научный журнал по биологии Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии ISSN: 0233-4755

БОЙЦОВА Л.Ю., ГОЛЫШЕВ С.А., ПОПИНАКО А.В., ПОТАПОВА Т.В. — 2011 г.

В верхушечном росте (ВР) вегетативных гиф Neurospora crassa согласованно участвуют десятки клеток, а также различные внутриклеточные структуры: микровезикулы, микротрубочки, микрофиламенты, митохондрии и др. С помощью прижизненного флуоресцентного маркера митохондрий MitoTracker Red (10 мкМ; 10 мин) в настоящей работе показано, что одни и те же митохондрии способны перемещаться вдоль гиф в течение нескольких часов на расстояния в сотни микрон. Анализ распределения митохондриальных нитей на апикальных участках растущих интактных гиф и изолированных верхушечных фрагментов обнаружил, что степень концентрации митохондрий на передних 100 мкм гиф коррелирует со скоростью роста. Сопоставление более ранних электрофизиологических оценок градиентов мембранного потенциала на верхушках гиф и данных о динамике митохондрий в растущих верхушках гиф позволяет предположить, что электрические градиенты на передних концах гиф могут быть по крайней мере частью управляющей системы, которая осуществляет контроль и регулирование ВР, включая его энергообеспечение.

МАЛЬКОВ А.Е., ПОПОВА И.Ю. — 2011 г.

АКИМОВ С.А., БАШКИРОВ П.В., КУЗЬМИН П.И., ФРОЛОВ В.А., ЧЕКАШКИНА К.В. — 2011 г.

Связь между морфологией и молекулярным составом мембраны является определяющей при формировании внутриклеточных органелл и транспортных везикул. Основными факторами, поддерживающими неоднородность липидного состава в клеточных мембранах, являются липид-белковые взаимодействия и фазовое разделение в смеси. Кроме того, липиды, обладающие спонтанной кривизной, предпочитают участки мембраны с определенной геометрической кривизной. Является ли кривизна достаточным фактором для поддержания неоднородного распределения липида, остается предметом активного обсуждения в литературе. В этой работе мы демонстрируем, что изгиб мембраны до кривизны, сравнимой с обратной толщиной бислоя, приводит к существенному перераспределению липидов, обладающих большой спонтанной кривизной, таких как диолеоилфосфатидилэтаноламин (ДОФЭ). В качестве сильно изогнутого бислоя используются цилиндрические липидные нанотрубки, вытянутые из плоской липидной мембраны. Радиус кривизны мембраны нанотрубки определяется соотношением латерального натяжения и модуля изгиба бислоя и составляет порядка 10 нм. При формировании нанотрубок, содержащих ДОФЭ, наблюдается процесс медленной релаксации радиуса, приводящий к уменьшению радиуса нанотрубки, при этом медленная релаксация не наблюдается для нанотрубок, не содержащих ДОФЭ. Значение спонтанной кривизны ДОФЭ, рассчитанное в предположении об уменьшении эффективного модуля изгиба при аккумуляции ДОФЭ во внутреннем монослое нанотрубки, составляет 0.4 нм-1, что совпадает с литературными данными. Таким образом, перераспределение липидов должно учитываться при оценках состава и материальных параметров сильно деформированных мембранных структур, таких, как промежуточные структуры, возникающие в процессах слияния и деления.

ОДИНОКОВА И.В., ТЕПЛОВА В.В., ХОЛМУХАМЕДОВ Э.Л. — 2011 г.

В обзоре рассматриваются современные представления о регуляции проницаемости внешней митохондриальной мембраны потенциал-зависимыми анионными каналами, сформированными пориновыми белками (voltage-dependent anion channel, VDAC). Представлены данные о структуре пориновых белков, их аминокислотной последовательности и трех различных изоформах, функционирующих в клетках млекопитающих. Существование различных изоформ VDAC в клетках млекопитающих предполагает, что каждая из них играет специфическую физиологическую роль, которая до настоящего времени окончательно не установлена. Рассмотрены различные модельные системы и методы, разработанные для исследования функциональных различий изоформ VDAC. Особое внимание уделено исследованиям VDAC млекопитающих с помощью экспрессии соответствующих генов в дрожжевых и человеческих клетках, а также конструированию клонов стволовых клеток и созданию модельных животных с генетическим нокаутом определенных изоформ VDAC. Сделан вывод о потенциально важной роли проницаемости внешней мембраны в механизмах метаболической регуляции и о важной роли пориновых белков в физиологии млекопитающих. Данные о функциональной роли отдельных изоформ VDAC могут быть полезны для понимания таких клинически сложных болезней, как рак, диабет и нейромышечные заболевания.

