научный журнал по химии Биохимия ISSN: 0320-9725

Архив научных статейиз журнала «Биохимия»

  • МЕТАНОЛ, ГЕНЕРИРУЕМЫЙ ПЕКТИНМЕТИЛЭСТЕРАЗОЙ, МОЖЕТ УЧАСТВОВАТЬ В РОСТЕ И РАЗВИТИИ ЛИСТЬЕВ ТАБАКА (УСКОРЕННАЯ ПУБЛИКАЦИЯ)

    ДОРОХОВ Ю.Л., КОМАРОВА Т.В., ПЕТРУНЯ И.В., ПОЗДЫШЕВ Д.В., ШЕШУКОВА Е.В. — 2014 г.

    В процессе роста и развития листья претерпевают переход из состояния акцепторов (sink-листья) фотоассимилятов к состоянию доноров (source-листья), сопровождаемый изменением активности межклеточного транспорта макромолекул. Подобная sink-source модификация происходит при участии фермента пектин- метилэстеразы (ПМЭ), деметилирующего пектин клеточной стенки и образующего метанол. При изучении роли метанола в функционировании плазмодесм мы обнаружили в sink-листьях табака повышенный уровень мРНК ПМЭ и увеличенную концентрацию метанола в соке. С помощью метода супрессионной вычитающей гибридизации мы идентифицировали ряд генов, активность которых изменяется при переходе от sink к source-листьям. Среди них оказались гены, чувствительные к метанолу. На основании полученных результатов мы предположили возможность участия метанола в росте и развитии листьев растений.

  • МЕХАНИЗМ ГИБЕЛИ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE ПРИ ТЕПЛОВОМ ШОКЕ. ВЛИЯНИЕ ЦИКЛОГЕКСИМИДА НА ЭТОТ ПРОЦЕСС

    ВАРАКИНА Н.Н., РИХВАНОВ Е.Г., РУСАЛЕВА Т.М., ФЕДОСЕЕВА И.В., ФЕДЯЕВА А.В. — 2014 г.

    Показано, что механизм гибели дрожжевых клеток при тепловом шоке зависит от интенсивности теплового воздействия. Умеренный (45°) тепловой шок приводил к значительному усилению генерации активных форм кислорода (АФК) и гибели клеток. Предварительная обработка циклогексимидом (при 30°) подавляла гибель, но не влияла на продукцию АФК. Если же циклогексимид добавляли непосредственно перед тепловым воздействием и инкубировали с ним во время восстановительного периода, то протекторный эффект отсутствовал. Протекторное влияние циклогексимида на жизнеспособность, а также продукция АФК значительно снижались при действии жесткого (50°) теплового шока. Обработка циклогексимидом при 39° ингибировала индукцию синтеза Hsp104 и подавляла развитие индуцированной термотолерантности к жесткому шоку (50°), но не влияла на развитие устойчивости при действии умеренного (45°) теплового шока. В то же время, Hsp104 эффективно защищал клетки от гибели независимо от интенсивности воздействия. Полученные данные указывают, что при умеренном тепловом шоке гибель клеток дрожжей происходит в результате развития программируемой клеточной гибели (ПКГ), а циклогексимид ингибирует этот процесс, подавляя общий белковый синтез.

  • МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ ЛОКАЛЬНОЙ АРН В МИТОХОНДРИЯХ И БАКТЕРИЯХ

    МЕДВЕДЕВ Э.С., СТУЧЕБРЮХОВ А.А. — 2014 г.

