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»

  • ВЛИЯНИЕ СТРЕССОВЫХ УСЛОВИЙ КРИОКОНСЕРВИРОВАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТНЫЙ МАРКЕР CD44 ЭРИТРОЦИТОВ

    БАБИЙЧУК Л.А., ЗЕМЛЯНСКИХ Н.Г. — 2014 г.

    Изучение изменений поверхностных маркерных структур под действием стрессов, сопряженных, в частности, с криоконсервированием, может быть важным для понимания механизмов, ответственных за стабилизацию или повреждение клеток в экстремальных условиях. Цель представленной работы состояла в определении изменений параметров распределения маркера СD44 в эритроцитах, экспонированных в средах эндо- и экзоцеллюлярного криопротекторов (глицерин и ПЭГ-1500), а также в оценке влияния процессов замораживания-отогрева и отмывки клеток от криопротектора на данный маркер. Криопротекторы глицерин (2 М (18.5%)) и ПЭГ-1500 (0.133 М (20%)) только при пролонгированной экспозиции (20 ч) вызывали изменения в мембрано-цитоскелетном комплексе эритроцитов и сопровождались снижением количества СD44-позитивных клеток. Глицерин вызывал в эритроцитах небольшое, но значимое снижение экспрессии СD44, что не наблюдали в присутствии ПЭГ-1500. После кратковременной экспозиции размороженных эритроцитов при физиологической температуре существенно снижалась экспрессия маркера и количество СD44-позитивных клеток. В криоконсервированных эритроцитах эти изменения были в большей степени выражены в присутствии ПЭГ-1500, чем глицерина. Различия во времени обнаружения изменений параметров распределения CD44 в криоконвервированных эритроцитах и в эритроцитах, экспонированных в растворах криопротекторов, указывают на принципиальные отличия в причинах, их вызвавших. Удаление криопротекторов, сопровождаемое потерей части клеток в процессе отмывки, приводило к восстановлению характеристик распределения СD44 в суспензии криоконсервированных эритроцитов. При гипотермическом хранении размороженных эритроцитов в присутствии криопротекторов выявленные тенденции в целом сохранялись. При гипотермическом хранении размороженных и отмытых от криопротекторов эритроцитов параметры СD44 не отличались от контрольных значений. Полученные результаты указывают на то, что эти изменения охватывают только часть клеток в суспензии и ассоциируются с нестабильностью популяции эритроцитов с измененными характеристиками СD44.

  • ВЛИЯНИЕ ХОЛОДОВОГО ШОКА НА ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МИТОХОНДРИЙ ЗАКАЛЕННЫХ И НЕЗАКАЛЕННЫХ ПРОРОСТКОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

    БОРОВИК О.А., ВОЙНИКОВ В.К., ГРАБЕЛЬНЫХ О.И., КИРИЧЕНКО К.А., КОРОЛЕВА Н.А., ЛЮБУШКИНА И.В., ПАВЛОВСКАЯ Н.С., ПОБЕЖИМОВА Т.П. — 2014 г.

    Проведен анализ жирнокислотного состава митохондрий и их функционального состояния. Определено содержание активных форм кислорода (АФК) и продуктов перекисного окисления липидов, а также окислительной и фосфорилирующей активности, проницаемости наружной мембраны для экзогенного цитохрома с, содержания дегидринов, альтернативной оксидазы (АО) и разобщающих белков (UCP) в незакаленных и закаленных при 2°С в течение 7 сут (1 этап) и 2°С в течение 7 сут и –2°С в течение 2 сут (2 этапа) проростках озимой пшеницы Triticum aestivum L. после действия на проростки отрицательной температуры –8°С (6 ч). Показано, что холодовое закаливание эффективно повышает морозоустойчивость проростков и сопровождается синтезом дегидринов в побегах и в изолированных из них митохондриях. Установлено, что функциональная активность митохондрий при холодовом шоке зависит от содержания АФК и определяется составом жирных кислот, среди которых важную роль для сохранения активности митохондрий играет -линоленовая кислота. Выявлено, что на первом этапе холодового закаливания в митохондриях повышается содержание АО и UCP1/2, которые, вероятно, участвуют в поддержании необходимого про/антиоксидантного статуса клеток. Обсуждается важная роль -линоленовой кислоты, дегидринов, АО и UCP в механизмах холодо- и морозоустойчивости растений, связанная с сохранением целостности митохондриальных мембран и функциональной активности органелл.

  • ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ ВЯЗКОСТЬ: МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И РОЛЬ В МЕТАБОЛИЗМЕ

    ПУЧКОВ Е.О. — 2014 г.

    Обзор посвящен исследованиям внутриклеточной вязкости. Дана краткая характеристика методов интегральной оценки этого показателя на уровне популяций и в индивидуальных клетках. Приведены примеры измерений вязкости цитоплазмы и некоторых органелл у разных видов клеток. Описаны результаты основных исследований in vitro и in vivo, направленных на выяснение роли вязкости в метаболизме.

  • ДВА ВОЗМОЖНЫХ ПОДХОДА К КОЛИЧЕСТВЕННОМУ АНАЛИЗУ ДИАГРАММ СЖАТИЯ ЛИПИДНОГО МОНОСЛОЯ

    ЕРМАКОВ Ю.А., МОЛОТКОВСКИЙ Р.Ю. — 2014 г.

    Измеренные в (Ermakov et al., 2010) зависимости латерального давления и Вольта-потенциала от площади монослоя липидов (РА-диаграмма) димиристоилфосфатидилсерина (DMPS) анализируются в рамках двух подходов: модели липидных кластеров, предложенной в работах (Ruckenstein and Li, 1996, 1998) и механистического подхода. Показано, что оба подхода – использующие макроскопическое и микроскопическое описания монослоя – хорошо согласуются и описывают диаграммы сжатия в области низких и высоких давлений (больших и малых площадей). Найдены аналитические выражения для асимптотических приближений модели кластеров. Для количественного анализа и определения параметров экспериментальных кривых предлагается вычислять произведение давления и площади (которую можно интерпретировать как энергию сжатия монослоя) и откладывать его так же, как и измеренные в опыте значения Вольта-потенциала, в зависимости от латерального давления. Модуль сжатия был найден в области “жидкого состояния” монослоя и был использован для описания формы экспериментальных кривых. Этот параметр хорошо описывает форму диаграмм сжатия и изменение Вольта-потенциала в предположении, что изменение межфазного потенциала пропорционально изменению энергии сжатого монослоя.

  • ДЕЙСТВИЕ ГИДРОЛИЗУЕМОГО ТАНИНА НА НАТИВНЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ

    АБДУЛЛАДЖАНОВА Н.Г., БОРИСОВА М.П., КАТАЕВ А.А., МАВЛЯНОВ С.М. — 2014 г.

    Изучено действие гидролизуемого танина на плазматическую мембрану гигантской клетки водоросли Chara corallina и на искусственную бислойную липидную мембрану (БЛМ). Обнаружено дозозависимое блокирование хлорных каналов танином в мембране водоросли. Показано, что в присутствии гидролизуемого танина в БЛМ возникают скачки тока, которые свидетельствуют об образовании ионных каналов. Наличие холестерина в составе БЛМ увеличивает время жизни канала в открытом состоянии. Каналы имеют анионную селективность. Полученные результаты свидетельствуют о том, что гидролизуемые танины являются мембраноактивными веществами, которые образуют в клеточной мембране анионные каналы.

  • ДЕЙСТВИЕ МЕЛАТОНИНА НА СТРЕСС-ИНДУЦИРОВАННОЕ ОТКРЫТИЕ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПОРЫ В МИТОХОНДРИЯХ МОЗГА КРЫС ПРИ СТАРЕНИИ

    АЗАРАШВИЛИ Т.С., БАБУРИНА Ю.Л., КРЕСТИНИНА О.В. — 2014 г.