АЗЬМУКО А.А., АРЕФЬЕВА Т.И., БЕСПАЛОВА Ж.Д., БУШУЕВА Т.Л., ГОРШКОВ Б.Г., КРАСНИКОВА Т.Л., КСЕНЕВИЧ Т.И., НИКИТИН П.И., РУЛЕВА Н.Ю., СИДОРОВА М.В. — 2011 г.

Моноцитарный хемотаксический белок-1 (МСР-1) ССL2 является одним из важнейших хемокинов, участвующих в воспалении. МСР-1 стимулирует миграцию моноцитов и некоторых популяций лимфоцитов в зону поражения, в частности в места формирования атеросклеротических бляшек. Разработка препаратов ингибиторов МСР-1 представляется актуальной в настоящее время. Ранее мы получили додекапептид (65–76) С-концевого домена МСР-1 (пептид Х), обладающий противовоспалительным действием. Механизм действия хемокинов, в том числе и МСР-1, связан с активацией рецептора CCR2 и взаимодействием с гликозаминогликанами (ГАГ) поверхности клеток и внеклеточного матрикса. Пептид Х не влияет на взаимодействие МСР-1 с CCR2. Мы предположили, что противовоспалительное действие пептида Х обусловлено ингибированием связывания МСР-1 с ГАГ. С этой целью с помощью безмаркерного биосенсорного прибора Пикоскоп”, твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) и методом собственной флуоресценции изучали влияние пептида Х на взаимодействие МСР-1 с гепарином. Согласно полученным данным, пептид Х препятствует связыванию МСР-1 с гепарином, что, вероятно, обусловлено взаимодействием одних и тех же участков МСР-1 и с гепарином, и с пептидом. Возможно, это обстоятельство определяет противовоспалительное действие пептида Х.

БУЛЫЧЕВ А.А. — 2011 г.

В условиях стационарного нециклического потока электронов в хлоропластах растений фотосистемы I и II (ФС I и ФС II) должны функционировать согласованно. Известно, что закисление люмена тилакоидов вызывает регуляторное понижение активности ФС II, однако неясно, как сказывается фотоиндуцированное накопление Н+ в люмене на активности ФС I и координированной работе двух фотосистем в целом листе. Удобными показателями состояния ФС II и ФС I in vivo служат изменения флуоресценции хлорофилла и поглощения окисленной формы хлорофилла Р700 в ближней ИК-области A810-870 ( A810). Одновременные измерения индукционных кривых флуоресценции и A810 в листьях гороха выявили параллелизм отдельных стадий индукционных кривых, который проявлялся как после темновой адаптации листа, так и после предварительного освещения. С помощью агентов, повышающих или устраняющих мембранный градиент pH (валиномицин, нигерицин, моненсин), показано, что характерные стадии индукционной кривой A810, представляющие вторую и третью волну фотоокисления P700, тесно связаны с образованием pH, однако причины зависимости этих двух стадий от pH, по-видимому, различаются. Возникновение второй волны A810 связано предположительно с необходимостью защелачивания стромы для фотоактивации оттока электронов от ФС I, а третья волна A810 обусловлена торможением притока электронов от ФС II к ФС I при закислении люмена.

БЫСТРОВА М.Ф., КОЛЕСНИКОВ С.С., РОГАЧЕВСКАЯ О.А., РОМАНОВ Р.А. — 2011 г.

