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»

  • РЕАКЦИИ НЕЙРОНОВ И ГЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК РЕЧНОГО РАКА НА ФОТОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ: СИГНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ, УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ И НЕЙРОГЛИАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

    БЕРЕЖНАЯ Е.В., ИЩЕНКО И.А., КОВАЛЕВА В.Д., КОМАНДИРОВ М.А., НЕГИНСКАЯ М.А., РУДКОВСКИЙ А.В., УЗДЕНСКИЙ А.Б., ФЕДОРЕНКО Г.М., ХАЙТИН А.М., ШАРИФУЛИНА С.А. — 2013 г.

    Фотодинамическая (ФД) терапия, индуцирующая развитие окислительного стресса, используется в терапии рака, включая опухоли головного мозга. Механизмы ФД-повреждения нейронов и глиальных клеток изучали на простом модельном объекте – изолированном механорецепторе речного рака, состоящем из одиночного сенсорного нейрона, окруженного многослойной глиальной оболочкой. ФД-воздействие вызывало торможение и прекращение активности нейронов, нарушения ультраструктуры внутриклеточных органелл и структур, участвующих в нейроглиальных взаимодействиях, а также биосинтетических, биоэнергетических и транспортных процессов, некроз нейронов и глиальных клеток, апоптоз клеток глии. Смерть нейронов и глиальных клеток регулировалась межклеточными молекулярными посредниками (NO и нейротрофические факторы) и внутриклеточными сигнальными каскадами. Показано, что в ФД-индуцированном торможении и прекращении активности нейронов участвуют ионы Ca2+, высокопроницаемые митохондриальные поры, протеинкиназа C и NO-синтаза. Некрозу нейронов способствовали протеинкиназы B/Akt, GSK- и mTOR, открытие высокопроницаемых митохондриальных пор и путь Ca2+/кальмодулин/CaMKII. NO и глиальный нейротрофический фактор (GDNF) снижали некроз нейронов. В глиальных клетках сигнальные пути Са2+-зависимой фосфолипазы С, CaMKII, Ca2+-зависимой протеинкиназы C, Akt/mTOR, MEK/p38 и протеинкиназы G участвовали в ФД-индуцированном некрозе. Апоптоз клеток глии предотвращался нейротрофическими факторами (фактор роста нервов, NGF, и GDNF), протеинкиназой C и MAP-киназой JNK. Напротив, высокопроницаемые митохондриальные поры и фосфолипаза C, мобилизующие внутриклеточный Ca2+, сигнальный путь NOS/NO/протеинкиназа G, а также белки GSK- и mTOR способствовали ФД-индуцированному апоптозу глиальных клеток. Разработаны схемы участия различных меж- и внутриклеточных сигнальных путей в реакциях нейронов и глиальных клеток на ФД-воздействие.

  • РОЛЬ TOLL-ПОДОБНЫХ РЕЦЕПТОРОВ В РЕАЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТОВ ХОРИОНИЧЕСКОГО ГОНАДОТРОПИНА ЧЕЛОВЕКА НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ МОНОЦИТОВ

    ЗАМОРИНА C.А., ШИРШЕВ С.В. — 2013 г.

    Показано, что хорионический гонадотропин (ХГ) человека связывается с Toll-подобными белками типа 4 (TLR4) на поверхности моноцитов. Методом проточной цитометрии установлено, что в присутствии высоких концентраций ХГ (100, 1000 МЕ/мл) снижается уровень CD14+TLR4+-позитивных клеток в гейте моноцитов на 1, 5 и 10 мин эксперимента. Роль молекул TLR4 в реализации эффектов ХГ на функциональную активность моноцитов изучали при помощи ингибиторного анализа. TLR4-зависимую трансдукцию сигнала блокировали с помощью моноклональных антител к TLR4 и/или резвератрола, ингибирующего передачу сигнала внутриклеточными белками TRIF/TRAF6 на IRF3 и NF- B соответственно. Помимо этого, подавляли активность протеинкиназы А (PКА), вовлеченной в передачу сигнала с рецептора лютеинизирующего гормона (ЛГ). Установлено, что репрессия фагоцитарной активности моноцитов, обусловленная ХГ, зависела от TLR4, в то время как влияние ХГ на секрецию миелопероксидазы (МPОex) и спонтанную окислительную активность моноцитов зависело от PКА. Эффекты гормона на стимулированную окислительную активность моноцитов и продукцию ими интерлейкинов (IL) 1 и 8 зависели как от доступности TLR4, так и от активности PКА. Таким образом, выявлен новый механизм взаимодействия гормона с моноцитами, опосредованный молекулами TLR4, которые служат неканоническими рецепторами гормона.