    В теории окислительного фосфорилирования сосуществуют концепции глобальной и локальной связи между протонными генераторами (ферментами дыхательной цепи) и потребителем (АТФ-синтазой). Глобальная связь - это тривиальный перенос протонов через водную среду, тогда как локальная связь предполагает, что прокачиваемые протоны потребляются до того, как они диссипируют в объем. В данной работе исследованы условия реализации локальной связи. Предполагается, что мембрана задерживает протоны у своей поверхности, и что протонный ток, создаваемый насосами, быстро падает с ростом протондвижущей силы (ПДС). Показано, что конкуренция процессов переноса протонов через мембрану и их диссипации с поверхности в объем может приводить к кратковременной генерации локальной АрН при резком изменении ПДС; возникновение локальной АрН, в свою очередь, приводит к быстрому восстановлению ПДС и, таким образом, способствует стабилизации потенциала на мембране. Рассмотрены два механизма такого типа: 1) изменение рН в приповерхностной области за счет работы насосов происходит быстрее, чем из-за ухода протонов в объем; 2) первое не имеет места, но протоны, покинувшие поверхность, не приходят немедленно в равновесие с объемом, а создают неравновесную концентрацию в приповерхностной области и как результат - обратный поток на поверхность. Первый механизм более эффективен, но он не реализуется в митохондриях и нейтрофильных бактериях, а второй может давать АрН порядка единицы. В отсутствие задержки протонов у поверхности локальная АрН не образуется, а генерация глобальной АрН возможна лишь при концентрации буфера менее 10 мМ. Обсуждается роль предложенных механизмов в переходах между состояниями 3 и 4 дыхательной цепи. Главный вывод состоит в том, что в условиях, когда поверхностные протоны играют роль, они способствуют стабилизации мембранной ПДС и быстрой коммуникации между генераторами и потребителями протонов, в то время как их вклад в энергетику незначителен.

  • МЕХАНИЗМЫ ДИФФУЗИОННОГО ПОИСКА СПЕЦИФИЧНЫХ МИШЕНЕЙ ДНК-ЗАВИСИМЫМИ БЕЛКАМИ (ОБЗОР)

    ЖАРКОВ Д.О., МЕЧЕТИН Г.В. — 2014 г.

    Для осуществления своих функций многие ДНК-зависимые белки должны быстро находить специфичные мишени на фоне огромного избытка неспецифичной ДНК. Несмотря на то, что впервые эта проблема была сформулирована более 40 лет назад, механизм такого поиска остается одной из нерешенных до конца фундаментальных задач в области ДНК-белковых взаимодействий. Предполагается существование нескольких взаимодополняющих способов: механизм «скольжения», при котором поиск идет посредством одномерной диффузии вдоль контура ДНК в случайном направлении, механизм «перепрыгивания» белка между близко расположенными участками цепи ДНК, макроскопическая ассоциация-диссоциация ДНК-белкового комплекса и интерсегментный перенос. В обзоре проанализировано современное состояние проблемы поиска белками мишеней в ДНК, теоретические описания и методы исследования этого процесса на уровне ансамблей молекул (макроскопические методы) и на уровне индивидуальных молекул (микроскопические методы). Практически все исследованные ДНК-зависимые белки ведут поиск специфичных мишеней, сочетая диффузию в трехмерном пространстве и одномерную диффузию по контуру ДНК.

  • МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПЕРВИЧНОЙ И ВТОРИЧНОЙ ИОН-РАДИКАЛЬНЫХ ПАР В КОМПЛЕКСАХ ФОТОСИСТЕМЫ 1 (ОБЗОР)

    МИЛАНОВСКИЙ Г.Е., ПТУШЕНКО В.В., СЕМЕНОВ А.Ю., ЧЕРЕПАНОВ Д.А. — 2014 г.

    Рассмотрены механизмы сверхбыстрого разделения зарядов в реакционных центрах комплексов фотосистемы 1 (ФС1). На основании определенных нами ранее значений редокс-потенциалов кофакторов переноса электронов, а также оценки энергии реорганизации образования первичной Р700 +А 0 - и вторичной Р700 + А 1 - ионрадикальных пар предложена кинетическая модель первичных реакций в ФС1, учитывающая возможность переноса электрона по обеим симметричным ветвям кофакторов A и B. Модель предполагает, что первичными акцепторами электронов A0 в ФС1 являются димеры молекул хлорофиллов Хл2А/Хл3А и Хл2В/Хл3В в ветвях редокс-кофакторов А и В. Вычисленные на основе модели значения характерных времен образования Р700 +А 0 - и Р700 +А 1 - оказались близкими к экспериментальным значениям, полученным с помощью фемтосекундной абсорбционной спектрометрии. Показано, что небольшое различие в значениях редокс-потенциалов между первичными акцепторами электрона A 0A и A 0B в ветвях A и B приводит к возникновению асимметрии в переносе электрона в соотношении 70 : 30 в пользу ветви A. Процесс вторичного разделения зарядов является кинетически необратимым на субмикросекундных временах и сопровождается усилением асимметрии между ветвями кофакторов ФС1.

  • МЕХАНИЗМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЗКОГО УРОВНЯ КИСЛОРОДА У МЛЕКОПИТАЮЩИХ И ДРОЖЖЕЙ И ИХ АДАПТАЦИОННЫЕ ОТВЕТЫ (ОБЗОР)

    АЛИВЕРДИЕВА Д.А., ЗВЯГИЛЬСКАЯ Р.А., ТРЕНДЕЛЕВА Т.А. — 2014 г.

    Кислород необходим для эффективного образования АТФ и выполняет основную роль в поддержании жизни всех организмов, за исключением строгих анаэробов. Способность определять изменения в концентрации кислорода и отвечать на них является основным условием для выживания аэробных организмов. Эукариоты обладают адаптационными механизмами для определения пониженного содержания кислорода (гипоксия) и ответа на него путем перестройки гомеостаза кислорода, благодаря активации генов гипоксии и подавлению аэробных генов. Обзор суммирует последние данные о механизмах определения изменений концентрации кислорода и ответов на них клеток млекопитающих и дрожжей. В первой части обзора акцент будет сделан на функциональную регуляцию и стабилизацию гипоксия-индуцирующих факторов (HIFs), а также на процессы, вызванные гипоксией (открытие неспецифической митохондриальной поры (mPTP), клеточную смерть и аутофагию). Во второй части обзора будут рассмотрены механизмы определения уровня кислорода у непатогенных дрожжей посредством гемма, ненасыщенных жирных кислот и стеролов, а также ответы на гипоксию патогенных дрожжей.

  • МИКРОБИОТА И МИТОБИОТА. ПОСТАВИВ ЗНАК РАВЕНСТВА МЕЖДУ МИТОХОНДРИЕЙ И БАКТЕРИЕЙ (ОБЗОР)

    БАБЕНКО В.А., ЗОРОВ Д.Б., ЗОРОВ С.Д., ЗОРОВА Л.Д., ПЕВЗНЕР И.Б., ПЛОТНИКОВ Е.Ю., ПОПКОВ В.А., САВИНА П.С., СИЛАЧЕВ Д.Н., ЯНКАУСКАС С.С. — 2014 г.

    Характерное для последнего времени возрождение старых теорий и постановка их на современные научные рельсы в значительной мере имеют отношение и к митохондриальной науке. Учитывая распространенное мнение, что митохондрия - это симбионт, имеющий древнее бактериальное происхождение, вполне могут подлежать пересмотру процессы, присущие митохондриальной физиологии (при сопоставлении этих процессов с возможным участием в них бактерий). При таком сопоставлении вместе с обсуждением роли микробиоты в патогенезе допустимо обсуждать роль «митобиоты» (можно ввести такой термин) как совокупности разных фенотипов митохондрий в организме, отражающих патологическое изменение генома митохондрий. При постановке знака равенства между митохондрией и бактерией можно найти сходство между митохондриальной и бактериальной теорией рака. Наличие термина «бактериальная инфекция» позволяет предположить «митохондриальную инфекцию», а митохондриальная (окислительная) теория старения может некоторым образом трансформироваться в «бактериальную теорию старения». Возможность существования таких процессов и данные, подтверждающие их наличие, обсуждаются в данном обзоре. Если такое сопоставление имеет право на существование, то гомеостаз «митобиоты» имеет такую же физиологическую значимость, как и гомеостаз микробиоты, усиленно обсуждающийся в последнее время.

  • МИТОХОНДРИАЛЬНО-НАПРАВЛЕННЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ ПРЕДОТВРАЩАЮТ АПОПТОЗ ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК, ВЫЗВАННЫЙ ФАКТОРОМ НЕКРОЗА ОПУХОЛИ

    БИРЮКОВ И.С., ГАЛКИН И.И., ЗАХАРОВА В.В., ЗИНОВКИН Р.А., ПЛЕТЮШКИНА О.Ю., ПОПОВА Е.Н., ЧЕРНЯК Б.В. — 2014 г.