    Окислительный стресс является важным фактором, воздействующим на различные органы при старении. Митохондрии считаются источником эндогенных оксидантов, концентрация которых может поддерживаться на низком уровне благодаря антиоксидантным ферментам. В настоящее время считается, что процессы старения тесно связаны с митохондриальной дисфункцией, одной из причин которой может быть повышение чувствительности митохондрий к активации открытия неспецифической поры (mitochondrial permeability transition pore, мРТР) во внутренней мембране митохондрий. В настоящее время широко изучается влияние природного антиоксиданта мелатонина, содержание которого в организме снижается при старении. В настоящей работе исследовали влияние мелатонина на характеристики стресс-индуцированной неселективной поры митохондрий, изолированных из крыс (старых и молодых), подверженных хронической обработке мелатонином путем орального введения. Окислительный стресс индуцировали, используя 1 и 100 мкМ гидропероксида кумола. Было обнаружено, что хроническое введение мелатонина способствовало замедлению индукции неспецифической поры в митохондриях, изолированных из старых крыс, обработанных мелатонином. При исследовании влияния гидропероксида кумола на набухание митохондрий крыс, обработанных мелатонином, было выявлено, что мелатонин способен предотвращать набухание митохондрий, стимулированное гидропероксидом кумола.

  • ИДЕНТИФИКАЦИЯ К+-КАНАЛОВ TREK-2 В МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА

    КОЛЕСНИКОВ С.С., КОТОВА П.Д., РОГАЧЕВСКАЯ О.А., СЫСОЕВА В.Ю., ТАРАСОВ М.В. — 2014 г.

    Ионные каналы, функционирующие в мезенхимальных стромальных клетках (МСК), могут играть существенную роль в поддержании их плюрипотентности и инициации процессов пролиферации и дифференцировки. Между тем механизмы электрогенеза в МСК изучены недостаточно, мало что известно о спектре и свойствах ионных каналов, активных в покое и активирующихся при стимуляции МСК. Используя элетрофизиологические подходы и ингибиторный анализ, нами исследовались ионные каналы, функционирующие в МСК и, в частности, каналы, активные в покое. В попытке оценить вклад хлорных каналов в потенциал покоя МСК использован широкий набор ингибиторов анионного транспорта, в том числе нифлумовая кислота (NFA). В большинстве случаев NFA вызывала гиперполяризацию МСК, что сопровождалось увеличением интегральной проводимости. Этот эффект, отсутствующий в условиях диализа клеток раствором CsCl, не мог быть обусловлен блокадой хлорных каналов. Полученные данные свидетельствовали о том, что основной мишенью NFA были не хлорные каналы, а K+-каналы, которые стимулировались этим агентом. NFA-стимулируемый К+-ток блокировался дилтиаземом и потенцировался при добавлении ионов меди во внеклеточный раствор и при закислении последнего. В своей совокупности полученные данные свидетельствуют о том, что основной мишенью NFA в МСК являются K+-каналы типа TREK-2. Результаты регистрация электрической активности более 100 индивидуальных МСК позволяют предположить, что практически в каждой клетке K+-каналы TREK-2 должны быть функциональны.

  • ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОЛОГИИ И СТРУКТУРЫ ЦИТОПЛАЗМЫ НЕЙРОНА В ОТВЕТ НА ДЕЙСТВИЕ ГЛУТАМАТА И ИЗМЕНЕНИЕ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ

    БИБИНЕЙШВИЛИ Е.З., ГОРБАЧЕВА Л.Р., МАКСИМОВ Г.В., САВИКОВА И.Г., ЮСИПОВИЧ А.И. — 2014 г.

