34-95% от уровня дикого типа) обладали значительной активностью (35-108%) и были пригодны для детального анализа. У одного из этих мутантов (I719A) наблюдали трехкратное уменьшение экспрессии, активности и транспорта Н+ и его сопряжения с гидролизом ATP, однако замена I719C мало отличалась от дикого типа. Таким образом, в двух случаях из семи замены на Ala и Cys серьезно нарушали биогенез и/или функционирование фермента. Результаты позволяют предположить важную роль аминокислотных остатков, образующих петлю L5-6, отвечающую, видимо, за правильное расположение трансмембранных сегментов M5 и M6 и других доменов Pma1 Н+-АТРазы, в биогенезе и функционировании фермента и, возможно, участвующую в его регуляции.

ДЕНИСЕНКО Ю.А., ДОЦЕНКО Г.С., ЗОРОВ И.Н., КОНДРАТЬЕВА Е.Г., МЕРЗЛОВ Д.А., РОЖКОВА А.М., РУБЦОВА Е.А., САТРУТДИНОВ А.Д., СИНИЦЫН А.П. — 2015 г.

Гены двух Р-глюкан-эндодеполимераз ЕG2 (36,2 кДа) Реniсilliиm vеrrисиlоsиm и LАМ (30,8 кДа) Мусеlуорhtоrа thеrmорhilа были успешно клонированы в Р. vеrrисиlоsиm, получены и охарактеризованы ферментные препараты (ФП), имеющие высокую активность по Р-глюкану и ламинарину, а также высокую стабильность Р-глюканазной активности. Выделены и охарактеризованы гомогенные ферменты ЕG2 (классифицирован как КФ 3.2.1.4) и LАМ (классифицирован как КФ 3.2.1.6). Значение R m ЕG2, определенной по Р-глюкану, была в ~10 раз выше, чем у LАМ, однако ЕG2 обладала большей процессивностью за счет более высокого значения к саt. Диапазоны оптимальных рН и температур ЕG2 и LАМ перекрывались и составляли 4,3-4,9 и 61-67°, при этом ЕG2 оказалась более стабильной, чем LАМ. Показано, что в результате гидролиза Р-глюкана и ламинарина исследуемыми ферментами образуются олигосахариды со степенью полимеризации от 2 до 10. Установлено, что полученные рекомбинантные ФП при одинаковой дозировке с коммерческими ФП обеспечивали более быстрое и более существенное уменьшение приведенной вязкости цельнозернового экстракта ячменя, что делает их перспективными для использования их в качестве кормовой добавки для разрушения некрахмальных полисахаридов зерна.

БОБЫЛЕВ А.Г., ВИХЛЯНЦЕВ И.М., ГРИЦЫНА Ю.В., МАКАРЮЩЕНКО В.В., МАКСУДОВ Г.Ю., ПОДЛУБНАЯ З.А., САВЕЛЬЕВ А.П., САЛМОВ Н.Н., УЛАНОВА А.Д. — 2015 г.

Исследованы сезонные изменения изоформного состава белков толстых и тонких нитей (тайтина, тяжелых цепей миозина (ТЦМ), небулина), а также уровня фосфорилирования тайтина в поперечно-полосатых мышцах бурого медведя (Ursиs аrсtоs) и гибернирующего гималайского медведя (Ursиs thibеtаnиs иssиriсиs). Обнаружено снижение в 2,1-3,4 раза содержания Т2-фрагментов тайтина при отсутствии изменений в содержании небулина и изоформ интактного тайтина-1 (Т1) в скелетных мышцах (m. gаstrосnеmiиs, m. lоngis- simиs dоrsi, m. biсерs) медведей во время зимнего сна. В левом желудочке сердца гибернирующих медведей обнаружено увеличение содержания более жесткой №В-изоформы тайтина по отношению к содержанию его более эластичной №ВА-изоформы. В миокарде бурого медведя в период зимнего сна наблюдалось уменьшение в ~1,6 раза содержания Т2-фрагментов при отсутствии снижения общего содержания изоформ Т1. Обнаружено незначительное увеличение уровня фосфорилирования тайтина в сердечной мышце гибернирующего бурого медведя. В скелетных мышцах бурого медведя не выявлено сезонных различий уровня фосфорилирования тайтина. Однако в них обнаружены изменения изоформного состава ТЦМ, направленные на увеличение доли медленной (I) и уменьшение доли быстрой (IIа) изоформ этого белка в период зимнего сна. Содержание изоформ ТЦМ I и IIа в скелетных мышцах гибернирующего гималайского медведя соответствовало таковому в скелетных мышцах гибернирующего бурого медведя.