    Увеличение содержания провоспалительного цитокина фактора некроза опухоли (ФНО) в крови вызывает дисфункцию эндотелия, приводит к развитию серьезных сосудистых патологий. В передачу сигналов от рецепторов ФНО вовлечены активные формы кислорода (АФК), одним из источников которых могут являться митохондрии. Для исследования роли митохондриальных АФК в развитии ФНО-зависимого апоптоза человеческих эндотелиальных клеток линии EAhy926 были использованы адресованные в митохондрии антиоксиданты семейства SkQ. Было показано, что в субнаномолярных концентрациях они предотвращают апоптоз, индуцированный ФНО. При этом SkQ не влияют на ФНО-зависимую протеолитическую активацию каспазы-8 и белка Bid, но ингибируют Bid-зависимый выход цитохрома с в цитоплазму, а также последующее расщепление каспазы-3 и ее субстрата белка PARP. Кроме этого, SkQ вызывают возрастание содержания анти-апоптотического белка Bcl-2 и снижение содержания проапоптотических белков Bax и p53. Фрагменты SkQ, лишенные антиоксидантной активности, не изменяли содержания анти- и проапоптотических белков, не предотвращали выход цитохрома с в цитоплазму и апоптоз, индуцированные ФНО. Таким образом, показано, что ФНО-зависимый апоптоз эндотелиальных клеток в значительной мере зависит от продукции АФК в митохондриях, что указывает на перспективность изучения адресованных в митохондрии антиоксидантов семейства SkQ в качестве возможных вазопротекторов.

  • МИТОХОНДРИАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ АНТИОКСИДАНТ SKQ1 УСКОРЯЕТ НАСТУПЛЕНИЕ ПОЛОВОЙ ЗРЕЛОСТИ У ХОМЯЧКОВ КЭМПБЕЛЛА (PHODOPUS CAMPBELLI)

    ВАСИЛЬЕВА Н.Ю., МАНСКИХ В.Н., РОГОВИН К.А., УШАКОВА М.В., ХРУЩЕВА А.М., ШЕКАРОВА О.Н. — 2014 г.

    Мы проверяли две гипотезы: 1) SkQ1 положительно влияет на развитие хомячков в выводках при ежедневном, длительном скармливании препарата родителям; 2) SkQ1 ускоряет наступление половой зрелости у самок хомячков при скармливании им препарата с десятидневного возраста (начало перехода детенышей на питание твердым кормом). Пары родителей содержали на улице в условиях, приближенных к природным. Молодые самцы в возрасте 25 дней в выводках от родителей, ежедневно получавших SkQ1 в дозировке 50 нмоль/кг per os, имели большую массу придатков семенников. На массу придатков влияли размер выводка и SkQ1. Оба эти фактора влияли и на массу матки у молодых, двадцатипятидневных самок из тех же выводков. Скармливание SkQ1 самкам с десятидневного возраста вело к раннему открыванию у них влагалища по сравнению с контролем. Этот результат подтвержден повторным экспериментом. В возрасте 2,5 мес. самки, получавшие препарат с десятидневного возраста, имели большую массу яичников.

  • МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ ЭНЕРГОРАССЕИВАЮЩИЕ СИСТЕМЫ (АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ОКСИДАЗА, РАЗОБЩАЮЩИЕ БЕЛКИ И «ВНЕШНЯЯ» NADH-ДЕГИДРОГЕНАЗА) ВОВЛЕЧЕНЫ В РАЗВИТИЕ МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТИ ПРОРОСТКОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

    БАШМАКОВ В.Ю., БОРОВИК О.А., БОРОВСКИЙ Г.Б., ВОЙНИКОВ В.К., ГРАБЕЛЬНЫХ О.И., КАТЫШЕВ А.И., КОРОЛЕВА Н.А., ЛЮБУШКИНА И.В., ПАВЛОВСКАЯ Н.С., ПОБЕЖИМОВА Т.П., ПОПОВ В.Н., ТАУСОН Е.Л. — 2014 г.