    С помощью лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ) установлено, что действие глутамата сопровождается увеличением диаметра тела и отростка нейрона (34 и 53% соответственно), а тромбина – их уменьшением (27 и 17% соответственно) и структурными перестройками в аксоне. При последовательном воздействии на нейроны тромбина и глутамата (с интервалом 5 мин) диаметр тела, отростка и структура аксона не менялись. Изменение состава плазматической мембраны может различным образом отражаться на структуре цитоплазмы тела и аксона. Экстракция холестерина из плазматической мембраны вызывает уменьшение показателя преломления цитоплазмы тела и отростка нейрона, а встраивание лизолипидов увеличивает показатель преломления цитоплазмы тела и уменьшает показатель преломления цитоплазмы отростков.

  • ИЗОПРЕНОИДНЫЕ ЦЕПИ ЛИПИДОВ ПОВЫШАЮТ УСТОЙЧИВОСТЬ МЕМБРАН К ФОРМИРОВАНИЮ СКВОЗНЫХ ПОР

    АКИМОВ С.А., БАТИЩЕВ О.В., ПАНОВ П.В. — 2014 г.

    Исследован процесс электропорации бислойных липидных мембран из дифитаноилфосфатидилхолина (ДФФХ) – липида, в котором полярная часть, характерная для липидов эукариотических клеток, сочетается с разветвленными изопреноидными цепями, формирующими гидрофобные “хвосты” липидов архей. Из экспериментальной зависимости среднего времени жизни мембраны от величины приложенной разности потенциалов оценены линейное натяжение кромки поры в липидных бислоях из дифитаноилфосфатитидилхолина, а также коэффициент диффузии пор в пространстве радиусов. Они составили 5.5 ± 0.2 пН и (6 ± 2) ? 10-19 м2 соответственно. Сравнение этих величин со значениями, характерными для липидов эукариотических клеток, говорит о том, что критический радиус пор, приводящих к необратимому электрическому пробою липидного бислоя из ДФФХ, меньше, чем у мембран из обычных фосфатидилхолинов, но при этом меньше и вероятность возникновения и роста радиуса проводящего дефекта. По-видимому, эти эффекты могут объясняться высокой гидрофобностью разветвленных изопреноидных цепей данного липида.

  • ИССЛЕДОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В ФОТОСИСТЕМЕ 1 ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДОНОРОВ ЭЛЕКТРОНОВ ДЛЯ ЭТОЙ ФОТОСИСТЕМЫ В ЦЕЛЫХ ТИЛАКОИДАХ

    БОРИСОВА-МУБАРАКШИНА М.М., ВЕТОШКИНА Д.В., ИВАНОВ Б.Н., КОЗУЛЕВА М.А., ПЕТРОВА А.А. — 2014 г.

    Изучено поглощение кислорода на свету в суспензии изолированных тилакоидов гороха при ингибировании переноса электронов от фотосистемы 2 диуроном и подаче электронов к фотосистеме 1 с помощью искусственных доноров в присутствии аскорбата. Проанализировано влияние аскорбата и природы доноров на процесс восстановления молекул О2 компонентами акцепторной части фотосистемы 1. Показано, что при изучении этого процесса ДХФИФ не может использоваться в качестве донора для фотосистемы 1. ТМФД как такой донор, по-видимому, не влияет непосредственно на реакцию восстановления молекул О2, поскольку при увеличении его концентрации скорость поглощения кислорода не увеличивалась. В экспериментах с использованием ТМФД повышение интенсивности действующего света приводило к возрастанию скорости поглощения кислорода, что было интерпретировано как следствие увеличения кажущейся константы скорости реакции восстановления молекул О2 компонентами акцепторной части фотосистемы 1 в этих условиях.

  • ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ РАФТОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАНАХ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ

    БОЗДАГАНЯН М.Е., ШАЙТАН К.В. — 2014 г.