  • РОЛЬ АДАПТОГЕНОВ В РЕГУЛЯЦИИ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ МИТОХОНДРИЙ В УСЛОВИЯХ СТРЕССА

    БУРЛАКОВА Е.Б., ГЕНЕРОЗОВА И.П., ЖИГАЧЕВА И.В., ШУГАЕВ А.Г. — 2013 г.

    Изучено влияние пространственно-затрудненных фенолов и регуляторов роста растений (РРР) на интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мембранах митохондрий. При стрессовых воздействиях интенсивность флуоресценции продуктов ПОЛ в мембранах этих органелл повышается в 3–4 раза. Пространственно-затрудненные фенолы и РРР снижают интенсивность ПОЛ до контрольных значений, что способствует сохранению высокой функциональной активности митохондрий. Предотвращение дисфункции митохондрий сопряжено с повышением устойчивости растительных и животных организмов к действию стрессовых факторов.

  • РОЛЬ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА В РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ СУКЦИНАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РАЗНЫХ ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ГРУПП

    ГОРБАЧЕВА Т.М., ЕПРИНЦЕВ А.Т., ЛОПАТИН А.В., ПОПОВ В.Н., СЫРОМЯТНИКОВ М.Ю., ФЕДОРИН Д.Н. — 2013 г.

    Изучено влияние пероксида водорода на активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ) [КФ 1.3.5.1] – мембраносвязанного фермента цикла Кребса, компонента второго комплекса электрон-транспортной цепи (ЭТЦ), у представителей разных таксономических групп, отличающихся интенсивностью окислительного метаболизма: крыс Rattus norvegicus (печень), шмелей Bombus terrestris (летательные мышцы), картофеля Solanum tuberosum (клубни) и кукурузы Zea mays (проростки). Проведено сравнительное изучение действия пероксида водорода на активность СДГ в суспензии митохондрий исследуемых объектов. Для исключения влияния примесей получены электрофоретически гомогенные препараты СДГ. Показано, что препарат СДГ из летательных мышц шмеля гораздо более устойчив к действию высоких концентраций пероксида водорода, тогда как фермент растений наиболее чувствителен к инактивирующему действию Н2О2. Обсуждается возможный механизм влияния активных форм кислорода на мембраносвязанную и растворимую формы СДГ из разных организмов.

  • РОЛЬ ПРЕСИНАПТИЧЕСКИХ РИАНОДИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ КИНЕТИКИ ВЫЗВАННОГО ОСВОБОЖДЕНИЯ КВАНТОВ АЦЕТИЛХОЛИНА В НЕРВНО-МЫШЕЧНОМ СИНАПСЕ МЫШИ

    БУХАРАЕВА Э.А., САМИГУЛЛИН Д.В., ХУЗАХМЕТОВА В.Ф. — 2013 г.

    Для выяснения роли пресинаптических рианодиновых рецепторов в регуляции кинетики вызванного освобождения квантов нейромедиатора в нервно-мышечном соединении мыши исследовали временные параметры фазной синхронной и задержанной асинхронной секреции ацетилхолина при блокировании рианодиновых рецепторов в режиме ритмической стимуляции. Анализ гистограмм синаптических задержек одноквантовых токов концевой пластинки, зарегистрированных в течение 50 мс после развития пресинаптического потенциала действия, показал, что блокаторы ринанодиновых рецепторов – рианодин, ТМВ-8 и дантролен – снижали интенсивность как фазного синхронного, так и задержанного асинхронного освобождения медиатора. При этом доля синхронно выделившихся квантов возрастала за счет снижения числа квантов, формирующих задержанное асинхронное освобождение, т.е. происходило перераспределение квантов между синхронной и асинхронной фазами секреции. Блокирование рианодиновых рецепторов вызывало также уменьшение интенсивности флуоресценции специфического кальций-чувствительного красителя Fluo-3 AM при ритмической стимуляции двигательного нерва, что свидетельствует о снижении внутриклеточной концентрации ионов кальция. Таким образом, пресинаптические рианодиновые рецепторы участвуют в контроле внутриклеточного содержания ионов кальция в ходе ритмической стимуляции нервного окончания и вносят вклад в модуляцию временных параметров секреции, увеличивая интенсивность преимущественно задержанного асинхронного освобождения нейромедиатора.

