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

Архив научных статейиз журнала «Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии»

  • ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ПРОТОМИТОХОНДРИЙ И МИТОХОНДРИЙ

    ВЕКШИН Н.Л., ЗИНИНА А.Н. — 2008 г.

    Из клеток печени крысы с помощью центрифугирования и фильтрации через миллипоровые фильтры с размером пор от 0.1 до 0.45 мкм выделены и флуориметрически охарактеризованы внутриклеточные митохондриальные зародышевые органеллы – протомитохондрии (ПРМ), являющиеся в специализированных клетках животных предшественниками митохондрий. Имея объем в десятки раз меньший, чем легкие митохондрии (ЛМ), ПРМ не сильно отличаются от них по составу белков, липидов, ДНК, поверхностному заряду и другим параметрам. При этом активность некоторых ферментов дыхательной цепи (NADH-дегидрогеназа, сукцинат-дегидрогеназа) у ПРМ даже выше, чем у ЛМ. Полученные данные важны для понимания процессов митохондриогенеза в специализированных клетках млекопитающих.

  • ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР РОСТА РАСТЕНИЙ: УСТОЙЧИВОСТЬ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ К СТРЕССОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

    БУРЛАКОВА Е.Б., ГЕНЕРОЗОВА И.П., ЖИГАЧЕВА И.В., КОНОВАЛОВ А.И., ФАТТАХОВ С.Г., ШУГАЕВ А.Г. — 2008 г.

    Добавление в среду инкубации митохондрий, выделенных из печени крыс или из корнеплодов сахарной свеклы, фосфорорганического регулятора роста растений (препарата “Мелафен”) в концентрации 4 ? 10-12 М приводит к увеличению максимальной скорости окисления NAD-зависимых субстратов. Препарат также активирует перенос электронов при окислении сукцината митохондриями печени крыс. Однако скорость окисления этого субстрата митохондриями, выделенными из корнеплодов сахарной свеклы, остается неизменной. Митохондрии запасающих органов растений характеризуются довольно низкой скоростью окисления NAD-зависимых субстратов. Стимулируя повышение активности NAD-зависимых дегидрогеназ, мелафен, по-видимому, способствует активации энергетических процессов в клетке и обеспечивает высокую энергию прорастания семян, проявляя адаптогенные свойства. Препарат не влияет на уровень флуоресценции продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в митохондриях, не подвергнутых стрессовым воздействиям, и в 1.5–2 раза снижает уровень флуоресценции продуктов ПОЛ в мембранах митохондрий печени крыс, подвергнутых холодовому стрессу, и в искусственно “состаренных” митохондриях из корнеплодов сахарной свеклы. Кроме того, мелафен увеличивает скорость переноса электронов на конечном участке дыхательной цепи митохондрий как растительного, так и животного происхождения, что, в свою очередь, может снижать уровень ПОЛ. Полученные данные позволяют сделать предположение об антистрессовых свойствах препарата “Мелафен”.

  • ЦИКЛОСПОРИН А ИНГИБИРУЕТ ПРОТОНОФОРНУЮ РАЗОБЩАЮЩУЮ АКТИВНОСТЬ ЛАУРАТА В МИТОХОНДРИЯХ ПЕЧЕНИ

    КОЖИНА О.В., РЫБАКОВА С.Р., САМАРЦЕВ В.Н. — 2008 г.

    Исследовано влияние циклоспорина А, карбоксиатрактилата и глутамата на протонофорное разобщающее действие лаурата в митохондриях печени. Установлено, что в концентрации 5 мкМ циклоспорин А частично ингибирует стимулированное лауратом дыхание митохондрий. Это свидетельствует о его способности снижать протонофорную активность этой жирной кислоты, т.е. о ресопрягающем действии. При этих условиях циклоспорин А не влияет на способность карбокситрактилата и глутамата ингибировать разобщающее действие лаурата. В свою очередь эти соединения не влияют на ресопрягающее действие циклоспорина А. Ресопрягающие эффекты циклоспорина А, карбоксиатрактилата и глутамата аддитивны. Эти соединения, действуя одновременно, способны полностью подавить разобщающую активность лаурата. Сделан вывод, что в митохондриях печени в протонофорном разобщающем действии жирных кислот наряду с ADP/АТР- и аспартат/глутаматным антипортерами принимает участие особая система, чувствительная к циклоспорину А, но не связанная с циклофилином D.

  • ЭКСПРЕССИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ БЕЛКА ORAI-1 В СКЕЛЕТНЫХ МИОБЛАСТАХ И МИОТУБУЛАХ

    АВДОНИН П.В., РУЕГГ У.Т., СУРКОВ К.В., СУХАНОВА И.Ф. — 2008 г.

    Установлено, что в культивируемых линиях C2C12 и mdx edl скелетных миобластов и миотубул мыши экспрессируется канальный белок Orai-1. Роль белка Orai-1 в транспорте ионов Ca2+ в этих клетках изучали с использованием малых интерферирующих РНК (миРНК), направленных против мРНК Orai-1. Подобраны условия эффективной трансфекции миРНК в миобласты и миотубулы. В экспериментах на миотубулах mdx edl показано, что инактивация мРНК, кодирующей Orai-1, приводит к полному подавлению входа 45Ca2+, вызванному ингибитором кальциевой АТР-азы эндоплазматического ретикулума тапсигаргином. Полученные данные свидетельствуют об участии канального белка плазматической мембраны Orai-1 в депо-зависимом входе ионов Ca2+ в скелетные миотубулы.

  • ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ АДСОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ ПОЛИЛИЗИНОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ЛИПИДНЫХ МЕМБРАН РАЗНОГО СОСТАВА

    ЕРМАКОВ Ю.А., ФИЛИНСКИЙ Д.В., ФИНОГЕНОВА О.А. — 2008 г.

    Проведены электрокинетические измерения в суспензии липосом из смесей заряженного (кардиолипин, CL) и нейтрального (фосфатидилхолин, PC) липидов в присутствии лизина и полипептидов на его основе. Ни монолизин, ни полилизины не адсорбируются на нейтральных мембранах (PC). В случае отрицательно заряженных мембран (CL/PC) все поликатионы демонстрируют крутую зависимость электрофоретической подвижности от количества добавленного в ячейку полимера. В суспензии липосом из кардиолипина положение точки нулевого заряда совпадает для всех высокомолекулярных полилизинов, при этом пентализин нейтрализует поверхность мембран, тогда как поликатионы с более высокой степенью полимеризации меняют знак заряда поверхности. Электрофоретическая подвижность липосом в области плато зависит от молекулярного веса полилизинов и состава липосом и для крупных макромолекул по абсолютной величине приближается к ее значению для исходных липосом. Адсорбция поликатионов на плоских бислойных липидных мембранах (БЛМ) приводит к изменению граничного потенциала, измеренного методом компенсации внутримембранного поля (КВП). Электрокинетические измерения и метод КВП дают близкие результаты в случае мономеров лизина, и их концентрация на поверхности хорошо описывается изотермой распределения молекул между поверхностью мембраны и раствором. Существенное различие поверхностного и граничного потенциалов, обнаруженное в случае пентализина, отражает изменение дипольной компоненты граничного потенциала, вызванное адсорбированными молекулами. Методом КВП зарегистрирован процесс адсорбции полилизинов вдали от насыщения, кинетика которого существенно более медленная (более часа), чем в случае пентализина (десятки минут) и монолизина (минуты). Перфузия ячейки фоновым электролитом показывает, что в отличие от пента- и монолизина адсорбция высокомолекулярных полилизинов на плоских БЛМ практически необратима.

  • ЯДЫ ЗМЕЙ СЕМЕЙСТВА VIPERIDAE СПОСОБНЫ БЛОКИРОВАТЬ НИКОТИНОВЫЕ ХОЛИНОРЕЦЕПТОРЫ И ПОТЕНЦИАЛ-АКТИВИРУЕМЫЕ CA2+-КАНАЛЫ ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НЕЙРОНОВ ПРУДОВИКА LYMNAEA STAGNALIS

    ВУЛЬФИУС Е.А., ГОРБАЧЕВА Е.В., СТАРКОВ В.Г., УТКИН Ю.Н., ЦЕТЛИН В.И. — 2008 г.