    Формирование рафтов было исследовано с использованием метода молекулярной динамики. Модельные мембраны состояли из липидов трех типов: холестерина (ХОЛ), D-эритро-п-пальмитоил-сфингомиелина (СМ) и 1-пальмитоил-2-олеоил-sn-глицеро-3-фосфатидилхолина (ПОФХ). В первой моделируемой системе была создана область, обогащенная СМ и ХОЛ, которая, как показано, с течением времени становится толще, чем ПОФХ-содержащая мембрана, а также переходит из фазы Ld в Lo. Во второй моделируемой системе – кубической ячейке с водой и СМ, ХОЛ и ПОФХ – сформировался бислой без рафта, где все липиды оказались в Lo-фазе. В третьей системе – случайно расположенные липиды в бислое – наблюдали образование рафта в мембране общей площадью 72 нм2 с повышенным содержанием молекул СМ и ХОЛ по сравнению с остальной мембраной.

  • КАЛЬЦИЙ-НЕЗАВИСИМАЯ РАЗОБЩАЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ ПАЛЬМИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МИТОХОНДРИЯХ ПЕЧЕНИ РЕГУЛИРУЕТСЯ ПОТОКАМИ ИОНОВ, ВЫЗЫВАЮЩИМИ ВЗАИМОПРЕВРАЩЕНИЯ И НА ВНУТРЕННЕЙ МЕМБРАНЕ

    АДАКЕЕВА С.И., ДУБИНИН М.В., МАРЧИК Е.И., РЫБАКОВА С.Р., САМАРЦЕВ В.Н. — 2014 г.

    В опытах на митохондриях печени, энергизованных путем окисления сукцината, исследовано влияние потоков ионов через внутреннюю мембрану на кальций-независимое разобщающее действие пальмитиновой кислоты. В качестве индукторов потоков ионов использовали К+/Н+ антипортер нигерицин, вызывающий превращение на внутренней мембране в разность электрических потенциалов ( ); тетрафенилфосфоний (ТРР+), свободно пересекающий фосфолипидные мембраны; протонофор карбонилцианид-4-трифторметоксифенилгидразон (FCCP), индуцирующий поток Н+ из межмембранного пространства в матрикс и снижающий и . Установлено, что нигерицин в концентрации 20 нМ частично подавляет способность пальмитиновой кислоты снижать и стимулировать дыхание митохондрий. Специфический ингибитор ADP/АТР-антипортера (карбоксиатрактилат) и субстрат аспартат/глутаматного антипортера (глутамат) в присутствии пальмитиновой кислоты увеличивают и частично ингибируют дыхание митохондрий. При этих условиях 10 мкМ циклоспорин А также ингибирует дыхание, но не влияет на . Разобщающая активность пальмитиновой кислоты оценивалась количественно по увеличению скорости дыхания митохондрий, вызванное жирной кислотой, отнесенному к ее концентрации (удельная разобщающая активность, VU); кроме того, оценивались три составляющие VU: чувствительная к карбоксиатрактилату (VCatr), чувствительная к глутамату (VGlu) и чувствительная к циклоспорину А (VCsA). Показано, что нигерицин существенно уменьшает VU, VCatr и VGlu, но увеличивает VCsA. ТРР+ в концентрации 20 мкМ увеличивает VU и VGlu, не влияет на VCatr и уменьшает VCsA. FCCP в концентрациях 20 и 40 нМ, снижая не более чем на 17%, не влияет на VU, VCatr, VGlu и VCsA. На основании результатов мы предполагаем, что кальций-независимое разобщающее действие пальмитиновой кислоты в митохондриях печени обусловлено, помимо возвращения протонов в матрикс при участии ADP/АТР- и аспартат/глутаматного антипортеров, еще и активацией циклоспорин А-чувствительного транспорта электронов по дыхательной цепи без снижения . Потоки ионов через внутреннюю мембрану митохондрий могут служить фактором регуляции кальций-независимой разобщающей активности пальмитиновой кислоты при участии ADP/ATP антипортера, аспартат/глутаматного антипортера и системы циклоспорин А-чувствительного транспорта электронов.

  • ЛАТЕРАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИ АКТИВНОГО ИНТЕРМЕДИАТА В ПОКОЕ И ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ КЛЕТОК CHARA

    БУЛЫЧЕВ А.А., КОМАРОВА А.В. — 2014 г.