    Изучена экспрессия генов, синтез белков и активность альтернативной оксидазы (АОХ), разобщающих белков (UCP), адениннуклеотид транслокатора (ANT) и несопряженных NAD(P)H-дегидрогеназ (NDex, NDPex и NDin) в побегах этиолированных проростков озимой пшеницы Triticum aestivum L. после действия закаливающих низкой положительной (2°, 7 сут) и отрицательной (-2°, 2 сут) температур. Установлено, что холодовое закаливание эффективно повышает морозоустойчивость проростков и снижает генерацию активных форм кислорода (АФК) при последующем холодовом шоке. Одним из механизмов снижения АФК в этих условиях может быть функционирование митохондриальных энергорассеивающих систем. Участие этих систем в ответной реакции на действие закаливающих низкой положительной и отрицательной температур отличается. Действие первой вызывает индукцию синтеза АОХ и UCP, сопряженную с повышением способности АОХ к транспорту электронов в дыхательной цепи митохондрий и повышением чувствительности нефосфорилирующего дыхания митохондрий к линолевой и пальмитиновой кислотам. Повышение способности АОХ к транспорту электронов после действия на проростки закаливающей отрицательной температуры связано с сохранением высокой активности NDex. По-видимому, NDex, но не NDPex и NDin, играет важную роль в поддержании функционального состояния митохондрий в гетеротрофных тканях растений при действии отрицательных температур. Обсуждается участие энергорассеивающих систем митохондрий в процессе адаптации озимых злаков к холоду и морозу и их возможная физиологическая роль.

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ХЛОРОФИЛЛА А: СВЯЗЬ С ФОТОСИНТЕЗОМ (ОБЗОР)

    ГОВИНДЖИ, РИЗНИЧЕНКО Г., РУБИН А., ШТИРБЕТ А. — 2014 г.

    В честь академика Александра Абрамовича Красновского мы представляем обзорную статью о связи кинетики флуоресценции хлорофилла а с различными процессами фотосинтеза. Первым событием оксигенного фотосинтеза является поглощение света хлорофиллами (Хл), каротиноидами и, в некоторых случаях, фикобилинами; эти пигменты формируют антенну. Большая часть энергии переносится на реакционные центры, в которых она используется для первичного разделения зарядов. Малая часть энергии, не использующаяся в фотохимических реакциях, рассеивается в тепло или испускается в форме флуоресценции. Когда фотосинтезирующий образец переносят из темноты на свет, интенсивность флуоресценции Хл а (ИФХ) изменяется во времени характерным образом. Это т.н. кинетика флуоресценции или OJIPSMT-кинетика, где O (origin) - это первый измеренный минимальный уровень флуоресценции, J и I - промежуточные перегибы, P (peak) - пик, S (semi-steady state) - квазистационарный уровень, M - максимум и T (terminal) - конечный стационарный уровень. Такая кинетика является характерным «отпечатком», или «росписью», фотосинтеза, поскольку с ней могут быть связаны различные явления, например, изменения окислительно-восстановительных состояний компонентов линейного транспорта электронов, вклад альтернативных путей переноса электрона, формирование трансмембранного градиента pH и мембранного потенциала, активация различных нефотохимических процессов тушения, активация цикла Кальвина-Бенсона и другие процессы. В данном обзоре мы представляем наши взгляды на то, как различные фотосинтетические процессы влияют на участки OJIPSMT-кинетики и обсуждаем исследования, посвященные математическому моделированию кинетики ИФХ. Особое внимание мы уделяем более медленной фазе PSMT, которой в последнее время было посвящено много работ, но которая менее изучена, чем быстрая фаза OJIP.

  • МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОЛОГИЯ ХРУСТАЛИКА ГЛАЗА

    СКУЛАЧЕВ В.П. — 2014 г.