    Яды змей содержат соединения, действующие на различные клеточные мишени. Так, в ядах змей семейства Elapidae содержатся хорошо известные -нейротоксины, имеющие высокое сродство к никотиновым холинорецепторам (нХР), и немногочисленная группа токсинов, блокирующих Ca2+- и K+-каналы. О наличии антагонистов нХР и блокаторов потенциал-активируемых Ca2+-каналов в ядах змей семейства Viperidae известно очень мало. Мы испытали действие яда шести видов змей этого семейства и яда кобры Naja kaouthia (сем. Elapidae) на нХР и потенциал-активируемые Ca2+-каналы нейронов прудовика Lymnaea stagnalis. Исследования проводили на изолированных идентифицированных нейронах L. stagnalis в условиях фиксации потенциала. Установлено, что яды змей семейства Viperidae обладают способностью блокировать нХР и потенциал-активируемые Ca2+-каналы. Эффективность блокирования нХР существенно ниже, чем у яда кобры N. kaouthia, имеющего высокое содержание -нейротоксинов (классических блокаторов нХР), но блокирование Ca2+-каналов ядами Viperidae и кобры сходно. Полученные данные позволяют предположить, что исследованные яды Viperidae содержат токсины – блокаторы мишеней обоих типов.

  • INSIGHTS INTO STRUCTURE AND FUNCTION OF IONOTROPIC GLUTAMATE RECEPTOR CHANNELS: STARTING FROM CHANNEL BLOCK

    SOBOLEVSKY A.I. — 2007 г.

    Ionotropic glutamate receptors (iGluRs) are modular proteins that contain ion channel permeable to different cations including calcium. The physiological role of iGluRs is mainly defined by the fact that currents condu-cted by their channels underlie communication between neurons in the majority of synapses in our brain. Knowing the structure and function of iGluR channel will not only give us a clue to how our brain works but also may help us to develop drugs for the treatment of multiple neurological disorders. Here I give a brief historical overview of the progress made in studies of iGluR channel structure and function that started more than two decades ago with studies of ion channel block.

  • ONE REASON FOR INCREASED SEIZURE SUSCEPTIBILITY OF HIPPOCAMPUS COMPARED WITH NEOCORTEX

    ZILBERTER YU. I. — 2007 г.

    In this study we compared the resting membrane potential and action potential (AP) activation thresholds of neocortical layer 2/3 and CA1 hippocampal pyramidal cells in brain slices from 6–8 day old mice. The activation threshold was 37 ± 2 mV in the neocortical pyramids (5 cells), and 50 ±1 mV in the CA1 ones (5 cells). The observed difference in the AP activation thresholds may account for a higher excitability of hippocampus as compared to neocortex.

  • STUDIES ELUCIDATING THE MECHANISMS OF CALCIUM-INDUCED MITOCHONDRIAL DEPOLARIZATION IN INDIVIDUAL ISOLATED BRAIN MITOCHONDRIA

    VERGUN O. — 2007 г.

    Among other mitochondrial functions, energy production and Ca2+ uptake are crucial for maintaining neuronal viability. Both of these functions are critically dependent on mitochondrial membrane potential ( m). Mitochondrial Ca2+ overload causing a dissipation of m is a key component of several neuronal pathologies. However, the mechanism of Ca2+-induced depolarization in neuronal mitochondria remains unclear. Typically, m has been evaluated as a single overall estimate from all mitochondria present in a given cell or tissue. However, recent data showed that the population of mitochondria isolated from tissues is not homogeneous, and averaged parameters from the whole population do not necessarily reflect the processes taking place in a single organelle. This review summarizes our recent studies of Са2+-induced depolarization in individual mitochondria isolated from rat forebrain and immobilized to coverslips. Fluorescence imaging techniques and potentiometric fluorescent dyes were effectively used to study m changes. The data have shown that Ca2+ triggers m oscillations in brain mitochondria followed by a complete depolarization. Further investigation of this phenomenon led us to suggest that Са2+-induced m oscillations can represent an intermediate unstable state that may lead to irreversible mitochondrial dysfunction. Therefore, further study of this phenomenon would help to understand what causes the irreversible damage of mitochondria during cytosolic/mitochondrial Са2+ overload. Here we discuss the effects of different modulators of the mitochondrial permeability transition pore on Ca2+-induced depolarization in brain mitochondria and in liver mitochondria, where the mechanism of Ca2+-depolarization is better understood. A comparison of these effects in brain and liver mitochondria led us to conclude that Ca2+ can induce reversible low conductanc permeability transition in brain mitochondria, the phenomenon which requires a transient conformational change of the adenine nucleotide translocator from a specific transporter to a non-specific pore.

  • ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ СТРУКТУР ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ И ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ ДЕПО В ФОРМИРОВАНИИ КАЛЬЦИЕВЫХ СИГНАЛОВ В ПЕРВИЧНЫХ СЕНСОРНЫХ НЕЙРОНАХ

    КОСТЮК Е.П., КОСТЮК П.Г., СТЕПАНОВА И.В. — 2007 г.

    Методом двухволновой микрофлуориметрии исследовано взаимное участие различных кальций-регулирующих механизмов в формировании внутриклеточных кальциевых сигналов в первичных сенсорных нейронах крыс. Показано, что наиболее мощным внутриклеточным механизмом, участвующим в кальциевом обмене у исследованных нейронов, являются митохондрии. Эти органеллы участвуют в модуляции кальциевых сигналов, вызванных как входом Ca2+ из внеклеточной среды, так и высвобождением ионов из депо эндоплазматического ретикулума (ЭР). Анализ кальциевого обмена при разных источниках повышения концентрации Ca2+ в цитозоле показал достоверные различия в эффективности обмена ионов, поступающих в цитозоль из внеклеточной среды и ионов, высвобождающихся из депо ЭР. Опустошение ЭР при активации рианодин-чувствительных или инозитолтрифосфат- (InsP3-) чувствительных рецепторов, а также при блокировании обратного захвата Ca2+ из цитозоля путем ингибирования АТР-аз, приводило к возникновению депо-активируемого входа Ca2+ из внеклеточной среды в цитозоль нейронов. Кинетические характеристики фазы нарастания таких депо-активируемых кальциевых сигналов зависели от способа опустошения ЭР, что позволило выдвинуть предположение о различиях в механизмах активации исследованных сигналов. Блокирование унипортера митохондрий на фоне активации депо-зависимых кальциевых сигналов приводило к ускорению возврата внутриклеточной концентрации Ca2+ до первоначального базового уровня. По-видимому, этот феномен связан с ускоренной инактивацией депо-активируемых кальциевых сигналов при угнетении захвата Ca2+ митохондриями.

  • ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАЛАНТАМИНА С ИОННЫМИ КАНАЛАМИ НЕЙРОНОВ МОЛЛЮСКА

    БУКАНОВА Ю.В., МАРЧЕНКО Е.В., СКРЕБИЦКИЙ В.Г., СОЛНЦЕВА Е.И. — 2007 г.

    Галантамин сегодня широко используется в терапии болезни Альцгеймера. Считается, что механизмы его терапевтического действия связаны с ингибированием ацетилхолинэстеразы (АХЭ) и потенциацией никотиновых рецепторов. Однако обсуждаются и другие молекулярные мишени галантамина, в том числе и потенциал-активируемые Ca2+- и K+-каналы нейрональной мембраны. Используя нейроны моллюска в качестве модели и методику двухмикроэлектродной фиксации потенциала, мы изучали влияние галантамина на высокопороговый Ca2+-ток (IСа) и высокопороговый K+-ток трех типов: Ca2+-зависимый K+-ток (IС), K+-ток задержанного выпрямления (IDR) и K+-ток с быстрой инактивацией (IАdepol). Показано, что галантамин быстро, обратимо и дозозависимо уменьшает высокопороговые ионные токи всех четырех типов. Максимальный эффект галантамина для ICa, IС и IDR составлял 100%, а для IAdepol – 60%. Значения IC50 для IС, IDR, IAdepol и ICa в среднем равнялись: 109, 237, 66 и 515 мкМ соответственно. Эти величины существенно превышают уже известные значения IC50 для эффектов ингибирования галантамином АХЭ и потенциации никотиновых рецепторов. В связи с этим вряд ли можно считать, что блокада Ca2+- и K+-каналов вносит существенный вклад в терапевтический эффект галантамина.

  • ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ НА МНОЖЕСТВЕННУЮ ЛЕКАРСТВЕННУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ КЛЕТОК РАКА ГОРТАНИ ЧЕЛОВЕКА НЕР-2

    ЕМЕЛЬЯНОВ М.О., КИМ Ю.А., КОРЫСТОВ Ю.Н., КОРЫСТОВА А.Ф., КУБЛИК Л.Н., КУДРЯВЦЕВ А.А., ЛЕВИТМАН М.Х., ШАПОШНИКОВА В.В. — 2007 г.

    Исследовали влияние ионизирующей радиации на множественную лекарственную устойчивость клеток НЕр-2. Множественную лекарственную устойчивость определяли по увеличению чувствительности клеток к даунорубицину, таксолу и винкристину под действием ингибиторов множественной лекарственной устойчивости циклоспорина А и авермектина В1, а также по подавлению циклоспорином А транспорта родамина 123 из клеток. Показано, что через 8 и 16 ч после облучения в дозе до 4 Гр множественная лекарственная устойчивость клеток увеличивается, а через 24 ч возвращается к контрольному уровню. Максимальный эффект наблюдается через 16 ч после облучения в дозе 1 Гр. Увеличивается как скорость транспорта родамина 123 из клеток, так и их устойчивость к винкристину. Эффект облучения на множественную лекарственную устойчивость клеток НЕр-2 зависит от плотности клеток на подложке и достигает максимума при плотности 80–100 тысяч на см2. Предполагается, что зависимость множественной лекарственной устойчивости клеток НЕр-2 от дозы облучения и плотности клеток может быть обусловлена изменением количества активных форм кислорода в клетках.

  • ВЛИЯНИЕ КИСЛОРОДА НА ТЕЛОМЕРИЗОВАННЫЕ КЛЕТКИ РАЗНОГО ТИПА, ПОЛУЧЕННЫЕ ОТ ОДНОГО ДОНОРА

    ВИШНЯКОВА Х.С., ДАШИНИМАЕВ Э.Б., ЕГОРОВ Е.Е., МОЛДАВЕР М.В., ЧУМАКОВ П.М. — 2007 г.

    Из материала, полученного от одного донора, выделены три первичные культуры клеток: фибробласты кожи (ФК), клетки волосяного сосочка (ВС) и мезенхимальные стромальные клетки из липоаспирата (ЛА). С помощью высокоэффективного (лентивирусного) введения гена каталитического компонента теломеразы человека (hTERT) получены штаммы иммортализованных клеток (ФК-hTERT, ВС-hTERT и ЛА-hTERT). Все опыты проводили в атмосфере пониженного содержания кислорода (3%). Перенос теломеризованных клеток в обычные условия (21% кислорода) приводил к замедлению их роста через разные промежутки времени (от 18 до 40 дней). Клетки ФК-hTERT и ВС-hTERT преодолевали это замедление, и через 30–45 дней скорость их роста восстанавливалась и становилась такой же, как и в условиях 3% кислорода. Клетки ЛА-hTERT были не в состоянии восстановить пролиферацию и после нескольких удвоений популяции прекращали размножаться. При изучении колониеобразования выяснилось, что теломеризованные клетки крайне гетерогенны. При редком посеве (примерно три клетки на 1 см2) клетки за 7 дней совершали от 0 до 9 делений. При этом, если средняя скорость роста ФК-hTERT практически не изменялась, то скорость роста клеток ВС-hTERT и ЛА-hTERT заметно ускорялась по сравнению с массовой культурой. Перенос в условия 21% кислорода снижал колониеобразование теломеризованных клеток. Общее количество выросших клеток ФК-hTERT и ВС-hTERT уменьшалось примерно в 3 раза, а ЛА-hTERT – в 6 раз. Исходные клетки (кроме ЛА) хуже теломеризованных переносили переход в атмосферу 21% кислорода. Общее количество клеток всех трех штаммов уменьшалось в 6–7 раз. Обсуждаются возможные причины неспособности клеток ЛА-hTERT адаптироваться к условиям атмосферного кислорода.

  • ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕНИЯ АКТИВНОСТИ ГЕНА/БЕЛКА ОПУХОЛЕВОГО СУПРЕССОРА PTEN НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ МАЛИГНИЗИРОВАННЫХ КЛЕТОК К ХИМИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИМ ПРЕПАРАТАМ

    РЫБАЛКИНА Е.Ю., СТАВРОВСКАЯ А.А., СТРОМСКАЯ Т.П., ЩЕРБАКОВА Е.А. — 2007 г.