  • РОЛЬ ПУРИНОВ В НЕРВНО-МЫШЕЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕ

    ГРИШИН С.Н., ЗИГАНШИН А.У. — 2013 г.

    В представленном обзоре рассмотрены данные о способности пуринов модулировать нервно-мышечную передачу. Главное внимание уделено аденозин-5-трифосфорной кислоте (ATP) – котрансмиттеру основного медиатора ацетилхолина, и конечному метаболиту ATP в синаптической щели – аденозину. Обсуждается влияние этих эндогенных модуляторов на пре- и постсинаптические токи, а также вклад пуринов в процесс квантового и неквантового выделения ацетилхолина в синаптическую щель. Рассмотрено влияние ATP и аденозина на функционирование холинорецепторов. Сделан вывод, что роль эндогенных пуринов сводится в основном к увеличению эффективности нервно-мышечной передачи, синаптической настройке двигательной единицы в разных режимах функционирования.

  • СЕКРЕТИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ СЕНПОЛИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ХОЛИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РАСТЕНИЙ

    РОЩИНА В.В., ЯШИН В.А. — 2013 г.

    Клетки лепестков цветущей сенполии Saintpaulia ionantha Wendl. после обработки ацетилхолином или связывающимися с холинорецепторами агонистами никотином, мускарином, ареколином, хинуклидинилбензилатом выделяли антоцианы и белки (среди которых фермент холинэстераза) в наружную среду. Секреция в значительной мере блокировалась d-тубокурарином, тетраэтиламмонием, атропином и платифиллином, что указывает на участие в секреторном процессе холинорецепторов смешанного типа (как никотинового, так и мускаринового). Поскольку агенты форсколин и теофиллин (соответственно стимулятор аденилатциклазы и ингибитор фосфодиэстеразы), повышающие уровень циклического AMP в клетке, стимулировали выход секреторных продуктов, предполагается внутриклеточная сигнализация с помощью cAMP как вторичного мессенджера – от плазмалеммы к тонопласту вакуоли, содержащей антоцианы. Чувствительность секреции клеток лепестков к ацетилхолину и другим агентам, связывающимся с холинорецепторами животных, позволяет использовать этот объект как модель для исследования холинергической системы растений.

  • УЧАСТИЕ АКТИВИРОВАННОГО ПРОТЕИНА С И ТРОМБИНА В РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ АСТРОЦИТОВ

    ГОРБАЧЕВА Л.Р., ИВАНОВА А.Е., ПИНЕЛИC В.Г., РАЙЗЕР Г., СТРУКОВА С.М. — 2013 г.

    Антикоагулянтная система протеина С является мультифункциональной кофактор-зависимой системой. Кроме антисвертывающей функции у активированного протеина С (АПС) было обнаружено нейропротекторное действие в условиях гипоксии и инсульта, однако возможные эффекты АПС на функции астроцитов раннее не исследовались. В настоящей работе произведена оценка изменения состояния культивируемых астроцитов крысы под действием тромбина и АПС. Установлено, что тромбин в концентрациях выше 10 нМ вызывает активацию культивируемых астроцитов и приводит к развитию астроглиозиса. Через 24 ч после воздействия тромбина в культивируемых астроцитах крысы наблюдается активация процесса пролиферации и возрастание экспрессии белка S100b. Тромбин в высоких концентрациях вызывал изменение цитоскелета астроцитов, в частности, повышение количества стресс-фибрилл в культивируемых клетках. Тромбин, вероятно, влияет и на миграцию астроцитов. Так, присутствие тромбина в среде культивируемых астроцитов приводило к изменению равномерности клеточного монослоя и образованию пустых полей (“free fields”). Показано, что АПС предотвращает вызванную тромбином пролиферацию астроцитов и экспрессию белка S100b, снижая данные показатели до уровня контрольных значений. Кроме этого, АПС снижает вызванную тромбином дезорганизацию фибрилл и образование “free fields”. Таким образом, в настоящей работе продемонстрирован новый аспект протекторного действия АПС как фактора, супрессирующего активацию астроцитов, вызванную провоспалительным действием тромбина. Результаты проведенного исследования указывают на возможную перспективу использования АПС как регулятора астроглиозиса при патологических состояниях мозга.

  • ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ ЦИКЛОСПОРИН А-НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ВНУТРЕННЕЙ МЕМБРАНЫ МИТОХОНДРИЙ ПЕЧЕНИ, ИНДУЦИРОВАННОЙ ИОНАМИ КАЛЬЦИЯ И -ГЕКСАДЕКАНДИОЛОВОЙ КИСЛОТОЙ

    АДАКЕЕВА С.И., ВЕДЕРНИКОВ А.А., ДУБИНИН М.В., САМАРЦЕВ В.Н., ХОРОШАВИНА Е.И. — 2013 г.

    В митохондриях печени, нагруженных Ca2+ или Sr2+, предельные длинноцепочечные -диоловые кислоты способны индуцировать неспецифическую проницаемость внутренней мембраны (открытие поры) по нечувствительному к циклоспорину А (ЦсА) механизму. В настоящей работе установлено, что Са2+ (200 мкМ) и -гексадекандиоловая кислота (20 мкМ, ГДК) в присутствии 1 мкМ ЦсА индуцируют высокоамплитудное набухание митохондрий печени, т.е. открытие поры во внутренней мембране происходит только при наличии субстрата окисления сукцината. В этих условиях протонофорный разобщитель окислительного фосфорилирования 2,4-динитрофенол в концентрации 75 мкМ, оптимальной для разобщающего действия, ингибирует набухание митохондрий, индуцированное Са2+ и ГДК, несмотря на присутствие сукцината в среде инкубации. Аналогично действуют и природные разобщители окислительного фосфорилирования – олеиновая и линолевая кислоты. Эти данные свидетельствуют о том, что одно из основных условий индукции ионами кальция и ГДК открытия поры в митохондриях печени – энергизация органелл, способствующая транспорту Са2+ в матрикс. Показано, что в условиях снижения концентрации свободного Са2+ в среде, ATP в физиологической концентрации 2 мМ ингибирует высокоамплитудное набухание митохондрий, индуцированное ГДК. Таким же действием обладает и ADP в той же концентрации. Подобное модулирующее действие нуклеотидов связано, по-видимому, с их способностью хелатировать Са2+. Поликатион спермин – известный блокатор классической ЦсА-чувствительной поры – в физиологической концентрации 1 мМ ингибировал и ЦсА-нечувствительное набухание митохондрий печени, индуцированное последовательным добавлением Са2+ и ГДК. Предполагается, что действие спермина определяется его способностью экранировать отрицательные поверхностные заряды на внутренней мембране митохондрий. Бычий сывороточный альбумин (БСА), связывающий свободные жирные кислоты и тем самым препятствующий индукции Са2+-зависимой поры, ингибировал и ГДК-индуцированное набухание митохондрий. Однако при одинаковом молярном соотношении БСА/жирная кислота ингибирующий эффект БСА был менее выражен при индукции поры ГДК, чем пальмитиновой кислотой. Это различие, возможно, обусловлено тем, что БСА хуже связывает -диоловые кислоты, чем их монокарбоновые аналоги.

  • ФОСФОЛИПАЗЫ А2 ИЗ ЯДОВ ЗМЕЙ БЛОКИРУЮТ ТОК, ВЫЗВАННЫЙ АЦЕТИЛХОЛИНОМ В ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НЕЙРОНАХ LYMNAEA STAGNALIS

    АНДРЕЕВА Т.В., ВУЛЬФИУС Е.А., ГОРБАЧЕВА Е.В., КАШЕВЕРОВ И.Е., ОСИПОВ А.В., СТАРКОВ В.Г., УТКИН Ю.Н., ЦЕТЛИН В.И. — 2013 г.