У млекопитающих вкусовые клетки типа II используют неселективные АТР-проницаемые ионные каналы для секреции афферентного нейромедиатора АТР. Хотя канальные белки из семейства коннексинов и паннекcинов рассматриваются в качестве основных белков, формирующих АТР-проницаемые каналы вкусовых клеток, молекулярная природа этих каналов до сих пор остается дискуссионной. В представленной работе проведен сравнительный анализ биофизических и фармакологических свойств неселективных каналов вкусовых клеток типа II и рекомбинантного паннексина 1 (Panx1) вкусовых клеток, экспрессированного в линиях эукариотических клеток HEK-293 и CHO и линии клеток нейробластомы SK-N-SH. На уровне интегральных токов определены такие характеристики Panx1, как кинетика активации/деактивации, потенциал-зависимость, чувствительность к блокаторам, включая карбеноксолон, DIDS, SITS. Оказалось, что Panx1-зависимая проводимость клеток HEK-293, CHO и SK-N-SH характеризуется выходным выпрямлением, ингибируется карбеноксолоном и анионными блокаторами DIDS и SITS. Изучали одиночные каналы, формируемые Panx1. Показано, что трансфекция клеток HEK-293 плазмидой, несущей кДНК Panx1, индуцирует появление канальной активности, ингибируемой 20 мкМ карбеноксолоном – в использованных концентрациях действующих как относительно специфический блокатор Panx1. Эти карбеноксолон-чувствительные каналы обладали необычной потенциал-зависимостью, которая проявлялась в том, что ток через одиночный открытый канал нелинейно зависел от мембранного потенциала, показывая выходное выпрямление, хотя вероятность открытого состояния сильно возрастала при деполяризации мембраны. В целом, полученные данные свидетельствуют о том, что по своим биофизическим характеристикам ATP-проницаемые неселективные ионные каналы вкусовых клеток типа II не идентичны ионным каналам, формируемым Panx1 в гетерологичной системе.

МАРТЫНОВА Е.А. — 2011 г.

Изучению мишеней сигнальных путей киназы mTOR в настоящее время уделяется большое внимание в связи с ее ролью как центрального регулятора клеточных сигнальных путей. В представленном мини-обзоре приведены современные данные о белках, сопряженных с сигналами mTOR, мишенях их действия в клетках, а также о взаимосвязи стресса эндоплазматического ретикулума и сигналов mTOR.

АТАУЛЛАХАНОВ Ф.И., ВОЛКОВА Р.И., ЛИСОВСКАЯ И.Л., НЕСТЕРЕНКО В.М., ЩЕРБАЧЕНКО И.М. — 2011 г.

Работа посвящена исследованию влияния противогрибкового препарата клотримазола (CLT), обладающего также противомалярийными и противоопухолевыми свойствами, на гемолиз, а также на изменение ионной проницаемости мембран эритроцитов и их деформируемости (фильтруемости) под действием низких (2–8 мкМ) концентраций экзогенного гемина. Показано, что в присутствии 10 мкМ CLT существенно возрастает чувствительность эритроцитов человека к гемолитическому действию гемина и резко снижается фильтруемость эритроцитов через поры поликарбонатного мембранного фильтра Nuclepore диаметром 5 мкм. Присутствие флавоноидов кверцетина и таксифолина в отличие от стандартного антиоксиданта тролокса предотвращает эффекты CLT. Предположили, что защитное действие флавоноидов на эритроциты, обработанные гемином и CLТ, не связано с антиоксидантными свойствами этих препаратов.

БЕРЕЖНОВ А.В., ДОЛГАЧЕВА Л.П., ДЫННИК В.В., ЗИНЧЕНКО В.П., КАЙМАЧНИКОВ Н.П., МАЕВСКИЙ Е.И., ТОЛМАЧЕВА А.В., ТУРОВСКАЯ М.В., ТУРОВСКИЙ Е.А. — 2011 г.