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БАРЬЕРЫ В ПРОЦЕССАХ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РЕПРОГРАММИРОВАНИЯ И ТРАНСФОРМАЦИИ КЛЕТОК (ОБЗОР)

    ВАСИЛЬЕВА Е.А., КИСЕЛЕВ С.Л., ЛАГАРЬКОВА М.А., ХОМЯКОВА Е.А., ЧЕСТКОВ И.В. — 2014 г.

    Разработка технологии генетического репрограммирования посредством эктопической экспрессии генов транскрипционных факторов, индуцирующих плюрипотентное состояние в соматических клетках, позволило не только получать стволовые клетки для каждого человека, но и расширило понимание механизмов контроля эпигенетического состояния клеток. Интересно, что некоторые молекулярные процессы, сопровождающие репрограммирование соматических клеток in vitro, характерны также и для формирования опухоли in vivo, поэтому как для трансформации, так и для индукции плюрипотентного состояния в соматической клетке существуют схожие «молекулярные барьеры», контролирующие стабильность эпигенетического состояния. Перспектива репрограммирования опухолевых клеток может быть интересна в двух аспектах: во-первых, это позволит определить вклад эпигенетических изменений при канцерогенезе; во-вторых, определить стволовые опухолевые клетки, которые, как предполагается, формируют всю клеточную массу опухоли. В обзоре обсуждаются ключевые стадии генетического репрограммирования, сходство и отличие процессов репрограммирования и опухолевой трансформации.

  • МОЛЕКУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ОСОБЫХ АНТИТЕЛ CAMELUS BACTRIANUS, СОСТОЯЩИХ ТОЛЬКО ИЗ ТЯЖЕЛЫХ ЦЕПЕЙ

    ВЯТЧАНИН А.С., МУИЛДЕРМАНС С., ТИЛЛИБ С.В. — 2014 г.

    Впервые детально изучены структурные особенности IgG, содержащихся в сыворотке крови двугорбого верблюда С. bactrianus, представителя семейства Camelidae, в сравнении с IgG других млекопитающих и, в первую очередь, с IgG других представителей того же семейства Camelidae. Последовательности антиген- связывающих доменов и шарнирных участков различных выявленных подклассов IgG были сопоставлены с соответствующими последовательностями антител одногорбого верблюда C. dromedarius. Обнаружено, что неканонические антитела HCAb, состоящие из димера укороченной тяжелой цепи и не содержащие легких цепей, являются мажорным подклассом IgG в сыворотке крови С. bactrianus. Антигенсвязывающие домены этих особых антител, несмотря на некоторые минорные отличия, обладают принципиально теми же уникальными особенностями, что и аналогичные домены антител одногорбого верблюда или ламы. Эти структурные особенности принципиально важны для разработки эффективной технологии селекции однодоменных антител, базирующихся на фаговом дисплее. Из полученных данных следует, что С. bactrianus является очень подходящим животным для того, чтобы индуцировать иммунный ответ, который служит в качестве источника для идентификации антиген-специфических VHH, отбираемых с помощью фагового дисплея.

  • МУЛЬТИПЛЕКСНАЯ ПЦР ДЛЯ СОВМЕСТНОЙ АМПЛИФИКАЦИИ ГЕНОВ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ КАРБАПЕНЕМАЗ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КЛАССОВ A, B И D

    ЕГОРОВ А.М., ПОБОЛЕЛОВА Ю.И., РУБЦОВА М.Ю., УЛЯШОВА М.М. — 2014 г.