    Фосфолипазы А2 (ФЛА2) – наиболее распространенные в ядах змей белки, играющие существенную роль в поражении жертвы. Содержание ФЛА2 в ядах достаточно высоко. Наряду с ферментативной активностью ФЛА2 обладают и другими видами биологической активности, в том числе нейротоксичностью. Ранее мы обнаружили, что белок битанарин из яда африканской шумящей гадюки Bitis arietans не только способен блокировать ответ нейронов Lymnaea stagnalis на ацетилхолин, но является также активной ФЛА2. В дальнейшем обнаружили, что ФЛА2 из ядов змей двух семейств способны взаимодействовать с никотиновыми холинорецепторами (нХР). ФЛА2 из ядов Vipera ursinii (сем. Viperidae), Naja kaouthia и Bungarus fasciatus (сем. Elapidae) подавляли ток, индуцированный ацетилхолином в идентифицированных нейронах прудовика. Этот эффект проявлялся в диапазоне концентраций ФЛА2 порядка десятков микромолей. Полученные результаты позволяют предположить наличие в молекуле ФЛА2 участка, имеющего сродство к нХР, и возможный вклад блокирования нХР в токсическое действие ФЛА2.

  • COMBINED FOSTER–REDFIELD THEORY FOR MODELING ENERGY TRANSFER IN PLANT PHOTOSYNTHETIC ANTENNA COMPLEXES

    NOVODEREZHKIN V.I. — 2012 г.

    Methodological aspects of modeling of the energy transfers in plant antenna complexes are considered using the combined Forster–Redfield theory. We analyze the advantages of this approach as well as some questionable points, including the choice of a critical value of the exciton coupling (corresponding to the boundary between the Redfield and Forster limits), a spread of the transfer rates induced by energetic disorder, and the accuracy of the theory for the couplings near the critical value.

  • DIVERSITY OF PHOSPHOINOSITIDE SIGNALING

    HILLE B. — 2012 г.

    Phosphoinositide phospholipids are key membrane signals that activate intrinsic membrane proteins and are loose anchor points for peripheral membrane proteins. They are also precursors for numerous second messengers. This essay reviews historical development, current opinions, and future questions about phospho-inositide signaling.

  • DRAMATIC EFFECT OF GLYCOLYSIS INHIBITION ON THE CEREBELLAR GRANULE CELLS BIOENERGETICS

    BOLSHAKOV A.P., KHODOROV B.I., MIKHAILOVA M.M., PINELIS V.G., ROZHNEV S.A., SOROKINA E.G., SURIN A.M. — 2012 г.

    Cultured cerebellar granule cells were co-loaded with Ca2+-sensitive dye fura-2FF and rhodamine-123 sensitive to changes in the mitochondrial potential ( m). A 60-min incubation of cells in glucose-free solution containing 2-deoxy-D-glucose (DG) induced a slow developing mitochondrial depolarization (sMD) without appreciable changes in basal [Ca2+]i. This sMD was insensitive to a removal of external Ca2+ or to the NMDA channels blocker memantine but could be readily suppressed by oligomycin due to inhibition of the inward proton current through the Fo channel of mitochondrial ATP synthase. In resting cells glucose deprivation caused a progressive decrease in mitochondrial NADH content ([NADH]), which strikingly enhanced the ability of glutamate to induce a delayed Ca2+ deregulation (DCD) associated with a profound mitochondrial depolarization. In glucose-containing medium this DCD appeared in young cells (usually 6–8 DIV) after a prolonged latent period (lag phase). Substitution of glucose by DG led to a dramatic shortening of this lag phase, associated with a critical decrease in [NADH] in most neurons. Addition of pyruvate or lactate to DG-containing solution prevented the sMD and [NADH] decrease in resting cells and greatly diminished the number of cells exhibiting glutamate-induced DCD in glucose-free medium. Measurement of intracellular ATP level ([ATP]) in experiments on sister cells showed that glucose deprivation decreased [ATP] in resting cells and considerably deepened the fall of [ATP] caused by glutamate. This decrease in [ATP] was only slightly attenuated by pyruvate and lactate, despite their ability to prevent the shortening of lag phase preceding the DCD appearance under these conditions. Simultaneous monitoring of cytosolic ATP concentration ([ATP]c) and m changes in individual CGC expressing fluorescent ATP sensor (AT1.03) revealed that inhibition of either mitochondrial respiration or glycolysis caused a relatively small decrease in [ATP]c and m. Complete blockade of ATP synthesis in resting CGC with oligomycin in glucose-free DG-containing buffer caused fast ATP depletion and mitochondrial repolarization, indicating that mitochondrial respiratory chain still possess a reserve fuel to support m despite inhibition of glycolysis. The data obtained suggest that the extraordinary enhancement of glutamate-induced deterioration in Ca2+ homeostasis caused by glucose deprivation in brain neurons is mainly determined by NADH depletion.