В экспериментах на культивируемых адипоцитах мышей (9 дней in vitro) с использованием флуоресцентной микроскопии показано, что активация 1- и 2-адренорецепторов норадреналином (NE) или 2-адренорецепторов L-аргинином приводит к генерации импульсных Са2+-сигналов, а активация m3-холинорецепторов ацетилхолином (AСh) или бетаином вызывает периодические или затухающие Са2+ колебания. Наличие 100–200 мкМ L-аргинина в среде инкубации необходимо для полного проявления описываемых эффектов, по-видимому, за счет перевода протеинкиназы G (PKG) и фосфодиэстеразы (PDE) типа V в активное состояние. На фоне L-аргинина (1–10 мМ) амплитуда Ca2+-импульсов в ответ на NE увеличивается, а длительность сигнала уменьшается. При последовательных добавках AСh и NE происходит потенциирование наблюдаемых режимов. С использованием ингибиторного анализа показано, что наблюдаемые режимы связаны с функционированием сигнального пути с участием фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K), протеинкиназы B (PKB), эндотелиальной NO-синтазы (eNOS), цитозольной гуанилатциклазы (sGC), PKG, ADP-рибозилциклазы (CD38), и рианодинового рецептора (RyR). В системе сигнализации возможно формирование нескольких петель положительных и отрицательных обратных связей (ПОС и ООС соответственно): 1) коротких петель ПОС, возникающих за счет Ca2+-зависимого выброса Ca2+ (CICR) из депо через рецепторы IP3R и RyR и участвующих в формировании импульсных сигналов; 2) длинной петли ПОС с участием Ca2+ eNOS sGC PKG CD38 RyR Ca2+, функционирование которой может обеспечить необходимые условия для генерации кальциевых колебаний с участием короткой петли ПОС (CICR); 3) нескольких петель ООС, основанных на ингибировании IP3R и на активации Са2+-АТP-аз сарко(эндо)плазматического ретикулума и плазматической мембраны посредством PKG, обеспечивающих выключение сигнализации в цепочке фосфолипаза C IP3R Ca2+ и ограничивающих рост [Ca2+]i при активации сигнального пути PI3K PKB eNOS sGC PKG CD38 RyR Ca2+. Конвергенция сигнальных путей с участием 1-, 2- и m3-рецепторов через G

ЕФРЕМОВ Р.Г., КРЫЛОВ Н.А., НОЛЬДЕ Д.Е., ПЫРКОВА Д.В., ТАРАСОВА Н.К. — 2011 г.

Изучение латеральных неоднородностей (кластеров) в клеточных мембранах является важным шагом в понимании процессов, приводящих к образованию липидных доменов и рафтов. Большое значение при этом имеют методы компьютерного моделирования, которые позволяют определять кластеры, содержащие всего несколько молекул липидов, чего крайне трудно достичь с применением современных экспериментальных методов. Параметры кластеризации зависят от липидного состава мембран. В данной работе мы предлагаем вычислительный метод выявления и анализа участков мембран различной плотности. В качестве объектов исследования выбран ряд одно- и двухкомпонентных систем, содержащих липиды с одинаковыми полярными головками и разными ацильными цепями – диолеилфосфатидилхолин (18 : 1) и дипальмитоилфосфатидилхолин (16 : 0). Разработанный алгоритм основан на расчетах молекулярной динамики гидратированных липидных бислоев в полноатомном представлении. Он применим к любым мембранным системам, вне зависимости от их липидного состава. Показано, что в исследуемых системах существуют латеральные динамические кластеры из нескольких (как правило, трех) молекул липидов, которые определяют, в частности, “мозаичный” характер границы раздела мембрана–вода.

АКИМОВ С.А., ГАЛИМЗЯНОВ Т.Р., МОЛОТКОВСКИЙ Р.Ю. — 2011 г.

Толщина бислоя в мембранных доменах, обогащенных сфингомиелином и холестерином (известных как “рафты”), больше толщины окружающей мембраны. Для компенсации разности толщин вблизи границы рафта монослои должны деформироваться. В рамках теории упругости вычислено линейное натяжение границы рафтов, связанное с упругими деформациями, возникающими при компенсации несоответствия толщин. В расчетах учитывались деформации изгиба, наклона и латерального растяжения/сжатия. Предполагалось, что рафт состоит из двух монослойных доменов, расположенных в разных монослоях мембраны, границы которых могут смещаться друг относительно друга в латеральном направлении. Вычислена зависимость энергии границы от величины относительного сдвига границ. Показано, что энергия границы минимальна при сдвиге 4.5 нм. Вычислена зависимость оптимального сдвига от величины несоответствия толщин монослоев рафта и окружающей мембраны, а также форма мембраны вблизи границы. Рассчитанные значения линейного натяжения хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными. Учет деформации латерального растяжения/сжатия позволил увеличить точность расчетов на 30%, что превышает погрешность современных методов измерения линейного натяжения.