ГАЛЬПЕРИН М.Ю., ДИБРОВА Д.В., КУНИН Е.В., МУЛКИДЖАНЯН А.Я. — 2015 г.

Цитоплазма всех клеток - архей, бактерий и эукариот - содержит значительно больше калия, чем натрия, причем для многих клеточных процессов, в первую очередь, для синтеза белка, важно, чтобы ионов калия было существенно больше, чем ионов натрия. Подобная зависимость от ионов калия была ранее объяснена возникновением первых клеточных организмов в богатой калием среде. К настоящему времени предложено несколько геохимических сценариев для объяснения преобладания калия над натрием в местах обитания древних организмов. В частности, основываясь на преобладании калия над натрием в геотермальном паре, мы ранее предположили, что формирование первых клеточных организмов могло проходить на периферии древних бескислородных геотермальных полей в водоемах из парового конденсата, элементный состав которого должен был быть близок химии цитоплазмы современных клеток. Поскольку в морских и пресноводных водоемах концентрация ионов калия обычно существенно меньше, чем ионов натрия, заселение таких водоемов первыми клеточными организмами могло происходить только при наличии у них систем откачки ионов натрия из клетки. В настоящем обзоре рассматривается эволюционный сценарий, в соответствии с которым необходимость выживания в богатых натрием водоемах могла способствовать как постепенному уменьшению проводимости клеточных мембран, так и появлению различных редокс-, свето-, хемо- и осмозависимых систем откачки ионов натрия. Взаимодействие между несколькими исходно независимыми системами откачки ионов натрия привело к возникновению натрий-зависимой мембранной биоэнергетики, за которым последовало появление протонной биоэнергетики у бактерий и архей. Параллельно с этим происходило развитие систем, использующих натрий-калиевый градиент на плазматической мембране для нужд клетки.

БОВИН Н.В., РАПОПОРТ Е.М. — 2015 г.

Галектины - Р-галактозидсвязывающие белки, объединенные в одну группу по гомологии аминокислотной последовательности углеводсвязывающего сайта. Их углеводная специфичность вне клетки ранее широко изучалась, основным выводом этих исследований является то, что для галектинов есть несколько уровней узнавания углеводных лигандов: 1) дисахарид Galβ1 4GlcNAс (LN, лактозамин) связывается сильнее, чем β-галактопираноза; 2) некоторые заместители при О-2 и О-3 остатка галактозы, а также при О 6 GlcNAc принципиально увеличивают аффинность; 3) одинаково гликозилированные белки могут существенно отличаться по аффинности к галектинам. Информация об истинных клеточных рецепторах галектинов весьма ограничена. До недавнего времени не было возможным экспериментальное изучение специфичности галектинов, находящихся в составе клетки. Модель, основанная на контролируемом встраивании индивидуального галектина в гликокаликс клетки и последующем взаимодействии нагруженных клеток с набором синтетических гликопроб методом проточной цитометрии, открыла недавно такую возможность. В обзоре систематизированы данные об углеводной специфичности галектинов прото-, химерного и тандемного типов в составе клетки и проведен сравнительный анализ полученных результатов с литературными данными по специфичности галектинов в бесклеточных тестах. Основными выводами этого цикла исследований стали следующие: 1) галектины в составе клетки практически неспособны связываться с дисахаридом LN n, но проявляют сродство к З''-замещенным олиголактозаминам и олигомерам типа LN n; 2) галектины тандемного типа способны узнавать другой дисахарид, а именно Galβ1 3GlcNAс (Le c); 3) у галектинов тандемного типа в составе клеток сохраняется высокая аффинность к антигенам групп крови системы АВН; 4) в целом галектины становятся значительно более избирательными при взаимодействии с гликоконъюгатами, когда находятся в среде клеточного гликокаликса. Полученные данные позволили предположить, что конкурентное взаимодействие галектинов клетки с микроокружением (эндогенными клеточными гликанами) является основным фактором, обусловливающим избирательность галектинов in vivo.