  • ELECTRICAL EXCITABILITY OF TASTE CELLS. MECHANISMS AND POSSIBLE PHYSIOLOGICAL SIGNIFICANCE

    BYSTROVA M.F., KOLESNIKOV S.S., ROGACHEVSKAJA O.A., ROMANOV R.A. — 2012 г.

    Neuronal, muscle and some endocrine cells are electrically excitable. While in muscle and endocrine cells AP stimulates and synchronizes intracellular processes, neurons employ action potentials (APs) to govern discontinuous synapses located distantly. Meanwhile, such axonless sensory cells as photoreceptors and hair cells exemplify afferent output, which is not driven by APs; instead, gradual receptor potentials elicited by sensory stimuli control the release of afferent neurotransmitter glutamate. Mammalian taste cells of the type II and type III are electrically excitable and respond to stimulation by firing APs. Since taste cells also have no axons, physiological significance of the electrical excitability for taste transduction and encoding sensory information is unclear. Perhaps, AP facilitates transmitter release, ATP in type II cells and 5-HT in type III cells, although via different mechanisms. The ATP release is mediated by connexin hemichannels, does not require a Ca2+ trigger, and largely gated by membrane voltage. 5-HT secretion is driven by intracellular Ca2+ and involves VG Ca2+ channels. Here, we discuss ionic mechanisms of excitability of taste cells and speculate on a likely role of APs in mediating their afferent output.

  • FUELING BRAIN NEURONAL ACTIVITY

    BREGESTOVSKI P., ZILBERTER YU. — 2012 г.

    The energy requirements of the brain are amazingly high. The brain represents about 2% of the body weight, but it receives 15% of the total blood flow provided by the cardiovascular system and consumes at least 25% circulating glucose plus 20% oxygen available in the body at rest. The cornerstone feature of the brain energy metabolism is its tight coupling with neuronal activity. An abnormality in the sequence of events allowing neurons to be adequately supplied with the necessary energy could have dramatic consequences exemplified in the neurodegenerative diseases such as epilepsy and Alzheimers disease. In this paper, we review the current views on the main pathways of neuronal energy supply.

  • ION HOMEOSTASIS, ENERGY SUBSTRATES, AND NETWORK ACTIVITY IN DEVELOPING BRAIN

    BREGESTOVSKI P., ZILBERTER YU. — 2012 г.

    A man with his head is something much more than a mans body plus his separate head. J. Miller

  • MEMBRANE FUSION

    CHIZMADZHEV YU. A. — 2012 г.

    The process of membrane fusion in the case of lipid bilayers, as well as induced by influenza virus is reviewed shortly. The methods of studying fusion kinetics in pure lipid and lipid–protein systems are described. The main theories of molecular fusion machines are presented. Open questions and unsolved problems are discussed in details. In conclusion, possible ways to solve the remaining problems are suggested.

  • OPTIMAL PYOVERDIN–CPG COMPOSITES FOR DEVELOPMENT OF AN OPTICAL BIOSENSOR TO DETECT IRON

    CHAUDHARI A.B., CHINCHOLKAR S.B., KADAM M.S. — 2012 г.