ГАБДУЛХАКОВА А.Г., САФРОНОВА В.Г., ФИЛИНА Ю.В. — 2011 г.

Формилированные пептиды являются специфическими лигандами, вовлеченными в активацию нескольких функций нейтрофильных гранулоцитов, действие которых осуществляется через рецепторы (formyl peptide receptors, FPR). Рецепторы формилированных пептидов принадлежат к классу интегральных белков с семью трансмембранными доменами, связанных с гетеротримерными GTP-азами. К настоящему времени на хромосоме 17 мыши определена локализация генов FPR десяти типов (FPR1–3 и Fpr-rs1–7), имеющих высокую степень гомологии. По связыванию с меченым лигандом N-формил-Met-Leu-Phe (fMLF) были определены и выделены рецепторы с высоким (FPR1) и низким сродством к формилпептиду (FPR2 и FPR3/FPRL1). Связывание формилпептида с рецептором запускает сложную сеть сигнальных событий, из которых наиболее хорошо изучены активация фосфолипазы С (PLC) с последующей кальциевой сигнализацией, активация каскада митоген-активируемых протеинкиназ (МАРК) и фосфоинозитол-3-киназ (PI3K). Как показано нами ранее, праймирование респираторного взрыва нейтрофилов мыши происходит только при активации клеток fMLF в высоких дозах, т.е. для этого необходима активация низкоаффинных рецепторов. Кроме того, использование специфических ингибиторов MEK и р38МАРК вызывало значительное подавление ответа на 1 мкМ fMLF, тогда как ответ на 50 мкМ fMLF на фоне блокаторов усиливался. Мы предположили, что при активации высоко- и низкоаффинных рецепторов формилированных пептидов происходит дивергенция сигнала, и среди альтернативных сигнальных путей в активации NADPH-оксидазы могут быть пути, запускаемые через малые G-белки. В данной работе мы показали, что белки Ras участвуют в активации респираторного ответа особенно при его стимуляции через высокоаффинные рецепторы fMLF. Активация белков Rho и Rac вызывает снижение респираторного ответа при стимуляции высокоаффинных рецепторов формилированных пептидов. Блокада Rho-белков практически полностью подавляет респираторный ответ при активации как высоко- так и низкоаффинных рецепторов, по-видимому, вследствие невозможности реорганизации белков цитоскелета и сборки компонентов NADPH-оксидазы.

БЕЛОСЛУДЦЕВ К.Н., БЕЛОСЛУДЦЕВА Н.В., КРАСИЛЬНИКОВА И.А., МИРОНОВА Г.Д., ПИНЕЛИС В.Г., СУРИН А.М., ТРУДОВИШНИКОВ А.С., ХОДОРОВ Б.И. — 2011 г.

Продолжительная стимуляция нейронов центральной нервной системы глутаматом (Glu) приводит к нарушениям Са2+ гомеостаза и функций митохондрий, завершающимся гибелью нервных клеток. В работе был изучен один из начальных этапов в механизме гибели нейронов при стимуляции ионотропных глутаматных рецепторов. С этой целью была исследована роль эндогенных свободных жирных кислот (СЖК), образующихся в результате Glu-индуцированной активации фосфолипазы А2 (PLA2), в возникновении отсроченной Са2+ дисрегуляции (ОКД) и синхронной с ней глубокой митохондриальной деполяризации (МД) в первичной культуре гранулярных нейронов мозжечка крысы. Обнаружено, что в культуре гранулярных нейронов ингибиторы PLA2 задерживали наступление ОКД и МД. Измерения, выполненные на суспензиях митохондрий мозга и печени крысы в условиях, предотвращающих возникновение циклоспорин А-чувствительной неспецифической мегапоры (МРТ), показали, что перегрузка митохондрий суррогатом кальция – стронцием приводит к выбросу из них Sr2+, защелачиванию среды, снижению трансмембранного потенциала и набуханию митохондрий. Ингибиторы Cа2+/Sr2+-зависимой PLA2 подавляли перечисленные эффекты Sr2+ перегрузки. Результаты, полученные на изолированных митохондриях, свидетельствуют о возникновении неспецифической проницаемости внутренней мембраны митохондрий, отличающейся от МРТ и обусловленной активацией Cа2+/Sr2+-зависимой PLA2. Активация PLA2 ведет к образованию в митохондриях пальмитиновой и стеариновой кислот, которые обладают способностью связывать Cа2+ с высоким сродством и формировать в митохондриях и искусственных фосфолипидных мембранах короткоживущую липидную пору. Исходя из данных, полученных на выделенных митохондриях и первичной культуре гранулярных клеток мозжечка крысы, мы полагаем, что начальные стадии глутамат-индуцированной Са2+ дисрегуляции могут быть связаны с открытием в митохондриях нейронов пальмитат/Са2+ активируемой поры.