    Течение цитоплазмы жизненно необходимо для клеток растений, однако его связь с функциональными свойствами клетки практически не раскрыта. Микрофлуорометрия хлоропластов in vivo и измерения pH на поверхности клетки при локальном освещении участков, расположенных выше по течению цитоплазмы на расстоянии нескольких миллиметров от анализируемой области, представляют сравнительно новый подход к выявлению роли потока жидкости в передаче сигналов в крупных клетках, таких как междоузлия водорослей Characeae. Для понимания свойств передаваемых по клетке фотоиндуцированных сигналов важно сравнить эффекты точечного освещения в условиях непрерывного и временно остановленного потока цитоплазмы. В данной работе по измерениям флуоресценции хлорофилла с помощью метода насыщающих световых импульсов установлено, что локальное освещение клетки в условиях вызванной возбуждением остановки потока цитоплазмы существенно задерживает и замедляет латеральное распространение фотоиндуцированного сигнала, а также приводит к снижению пика максимальной флуоресценции F в ответной реакции на прохождение сигнала. Относительная величина такого снижения была небольшой для участков клетки, формирующих на свету наружные щелочные зоны, и существенно возрастала для участков клетки с низким наружным pH. Эти и другие результаты указывают на возможную роль pH цитоплазмы как регулятора флуоресценции и фотосинтетической активности in vivo. В условиях, когда период остановки движения совпадал с воздействием на клетку локального освещения, течение цитоплазмы восстанавливалось медленнее, чем после прерывания потока без дополнительного освещения. Полученные результаты намечают пути дальнейшего изучения регуляторной и защитной функции движения цитоплазмы в фотосинтезирующих клетках растений.

  • ЛИНЕЙНОЕ НАТЯЖЕНИЕ И СТРУКТУРА КРОМКИ СКВОЗНОЙ ПОРЫ В ЛИПИДНОМ БИСЛОЕ

    АКИМОВ С.А., БАТИЩЕВ О.В., ВОРОНИНА Г.Ф., МУКОВОЗОВ А.А., ЧИЗМАДЖЕВ Ю.А. — 2014 г.

    Разработана теоретическая модель структуры кромки сквозной поры в липидном бислое. Предполагалось, что между монослоями мембраны вблизи кромки поры может возникать гидрофобная полость, заполненная органическим растворителем или малополярными примесями, практически всегда имеющимися в модельных и клеточных мембранах. Кромка разбивалась на три участка: два монослойных и один бислойный, поверхности которых считались непрерывно сопряженными. Линейное натяжение кромки вычислялось в рамках теории упругости жидких кристаллов, адаптированной к липидным мембранам, с учетом энергии границы углеводородных цепей липидов с гидрофобной полостью. Вычислено линейное натяжение в зависимости от объема полости. Показано, что при низком поверхностном натяжении границы полости линейное натяжение убывает при увеличении объема полости. При нулевом объеме полости расчетное значение линейного натяжения составляет 6.8 пН, что согласуется с экспериментальными данными.

  • МЕХАНОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПОРЫ В ТИЛАКОИДНЫХ МЕМБРАНАХ ХЛОРОПЛАСТОВ

    ВАСЮХИНА Л.А., НАЙДОВ И.А., ОПАНАСЕНКО В.К. — 2014 г.

    С помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии исследовали действие осмотического давления в люменах на ионную проницаемость мембран тилакоидной системы хлоропластов гороха. Градиент давления на мембранах создавали, освещая суспензию в присутствии аминов или применяя осмотический шок в среде без сахарозы. Активацию неспецифических пор регистрировали по увеличению проницаемости тилакоидных мембран для флуоресцентного красителя сульфородамина Б; изменения площади оптического среза тилакоидной системы оценивали по распределению интенсивности флуоресценции хлорофилла. Показано, что в средах с 0.2 М сахарозой даже при полном разобщении аминами тилакоиды не набухали, однако разобщение метиламином сопровождалось входом в люмены сульфородамина. В среде без сахарозы тилакоиды набухали в темноте (как результат шока) и на свету (в присутствии акцептора электронов). Без аминов свет индуцировал вход красителя в люмены тилакоидов и набухание органелл. Мы полагаем, что поры в тилакоидных мембранах активировались образованием в сочетании с высоким осмотическим давлением ионных градиентов амина и хлора или с изменением свойств мембран после осмотического шока. Предполагается, что неспецифические поры в тилакоидах хлоропластов существуют in vivo. Они могут играть определенную физиологическую роль в модификации мембранной проводимости для аммония и малых полипептидов.