    Представлен метод совместной амплификации генов бактериальных ферментов карбапенемаз молекулярных классов A, B и D для гибридизационного анализа на ДНК-микрочипах. Использование ДНК-полиме-разы нового поколения KAPA2G Fast («KAPA Biosystems», США) и оптимизация условий мультиплексной ПЦР с 20 парами праймеров позволили проводить совместную амплификацию полноразмерных генов карбапенемаз семи различных типов (KPC, VIM, IMP, SPM, SIM, GIM и OXA) с одновременным включением в них биотина в качестве метки. При этом выход меченого ПЦР-продукта, достаточный для дальнейшего гибридизационного анализа на микрочипе, достигался уже через 40 мин после начала реакции. Это позволило сократить общую продолжительность метода идентификации ДНК, включая стадию пробоподготовки, до 4 ч. Метод идентификации генов на ДНК-микрочипах с усовершенствованной стадией амплификации специфических генов карбапенемаз был апробирован на клинических штаммах грамотрицательных микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii и Enterobacteriaceae spp. с различной чувствительностью к действию карбапенемов по данным фенотипирования. У всех клинических штаммов Acinetobacter baumannii, резистентных к карбапенемам, были обнаружены гены карбапенемаз ОХА-типа (субтипы ОХА-51, ОХА-23, ОХА-40, ОХА-58), у резистентных к карбапенемам клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa - ген металло-бета-лактамазы VIM типа (субтип VIM-2). При тестировании клинических штаммов, чувствительных к карбапенемам, гены карбапенемаз обнаружены не были. Таким образом, метод идентификации генов карбапенемаз на ДНК-микрочипах характеризуется хорошей точностью и может быть использован в клинических микробиологических лабораториях для экспресс-диагностики резистентности, вызванной продукцией карбапенемаз.

  • МУТАЦИИ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК И МЕТОДЫ ИХ КОРРЕКЦИИ (ОБЗОР)

    КАМЕНСКИЙ П.А., МАЗУНИН И.О., ПАТРУШЕВ М.В. — 2014 г.

    Митохондрии - это единственные, кроме ядра, клеточные органеллы животных клеток, содержащие свой собственный геном. Митохондриальная ДНК значительно меньше ядерной по размерам и кодирует всего несколько десятков биологических макромолекул. Тем не менее мутации в митохондриальных генах часто приводят к развитию тяжелых наследственных заболеваний нейромышечного характера. В научной литературе постоянно появляются все новые и новые работы, описывающие ранее не идентифицированные мутации в ДНК митохондрий и их связи с клиническими симптомами. В данном обзоре мы сводим воедино всю имеющуюся на сегодняшний день информацию о таких мутациях, а также о разработанных к настоящему моменту генно-терапевтических подходах к их супрессии.

  • НАНОРАЗМЕРНЫЙ МАРГАНЕЦ-КАЛЬЦИЕВЫЙ КЛАСТЕР ФОТОСИСТЕМЫ II (ОБЗОР)

    АЛЛАХВЕРДИЕВ С.И., ГХОБАДИ М.З., ИТОН-РАЙ ДЖ.ДЖ., НАДЖАФПУР М.М., ТОМО Т., ХАГХИГХИ В., ШЕН ДЖ.-Р. — 2014 г.

    Процесс фотосинтеза, происходящий в цианобактериях, водорослях и растениях, приводит к окислению воды и высвобождению молекулярного кислорода. В связи с истощением запасов ископаемого топлива, в настоящее время исследователями предпринимаются активные попытки использовать природный каталитический центр, обнаруженный в фотосистеме II у оксигенных фотосинтетических организмов, для синтеза биомиметического суперкатализатора окисления воды. Успехи в этой области позволят преодолеть узкое место в разработке путей конверсии энергии солнечного света. В обзоре рассматриваются вопросы структуры и функции водоокисляющего комплекса (ВОК), обнаруживаемого в живой природе, с особым акцентом на последних достижениях Международного научного сообщества, работающего над решением проблемы искусственного расщепления воды на основе ВОК фотосистемы II.

  • НЕЙТРОФИЛЬНЫЕ ВНЕКЛЕТОЧНЫЕ ЛОВУШКИ: МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ, РОЛЬ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ (ОБЗОР)

    ВОРОБЬЕВА Н.В., ПИНЕГИН Б.В. — 2014 г.

    В обзоре представлены современные данные, касающиеся уникального механизма клеточной смерти, характерного для нейтрофилов (НЕТоза). НЕТоз представляет собой процесс, при котором происходит выброс из клеток фибрилл хроматина с адгезированными к ним бактерицидными компонентами гранул, ядра и цитоплазмы (нейтрофильные ловушки). Состав ловушек определяет их бактерицидные, фунгицидные, антипротозойные и антивирусные свойства. В связи с этим их образование рассматривается как важная ответная реакция иммунной системы на патогены. С другой стороны, было показано, что НЕТоз является этиологическим фактором многих воспалительных и аутоиммунных заболеваний, а также участвует в регуляции ряда неинфекционных процессов. В обзоре подробно рассматриваются молекулярные механизмы НЕТоза, его роль в защите хозяина от патогенов, а также участие в неинфекционных, воспалительных и аутоиммунных процессах.