ЕРМАКОВ Ю.А., КРАСИЛЬНИКОВ П.М., НЕСТЕРЕНКО А.М. — 2011 г.

Разработана новая молекулярно-динамическая топология DPPC в полноатомном силовом поле OPLS, которая позволила исследовать структурные характеристики жидкокристаллического и гелевого состояний бислоя как в отсутствие, так и при наличии адсорбированных на его поверхности катионов Na+ и Be2+, существенно различающихся по эффективности связывания. Получены количественные оценки геометрических параметров липидных молекул, содержания гидратной воды и распределения электрического потенциала на границах бислоя в обоих фазовых состояниях. Азимутальный наклон углеводородных цепей оказывается примерно одинаковым в пределах каждого монослоя в гелевом состоянии. Количество гидратной воды уменьшается при “замерзании” бислоя в основном за счет тех молекул, которые не участвуют в образовании водородных связей. Показано, что присутствие катионов не влияет на количество молекул воды, образующих водородные связи, однако катионы Be2+ удерживают частично гидратную воду в бислое при его замерзании. Распределение электрического потенциала на границе бислоя имеет примерно одинаковую форму как в гелевом, так и в жидкокристаллическом состояниях, причем независимо от наличия или отсутствия адсорбированных катионов. При детальном анализе молекулярной природы электрического потенциала выявлена взаимная компенсация вкладов отдельных структурных компонент (липида, воды и ионов). При переходе в гелевую фазу граничный потенциал в бислое возрастает на 116 мВ, в присутствии Na+ – на 212 мВ, а в присутствии Be2+ – на 133 мВ. Разница граничных потенциалов в присутствии этих катионов и ее изменение при фазовом переходе качественно согласуется с экспериментальными данными.

ВОЛКОВ Е.М., ЕРЕМЕЕВ С.А., МОТОВИЛОВ К.А., ЯГУЖИНСКИЙ Л.С. — 2011 г.

Ранее на модельной системе (БЛМ) и на митохондриях мы детально описали эффект неравновесного связывания ионов водорода на мембранах, возникающий в условиях индукции трансмембранных потоков протонов. В 2009 г. была начата программа поиска разобщителей, избирательно взаимодействующих с неравновесно связанными протонами. В настоящей работе описан новый разобщитель такого типа. Эффект стимуляции дыхания этим соединением подавляется на 50–90% при удалении фракции неравновесно связанных протонов с поверхности мембраны. Особенность этого соединения состоит в том, что оно относится к классу хинонов, обладающих высоким сродством к липидным мембранам, которые только при восстановлении переходят в форму слабой кислоты (гидрохинона). Образование гидрохинона в митохондриях определяет наблюдаемый эффект стимуляции дыхания. Таким образом, впервые искусственно индуцировано взаимодействие между окислительно-восстановительными процессами и реакциями присоединения–отщепления ионов водорода, протекающими на поверхности внутренней митохондриальной мембраны.

БОНДАРЕНКО Н.С., КОПЫЛОВА Г.Н., САМОНИНА Г.Е., УМАРОВА Б.А. — 2011 г.