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕГУЛЯЦИИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА ЭЛЕКТРОНОВ У ЦИАНОБАКТЕРИЙ

    ВЕРШУБСКИЙ А.В., МИШАНИН В.И., ТИХОНОВ А.Н. — 2014 г.

    Проведен компьютерный анализ электронного и протонного транспорта в клетках цианобактерий на основе математической модели световых стадий фотосинтеза, учитывающей ключевые процессы рН-зависимой регуляции электронного транспорта на донорной и акцепторной сторонах фотосистемы 1 (ФС1). Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало, что модель адекватно описывает многофазную кинетику фотоиндуцированных редокс-превращений P700 (первичный донор электрона в ФС1). Смоделировано влияние газового состава среды (СО2 и О2) на кинетику индукционных процессов в клетках цианобактерий (фотоокисление Р700, генерация трансмембранной разности рН) в зависимости от предыстории освещения (аэробные или анаэробные условия). Показано, что варьирование содержания СО2 может заметным образом влиять на кинетику электронного транспорта, закисления внутритилакоидного пространства и синтеза ATP. Проанализирован вклад альтернативных потоков электронов (циклический транспорт электронов вокруг ФС1 и отток электронов к О2) в работу фотосинтетического аппарата цианобактерий, смоделирована динамика распределения потоков электронов на акцепторной стороне ФС1. Показано, что в суспензии клеток, находившихся в анаэробных условиях, на начальной стадии индукционного периода существенный вклад в работу фотосинтетической цепи электронного транспорта вносит циклический поток электронов вокруг ФС1, который ослабляется по мере активации реакций цикла Кальвина–Бенсона и накопления в среде молекулярного кислорода. Смоделировано влияние оттока электронов от пула ферредоксина к гидрогеназе, катализирующей образование Н2, на кинетику фотоокисления Р700 и распределение электронных потоков на акцепторном участке ФС1.

  • МОДЕЛЬ СЛИЯНИЯ МЕМБРАН: НЕПРЕРЫВНЫЙ ПЕРЕХОД В ПОРУ СЛИЯНИЯ С УЧЕТОМ ГИДРОФОБНЫХ И ГИДРАТАЦИОННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

    АКИМОВ С.А., БАТИЩЕВ О.В., ВОРОНИНА Г.Ф., ГАЛИМЗЯНОВ Т.Р., КУЗЬМИН П.И., МОЛОТКОВСКИЙ Р.Ю., РАДАЕВ А.В., ЧИЗМАДЖЕВ Ю.А., ШИЛОВА Л.А. — 2014 г.

    Теоретически рассмотрен процесс слияния липидных мембран от стадии сталка минимального радиуса до формирования поры слияния. Предполагалось, что сталк при расширении напрямую переходит в пору слияния, минуя триламинарую структуру. Энергия промежуточных состояний вычислена на основе классической теории упругости жидких кристаллов, адаптированной к липидным мембранам. Получена траектория перехода сталка в пору с учетом гидрофобных и гидратационных взаимодействий. Вдоль траектории происходит непрерывное изменение ориентации липидов дистальных монослоев от направления вдоль оси вращения системы, характерного для сталка, до направления, соответствующего поре слияния. Получена зависимость энергии промежуточных состояний от величины спонтанной кривизны дистальных монослоев сливающихся мембран. Показано, что энергетический барьер перехода сталка в пору уменьшается при положительной спонтанной кривизне дистальных монослоев, что согласуется с имеющимися экспериментальными данными.