    Optical fluorescence-quenching-based biosensing cell is described and optimization of covalent binding of highly selective natural iron-chelating peptide secreted by bacteria is suggested. Pyoverdin biosynthesized by Pseudomonas monteilii and having 70% iron chelating activity was immobilized on amino alkylated controlled pore glass (CPG) and cross-linked with glutaraldehyde (2.5%, 28°C, 30 min). The pyoverdin–CPG immobilization was confirmed using fluorescence microscopic images (excitation range, 465–495 nm) for bright green fluorescence and by FTIR spectrum stretching at 3406.4 cm-1 for amino group. The pyoverdin loading capacity of activated CPG matrix was 25 mg g-1 of CPG and its rinsing analysis (leaking profile of the immobilized peptide vs. washing) detected negligible (2 3 ) pyoverdin in the second wash.

  • STATE-DEPENDENT INHIBITION OF SODIUM CHANNELS BY LOCAL ANESTHETICS: A 40-YEAR EVOLUTION

    STRICHARTZ G.R., WANG G.-K. — 2012 г.

    Knowledge about the mechanism of impulse blockade by local anesthetics has evolved over the past four decades, from the realization that Na+ channels were inhibited to effect the impulse blockade to an identification of the amino acid residues within the Na+ channel that bind the local anesthetic molecule. Within this period appreciation has grown of the state-dependent nature of channel inhibition, with rapid binding and unbinding at relatively high affinity to the open state, and weaker binding to the closed resting state. Slow binding of high affinity for the inactivated state accounts for the salutary therapeutic as well as the toxic actions of diverse class I anti-arrhythmic agents, but may have little importance for impulse blockade, which requires concentrations high enough to block the resting state. At the molecular level, residues on the S6 transmembrane segments in three of the homologous domains of the channel appear to contribute to the binding of local anesthetics, with some contribution also from parts of the selectivity filter. Binding to the inactivated state, and perhaps the open state, involves some residues that are not identical to those that bind these drugs in the resting state, suggesting spatial flexibility in the “binding site”. Questions remaining include the mechanism that links local anesthetic binding with the inhibition of gating charge movements, and the molecular nature of the theoretical “hydrophobic pathway” that may be critical for determining the recovery rates from blockade of closed channels, and thus account for both therapeutic and cardiotoxic actions.

  • АГОНИСТЫ И АНТАГОНИСТЫ СЕРОТОНИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ – МОДУЛЯТОРЫ АКТИВНОСТИ 1-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ МЕМБРАН КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС

    МАНУХИН Б.Н., НЕСТЕРОВА Л.А. — 2012 г.

    Исследовано влияние активации и ингибирования серотониновых рецепторов серотонином (5-HT) и миансерином на связывание 1-адренорецепторами специфического неселективного антагониста [3H]празозина в субклеточных фракциях мембран коры головного мозга крыс. Установлено, что лиганд-рецепторное взаимодействие 1-адренорецепторов соответствует модели: один пул рецепторов и присоединение двух молекул лиганда к одному рецептору. Параметры связывания [3H]празозина – Kd = 1.85 ± 0.16 нМ, Bmax = 31.1 ± 0.3 фмоль/мг белка, n = 2. При активации 5-HT-рецепторов серотонином изменяется характер связывания лиганда – определяются два пула рецепторов с параметрами: Kd1 = 0.61 ± 0.04, Kd2 = 3.82 ± 0.15 нМ, Bm1 = 6.6 ± 0.7, Bm2 = 25.6 ± 0.4 фмоль/мг белка, n = 2. Чувствительность высокоаффинного пула рецепторов возрастает в 3 раза, низкоаффинного – снижается в 2 раза по сравнению с контролем. Величина максимальной реакции (Bmax) не изменяется. При ингибировании 5-HT-рецепторов миансерином связывание радиоактивного лиганда с 1-адренорецепторами происходит по той же модели, что и в контроле. Чувствительность к [3H]празозину 1-адренорецепторов снижается в 2 раза (Kd = 3.97 ± 0.12 нМ), а их концентрация возрастает (Bmax = 40.0 ± 0.5 фмоль/мг белка). Предполагается, что 1-адренорецепторы в субклеточных фракциях мембран головного мозга крыс существуют в виде димеров. Выявлено модулирующее действие серотонина и миансерина на связывание [3H]празозина специфического антагониста 1-адренорецепторами, которое проявляется в изменении параметров и общего характера лиганд-рецепторного взаимодействия.