    Исследовали влияние антионкогена PTEN на чувствительность опухолевых клеток к цитостатикам. В результате стабильной трансфекции фибробластов крысы, содержащих активированный онкоген ras (N-rasAsp12), генетической конструкцией, несущей полноразмерный ген PTEN, получен клон клеток, в которых повышена экспрессия гена PTEN. Показано, что экспрессия экзогенного гена PTEN сообщает клеткам ряд признаков нормализации. Изучено влияние транзиторной трансфекции клеток геном PTEN на их чувствительность к двум цитостатикам (колхицину и адриабластину) c разными внутриклеточными мишенями и различным механизмом действия. Использовали линии опухолевых клеток разного гистогенеза и видовой принадлежности, различающиеся по чувствительности к противоопухолевым препаратам (родительские и полученные из них устойчивые за счет гиперэкспрессии Р-гликопротеина варианты). Введение гена PTEN замедляло размножение клеток всех линий, что свидетельствует в пользу активности трансгена, не влияло на чувствительность родительских линий клеток к лекарственным средствам, но изменяло чувствительность некоторых лекарственно-устойчивых сублиний. Обнаружено, что чувствительность этих клеток к цитостатикам может как повышаться, так и понижаться. Влияние гиперэкспрессии гена PTEN на чувствительность клеток к цитостатикам зависит как от механизма действия этих веществ, так и от клеток, в которые введен трансген. Наши данные позволяют полагать, что в исследованных нами устойчивых клетках активируются молекулярные механизмы, в которые вовлечен PTEN.

  • ВЛИЯНИЕ РН НА СТРУКТУРУ И ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ПОРИНА ИЗ НАРУЖНОЙ МЕМБРАНЫ YERSINIA PSEUDOTUBERCULOSIS. 1. ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗНАЧИМЫЕ КОНФОРМАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ ИЕРСИНИНА

    ВОСТРИКОВА О.П., ЕМЕЛЬЯНЕНКО В.И., КИМ Н.Ю., КУЗНЕЦОВА С.М., ЛИХАЦКАЯ Г.Н., НОВИКОВА О.Д., СОЛОВЬЕВА Т.Ф., ХОМЕНКО В.А. — 2007 г.

    C помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (SDS), сканирующей микрокалориметрии, оптической спектроскопии и техники бислойных липидных мембран (БЛМ) изучены изменения структуры и функциональной активности порина из наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis (иерсинина) в интервале значений рН от 8.0 до 2.0. Обнаружено, что в этом диапазоне значений рН изменение пространственной структуры иерсинина происходит в два этапа. На первом этапе рН-титрования (рН 8.0–4.5) порин претерпевает ряд конформационных переходов без нарушения тримерной структуры молекулы. На втором этапе при низких значениях рН (от 4.0 до 2.0) структурная реорганизация белка приводит к диссоциации тримеров порина на мономеры. Полного разворачивания полипептидной цепи порина не происходит даже при низких значениях рН: конформационный интермедиат белка при рН 2.0 сохраняет до 50% регулярной вторичной структуры. Анализ флуктуаций тока в БЛМ показал, что проводимость пор иерсинина в слабокислой среде уменьшается на порядок. Наиболее резкое уменьшение проводимости модельной мембраны в присутствии порина отмечено при рН 5.8, при рН 5.0 наблюдается переход канала в “закрытое состояние”. Предполагается, что изменение порообразующей активности иерсинина в данном узком диапазоне значений рН предшествует запуску традиционного механизма адаптации бактерий к изменению внешних условий, связанного с регуляцией биосинтеза неспецифических поринов. Взаимосвязь между изменениями в структуре и порообразующих свойствах иерсинина может служить еще одним экспериментальным доказательством конформационной и функциональной пластичности поринов.

  • ВЛИЯНИЕ РН НА СТРУКТУРУ И ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ПОРИНА ИЗ НАРУЖНОЙ МЕМБРАНЫ YERSINIA PSEUDOTUBERCULOSIS. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА РН-ИНДУЦИРОВАННЫХ КОНФОРМАЦИОННЫХ ИНТЕРМЕДИАТОВ ИЕРСИНИНА

    ЕМЕЛЬЯНЕНКО В.И., КИМ Н.Ю., ЛИХАЦКАЯ Г.Н., ЛУКЬЯНОВ П.А., НОВИКОВА О.Д., СОЛОВЬЕВА Т.Ф. — 2007 г.