Изучали влияние пептида – пролил-глицил-пролина (PGP) – на высвобождение маркеров секреции – -гексозаминидазы и гистамина, первичной культурой перитонеальных тучных клеток крыс. Показано, что предварительная (до стимуляции синактеном) обработка тучных клеток PGP (6 ? 10-5 М) препятствовала их активации синактеном, количество секретируемого гистамина и -гексозаминидазы было значительно меньше, чем при обработке одним синактеном. В использованных концентрациях пептид не влиял на уровень спонтанной секреции клеток. Предварительная инкубация с PGP не предотвращала активацию клеток веществом 48/80. Таким образом, в условиях in vitro PGP может прямо влиять на изолированные тучные клетки крысы, уменьшая их секреторный ответ на действие эндогенного активатора – синактена.

КОЛЕСНИКОВ С.С., РОМАНОВ Р.А. — 2011 г.

Обзор посвящен обсуждению методов и подходов, которые используются в исследовательской практике для изучения секреции нейромедиаторов клетками и анализа соответствующих механизмов этой секреции. Рассмотрены методы, применяемые для идентификации нейромедиаторов в экспериментах ex vivo и in vivo, такие как микродиализ, микроэлектродная вольтамперометрия, использование энзиматических биосенсоров. Особое внимание уделено использованию клеточных биосенсоров для изучения выброса нейромедиаторов из одиночных клеток.

ЗВЯГИЛЬСКАЯ Р.А., РОГОВ А.Г., УРАЛЬСКАЯ Л.А., УРАЛЬСКИЙ Л.И. — 2011 г.

Суммированы сведения о системах транспорта фосфата в дрожжах (главным образом Saccharomyces cerevisiae) и их регуляции. Приведены доказательства, что дрожжи S. cerevisiae, растущие только при кислых и нейтральных значениях рН, не являются идеальной моделью для изучения Na+-зависимых систем транспорта фосфата, максимально активных при щелочных значениях рН. В качестве альтернативы в такого рода исследованиях предлагается использовать дрожжи Yarrowia lipolytica, способные расти при щелочных значениях рН (до рН 9.7) и в присутствии 12% NaCl, что предполагает наличие у них уникальных систем поддержания гомеостаза клетки. Поскольку геном Y. lipolytica был недавно секвенирован, стало возможным изучение этих систем методами биоинформатики. В работе была найдена последовательность H+-зависимого переносчика фосфата, идентичного по функции H+-зависимому переносчику фосфата, продукту гена PHO84 дрожжей S. cerevisiae. На основании гомологии его последовательности и последовательности глицерин-3-фосфатного транспортера Escherichia coli построена модель пространственной структуры H+-зависимого переносчика фосфата дрожжей Y. lipolytica (с 38 по 545 аминокислотный остаток). Модель была оптимизирована. Проведено исследование качества построенной пространственной структуры, а также сравнение с моделями, полученными ранее. Построенная нами модель превосходит по качеству уже известные модели пространственной структуры H+-зависимого переносчика фосфата цитоплазматической мембраны дрожжей.

ДУДАРЕВА Л.В., КОЛЕСНИКОВА Е.В., НЕСТЕРКИНА И.С., НУРМИНСКИЙ В.Н., ОЗОЛИНА Н.В., САЛЯЕВ Р.К., ТРЕТЬЯКОВА А.В. — 2011 г.

Изменение редокс-статуса ингибировало транспортную активность протонных насосов тонопласта корнеплодов столовой свеклы в онтогенезе и при гиперосмотическом стрессе. Активность Н+-АТP-азы увеличивалась только в условиях гипоосмотического стресса, причем особенно существенно (на 60%) при добавлении восстановленного глутатиона (GSH). Влияние оксида азота на транспортную активность протонных насосов тонопласта также зависело от редокс-статуса. При изменении редокс-статуса стимулирующий эффект оксида азота сменялся ингибирующим, за исключением одновременного воздействия оксида азота и гипоосмотического стресса. В этом случае наблюдалась стимуляция обоих протонных насосов, причем активность Н+-АТP-азы возрастала при добавлении восстановленного, а Н+-пирофосфатазы – окисленного глутатиона, что может объяснить необходимость присутствия на вакуолярной мембране двух протонных насосов, обладающих одинаковыми функциями.