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГОРМОНАЛЬНОГО И ГОРМОНАЛЬНО-ЦИТОКИНОВОГО КОНТРОЛЯ ИММУННОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ ПРИ БЕРЕМЕННОСТИ

    ШИРШЕВ С.В. — 2014 г.

    Рассмотрены молекулярные механизмы иммуномодулирующих эффектов основных гормонов репродукции (хорионический гонадотропин человека, лептин, грелин, прогестерон, эстриол, эстрадиол), определяющих процессы формирования толерантности матери к полуаллогенному плоду в разные триместры беременности. Представлены новые данные о влиянии гормональных ансамблей и гормонально-цитокиновых сочетаний, наиболее существенных для индукции иммунной толерантности, во время физиологически протекающей беременности. Проанализированы вероятные пути гормональной и гормонально-цитокиновой трансдукции сигналов, приводящих к индукции адаптивных регуляторных Т-клеток и экспрессии индоламин-2,3-диоксигеназы моноцитов как основы иммунной толерантности.

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ТРОМБОЗА. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ КОНТАКТНОЙ АКТИВАЦИИ

    АТАУЛЛАХАНОВ Ф.И., КОЛЯДКО В.Н., КОРНЕЕВА В.А., ПАНТЕЛЕЕВ М.А. — 2014 г.

    Система гемостаза человека, обеспечивающая остановку кровотечения при повреждении сосудов, – одна из наиболее уязвимых физиологических систем организма. Нарушения гемостаза, встречающиеся при различных социально значимых заболеваниях (атеросклероз, травмы, рак), приводят как к гемораггиям, так и тромбозам. Именно тромбозы наиболее опасны и являются основной причиной смертности в развитых странах. Активированный фактор XII (фXIIа) – ключевой фермент внутреннего пути плазменного свертывания, представляет собой многообещающую мишень для антитромботических препаратов, так как не играет заметной роли в поддержании гемостаза, но участвует в патологическом формировании тромбов в гиперкоагуляционных состояниях. Ингибирование XIIa крайне важно также при любых манипуляциях с кровью (трансфузия, сердечно-легочное шунтирование, забор крови), когда кровь контактирует с чужеродными поверхностями. В данном обзоре мы рассматриваем современные представления о механизмах контактной активации и его патофизиологической роли в свертывании крови и других системах организма. Также рассмотрены известные ингибиторы контактной активации: некоторые из них конкурентно связываются с активным центром фXIIa, другие связываются с регуляторными N-концевыми доменами, блокируя связывание с анионными поверхностями и физиологическими субстратами. Проведен сравнительный анализ ингибиторов, выделены наиболее перспективные, а также рассмотрены требования к созданию новых ингибиторов фXIIа.

  • НОВОЕ В ИССЛЕДОВАНИИ ГЛИОБЛАСТОМ

    ПАВЛОВА Г.В., РЫБАЛКИНА Е.Ю., СТАВРОВСКАЯ А.А. — 2014 г.

    Глиобластома (англ. Glioblastoma multiforme) – это наиболее частая и наиболее агрессивная форма опухолей головного мозга. Средний срок выживаемости больных глиобластомами, несмотря на проводимое лечение, составляет всего 12–15 мес. Для борьбы с этой тяжелым, пока практически неизлечимым заболеванием мобилизованы значительные контингенты исследователей. Благодаря этому в самое последнее время (конец 2013–первая половина 2014 гг.) опубликована серия работ, результаты которых свидетельствуют о существенном прогрессе в изучении глиобластом в частности и злокачественных новообразований в целом. В представленном обзоре рассмотрены эти исследования. Охарактеризован геномный ландшафт глиобластом. Выявлены новые драйверные генетические изменения при глиобластомах, наметились новые подходы к терапии глиобластом. Обсуждаются результаты применения иммунотерапии при глиобластомах.