    Методами флуоресцентной спектроскопии, кругового дихроизма (КД) и спектроскопии флуоресцентных зондов охарактеризованы рН-индуцированные интермедиаты Omp F-подобного порина из наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis (иерсинина). Конформационные превращения иерсинина под действием рН могут быть описаны трехступенчатой моделью: 1) разрушение ассоциатов порина с образованием тримеров белка; 2) независимые изменения в отдельных структурных доменах порина с последующей диссоциацией тримера на мономеры; 3) образование двух форм мономерных интермедиатов порина с разрыхленной структурой. Предполагается, что одна из мономерных форм (при рН 3.0) соответствует состоянию белка, подобному расплавленной глобуле, а вторая представляет собой частично денатурированный мономер порина, в котором сохраняется только 50% регулярной вторичной структуры. С использованием теоретической модели пространственной структуры иерсинина обсуждается возможный механизм разрушения структуры -барреля порина под действием рН.

  • ВЛИЯНИЕ ХОЛЕСТЕРИНА НА ПОЛЯРНЫЕ ГРУППЫ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ: ИССЛЕДОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ЗОНДА 4-ДИМЕТИЛАМИНОХАЛКОНА

    ГУЛАРЯН С.К., ДОБРЕЦОВ Г.Е., МЕРОЛА Ф., СВЕТЛИЧНЫЙ В.Ю., СЫРЕЙЩИКОВА Т.И. — 2007 г.

    Параметры флуоресценции зонда 4-диметиламинохалкона (ДМХ) в бислойной мембране из яичного фосфатидилхолина чрезвычайно чувствительны к присутствию холестерина. Причина состоит в том, что холестерин влияет на свойства сольватной оболочки молекул ДМХ, образованной молекулами липида в мембране. Популяция молекул ДМХ в мембране гетерогенна и может быть представлена как две различающиеся популяции. Первая популяция включает около 60% молекул ДМХ. Эти молекулы флуоресцируют в области 485 нм с коротким временем затухания (0.3 нс), и присутствие 30 мол. % холестерина почти не влияет на свойства их сольватной оболочки. Вторая популяция молекул ДМХ отвечает более чем за половину всей излучаемой флуоресценции. Переориентация диполей сольватной оболочки этих молекул вызывает большой стоксов сдвиг спектра флуоресценции, который составляет 50 нм (от 485 до 535 нм) в отсутствие холестерина. Присутствие холестерина снижает влияние релаксационных процессов в этой оболочке на сдвиг спектра флуоресценции ДМХ, который при 30 мол. % холестерина составляет лишь 22 нм. Одновременно холестерин уменьшает процессы тушения флуоресценции второй популяции ДМХ, поскольку квантовый выход флуоресценции этих молекул возрастает в 2 раза. Переориентация диполей сольватной оболочки, вызывающая стоксов сдвиг, происходит менее чем за 0.1 нс. Возможно, этими быстро релаксирующими диполями являются молекулы воды, проникающие в бислой. Полученные результаты показывают, что холестерин изменяет не весь бислой, так что в мембране остаются области, не затронутые влиянием холестерина, даже когда число его молекул достигает трети от общего липида.

  • ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ ВЕЗИКУЛЯРНЫЙ ТРАНСПОРТ В КЛЕТКАХ ПЕЧЕНИ И МНОЖЕСТВЕННАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

    ПУПЫШЕВ А.Б. — 2007 г.