  • НЕПРЕДВИДЕННО СИЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ КОФЕИНА НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ЗАПАДНОЙ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ APIS MELLIFERA

    БОРСУК Г., БЬЯДА М., ГЖИВНОВИЧ К., КРАУЗЕ М., МЕРСКА М., ОЛЧЕВСКИ К., ПАЛЕОЛОГ Е., СТРАЧЕСКА А., ХОБОТОВ Я. — 2014 г.

    Мы изучали влияние кофеина на продолжительность жизни медоносных пчел, их устойчивость к паразитическим грибкам рода Nosema, активность ключевых ферментов и концентрацию некоторых метаболитов в их гемолимфе, а также уровень общего метилирования клеточной ДНК в тканях этих насекомых. Складывается впечатление, что кофеин замедляет обусловленные возрастом изменения в метаболических процессах. Пчелы, получающие кофеин, жили дольше и были менее подвержены заражению паразитическими грибками рода Nosema. Гемолимфа получавших кофеин рабочих пчел содержала повышенное количество белков; их концентрация увеличивалась в процессе взросления, но была понижена у старых насекомых. Кофеин стимулировал активность ферментов антиоксидантной системы (SOD, GPx, CAT, GST), а также AST, ALT, ALP, нейтральных протеаз и ингибиторов протеаз, способствовал увеличению концентрации мочевой кислоты, триглицеридов, холестерина, глюкозы и Ca 2+. Активность кислых и щелочных протеаз под действием кофеина снижалась. Концентрация креатинина и Mg 2+ в гемолимфе рабочих пчел под действием кофеина повышалась, но только до возраста 14 дней. В то же время кофеин значительно снижал уровень метилирования ДНК у старых пчел. Кофеин можно рассматривать как натуральную пищевую добавку, повышающую устойчивость пчел к стрессу. Наши данные свидетельствуют также о возможности использования пчелы A. mellifera в качестве модели для геронтологических исследований.

  • НЕСВЯЗЫВАЮЩИЕСЯ С 5S РРНК МУТАНТНЫЕ ФОРМЫ БЕЛКА L25 ESCHERICHIA COLI ЭФФЕКТИВНО ВСТРАИВАЮТСЯ В РИБОСОМУ IN VIVO

    АНИКАЕВ А.Ю., ГАРБЕР М.Б., ГОНГАДЗЕ Г.М., КЛЯШТОРНЫЙ В.Г., КОРЕПАНОВ А.П., КОРОБЕЙНИКОВА А.В., НИКОНОВ С.В., ПИНДЛ В. — 2014 г.

    5S рРНК-связывающиеся рибосомные белки семейства L25 являются эволюционным приобретением бактерий. Ранее нами было показано, что 1) одиночные замены в РНК-связывающем модуле белка данного семейства приводят к дестабилизации комплекса с 5S рРНК или к невозможности его образования in vitro; 2) AL25 рибосомы Escherichia coli менее эффективны в синтезе белка in vivo, чем контрольные рибосомы. В настоящей работе исследована эффективность встраивания белка L25 E. coli с мутациями в 5S рРНК-связывающем участке в рибосому in vivo. Показано, что мутации в белке L25, лишающие его способности связываться со свободной 5S рРНК, не препятствуют эффективному и правильному встраиванию белка в рибосому. Об этом свидетельствует то, что присутствие даже очень слабо удерживающегося мутантного белка L25 в рибосоме положительно влияет на активность аппарата трансляции in vivo. Это указывает на существование альтернативного пути встраивания данного белка в рибосому, исключающего предварительное образование комплекса с 5S рРНК. В то же время, стабильный контакт с 5S рРНК оказывается очень важен для удержания белка L25 в рибосоме, и в этом ключевую роль играют консервативные остатки РНК-связывающего модуля белка.