ДЕНИСЕНКО Ю.В., ЧИСТЯКОВ В.А. — 2015 г.

Принятие концепции запрограммированного старения (феноптоза) неизбежно порождает вопрос о том, какие преимущества дает эта программа сообществам, включающим старых, закономерно ослабленных особей. Мы считаем, что широчайшая распространенность феномена старения объясняется в частности тем, что в определенных ситуациях присутствие старых особей становится залогом не только эволюции, но и самого существования популяций. Задачей нашей работы было создание математической модели, позволяющей проиллюстрировать, что могут иметь место ситуации, когда присутствие старых особей обусловливает выживание популяции, в то время как нестареющая популяция в данных условиях полностью гибнет. Логическая основа модели состоит в следующем: 1) природные популяции живут в условиях неодинаковой степени возобновления ресурсов; 2) при высоком уровне возобновления ресурса, когда его потребление быстро компенсируется воспроизводством, популяция стремится достичь максимальной численности, ограничиваемой не доступностью ресурса, а специальными биологическими механизмами; 3) падение скорости поступления ресурса до нуля может происходить очень быстро (например, в случае засухи); 4) в этих условиях принципиальной для выживания популяции становится способность хотя бы части особей пережить период дефицита ресурса; 5) быстрое вымирание более слабых старых особей экономит ресурсы для выживания молодых и сильных. Математическая основа модели - использование принципа мультиагентного моделирования (http://www.winmobile.biz). Эксперименты in silico подтвердили отсутствие фатальных противоречий в наших логических построениях. Присутствие старых особей при включении программы старения в 25-30 лет дает 24-26%-ную прибавку к продолжительности существования популяции.

БИБИЛАШВИЛИ Р.Ш., МАКСИМЕНКО А.В., ТУРАШЕВ А.Д. — 2015 г.

Используя в качестве прототипа установленную пространственную структуру гиалуронидазы человека, была построена in siliсо методом молекулярного гомологичного моделирования 3D-структура бычьей тестикулярной гиалуронидазы (БТГ). Ее анализ обнаружил наличие стратификации остатков лизина при модификации фермента. Моделируя ковалентное связывание с ними активированных бензохиноном звеньев хондроитинсульфата (ХС), была получена 3D-структура модифицированной ХС БТГ (БТГ-ХС). При этом варьировалась как степень модификации фермента, так и размер ковалентно присоединенных к нему цепей ХС. Показана значимость глубоких степеней модификации БТГ для получения активных и стабильных ферментных производных, установленная ранее экспериментально. Подтвержден эффективный размер ХС-оболочки для продуктивной модификации БТГ. Теоретически он достигается при увеличении молекулярной массы производного БТГ-ХС до 140-180 кДа и может быть практически получен, согласно экспериментальным данным, с использованием ХС разной молекулярной массы (как 30-50, так и 120-140 кДа).

МАНЬКОВСКАЯ И.Н., МИРОНОВА Г.Д., РОЗОВА Е.В. — 2015 г.

Исследованы изменения ультраструктуры и пространственной локализации митохондрий в миокарде при 30-мин гипоксической гипоксии. В этих условиях митохондрии изменяют свою структуру, однако выраженных некротических повреждений в них не обнаружено. При этом в миокарде появляются изменения, направленные на усиление энергетических процессов. Это выражается в увеличении количества митохондрий (МХ) в субсарколеммальной зоне гипоксического миокарда с изменением поверхности сублемальной мембраны в виде ее изгибов вокруг митохондрий, что улучшает условия диффузии кислорода к митохондриям благодаря возрастанию площади диффузии. Усиливается также деление МХ, что способствует увеличению их количества. В структурно измененных митохондриях обнаруживаются небольшого диаметра электронно-плотные образования, представляющие собой вновь образующиеся органеллы - микроМХ - на различных стадиях структурной организации, что не наблюдается в миокарде при нормоксии. Выявлено, что одним из регуляторов морфологического состояния МХ при гипоксической гипоксии является АТФ-зависимый калиевый канал: активатор канала увеличивает количество вновь образованных микроМХ, а ингибитор предотвращает их образование. Обсуждаются возможные механизмы появления структурно-динамических изменений в митохондриальном аппарате миокарда крыс при острой гипоксической гипоксии.