    Рассмотрены пути везикулярного транспорта, участвующие в формировании множественной лекарственной устойчивости в клетках печени. Показано, что кислый клеточный компартмент может изолировать существенную часть клеточного пула катионных цитотоксических препаратов и устранять их из взаимодействия с субклеточными мишенями. Обособление препаратов в лизосомах зависит от аккумулирующей способности кислого компартмента, которая может возрастать при формировании множественной лекарственной устойчивости клеток. Внутриклеточный транспорт гепатобилиарных белков семейства АВС, переносчиков лекарственных средств, происходит в направлении – аппарат Гольджи – субапикальные везикулы – канальцевые мембраны гепатоцитов. Канальцевые переносчики, осуществляющие выведение лекарственных средств в желчь, подвергаются интернализации в субапикальный везикулярный компартмент и возвращаются на клеточную поверхность. Интернализация переносчиков тесно связана с формированием холестаза. Субапикальные везикулы рассматриваются как резервный пул белков семейства ABC, который обладает способностью к самостоятельному накоплению цитотоксинов благодаря сохранению функциональной активности белков-переносчиков. Внутриклеточное содержание белков семейства ABC сопоставимо с содержанием в канальцевых мембранах, их доставка в канальцевые мембраны стимулируется cАМP, таурохолевой, урсодезоксихолевой, тауроурсодезоксихолевой кислотой, силимарином и подвержена регуляции с участием Ca2+-и протеинкиназа-С-зависимого механизма. Обратный процесс интернализации активируется при холестазе, вызываемом эндотоксином, тауролитхолевой кислотой, перевязкой желчного протока, под действием окислительного стресса. Рециклирование канальцевых белков-переносчиков семейства АВС рассматривается как реакция быстрого реагирования на внешние воздействия.

  • ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ ТРАНСПОРТ ВИРУСА ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА

    БУКРИНСКАЯ А.Г., БУКРИНСКИЙ М.И. — 2007 г.

    После проникновения в клетку геном-содержащие структуры вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) транслоцируются от плазматической мембраны в клеточное ядро, где происходит ключевое событие инфекции – интеграция вирусного генома в клеточные хромосомы. После экспрессии генома вирусные структуры перемещаются в противоположном направлении, от ядра к плазматической мембране, месту сборки и почкования вируса. Для внутриклеточной транслокации вирус использует транспортные механизмы клетки-хозяина, которые эффективно контролируются как вирусными, так и клеточными белками. Клеточные белки действуют в тесном взаимодействии с вирусными структурами, распознавая их и способствуя экспрессии заложенных в них транспортных сигналов. В этом обзоре описаны функции одного из основных регуляторов транслокации – вирусного матриксного белка, обладающего как мембранотропным, так и нуклеофильным сигналами и регулирующего внутриклеточный транспорт вируса на всем протяжении его жизненного цикла. Приведена собственная концепция существования двух форм матриксного белка с разными функциями. Изучение механизма внутриклеточного транспорта вирусных структур позволит более детально охарактеризовать транспортную машину клетки и выявить мишени для конструирования новых анти-ВИЧ препаратов.

  • ВЫЗВАННЫЙ ESCHERICHIA COLI ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ВЗРЫВ У НЕЙТРОФИЛОВ ЧЕЛОВЕКА, ПРАЙМИРОВАННЫХ РАЗНЫМИ ЛИПОПОЛИСАХАРИДАМИ

    АВХАЧЕВА Н.В., ГРАЧЕВ С.В., ЗОЛОТУЩЕНКО Е.В., ПРОХОРЕНКО И.Р., САФРОНОВА В.Г., ТАРАСЕВИЧ Н.Ю. — 2007 г.

    При грамотрицательном сепсисе возникает опасность развития эндотоксинового шока, вызываемого попаданием свободных эндотоксинов в кровь. Фундаментальной и клинической проблемой является поиск антагонистов, способных блокировать токсические эффекты эндотоксинов. Ведущую роль в защите организма от патогенов играют нейтрофилы. В экспериментах in vitro нами исследовано влияние праймирования нейтрофилов эндотоксином из Escherichia coli (LPSE.coli) и нетоксичным, блокирующим эффекты эндотоксинов, липополисахаридом из Rhodobacter capsulatus (LPSRb.caps.) на дыхательный взрыв, активированный бактериями E. coli K-12, опсонизированными аутологичной сывороткой. Предварительная инкубация нейтрофилов с каждым из липополисахаридов в разной степени усиливала продукцию активных форм кислорода (АФК) в ответ на добавление бактерий. Инкубация клеток последовательно сначала с LPSRb.caps., а затем с LPSE.coli практически отменяла эффекты каждого из них. Эти результаты указывают на потенциальную возможность использования LPSRb.caps. для предупреждения эффектов эндотоксинов.