научный журнал по химии Биохимия ISSN: 0320-9725

Архив научных статейиз журнала «Биохимия»

  • НИКОТИНАМИДАЗА ИЗ ТЕРМОФИЛЬНОЙ АРХЕИ ACIDILOBUS SACCHAROVORANS: СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

    БЕЗСУДНОВА Е.Ю., МАРДАНОВ А.В., ОСИПОВ Е.М., ПОПОВ В.О., РАВИН Н.В., СКРЯБИН К.Г., СТЕХАНОВА Т.Н. — 2014 г.

    Никотинамидаза - фермент, участвующий в поддержании гомеостаза и рециркуляторном биосинтезе НАД+ у большинства прокариот, что делает его потенциальной мишенью лекарственной терапии. В геноме термофильной археи Acidilobus saccharovorans выявлен ген ( ASAC_0847 ), кодирующий гипотетическую никотинамидазоподобную гидролазу. Продукт экспрессии данного гена в Escherichia coli, NA_AS0847, являющийся гомодимером с молекулярной массой 46,4 кДа, выделен и охарактеризован как Fe2+-содержащая никотинамидаза ( kcat/Km = 427 мM-1 · с-1/пиразинамидаза ( k cat /Km = 331 мM-1 · с-1). Фермент характеризуется высокой термофильностью (Топт = 90°, Ea = 30,2 ± 1,0 кДж/моль) и термостабильностью (Т1/2 (60°) = 180 мин, Т1/2 (80°) = 35 мин), активен в широком диапазоне pH с оптимумом при pH 7,5. Отличительной особенностью NA_AS0847 является присутствие в активном центре ионов Fe2+ вместо Zn2+, а также ингибирование активности микромолярными концентрациями Zn2+. Проведенный анализ аминокислотных последовательностей гомологичных никотинамидаз архей позволил выявить новую консервативную последовательность металлсвязывающего мотива DXHXXXDXXEXXXWXXH.

  • НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ В ОБЛАСТИ ФИЗИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ 2013 Г

    NADEZHDINA E.S. — 2014 г.

  • НОВЫЕ ИНГИБИТОРЫ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ 5-ЛИПОКСИГЕНАЗЫ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ 2-(3-МЕТИЛФЕНИЛ)ПРОПАНОВОЙ КИСЛОТЫ И 4-ЗАМЕЩЕННОГО МОРФОЛИНА

    ВЕСЕЛОВСКИЙ А.В., ГЕРЧИКОВ А.Я., ТАИПОВ И.А., ХАЙРУЛЛИНА В.Р., ЩЕРБИНИН Д.С. — 2014 г.

    Методом молекулярного дизайна 2-(3-бензоилфенил)пропановой кислоты (действующее вещество нестероидного противовоспалительного лекарственного средства «Кетопрофен») с использованием программы SARD-21 сконструированы новые структуры потенциальных ингибиторов 5-липоксигеназы (5-ЛОГ). Эти молекулы были докированы в активный центр 5-ЛОГ. В результате семь соединений показали высокую вероятность связывания с этим ферментом. Два из них могут быть ингибиторами двойного действия, одновременно ингибируя работу 5-ЛОГ и обоих изоформ циклооксигеназы.

  • НОВЫЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАПРОГРАММИРОВАННОСТИ СТАРЕНИЯ - МЕДЛЕННОГО ФЕНОПТОЗА (ОБЗОР)

    СКУЛАЧЕВ В.П., СКУЛАЧЕВ М.В. — 2014 г.

    В настоящем обзоре суммированы новейшие сведения по биохимии и физиологии организма. Эти сведения позволяют утверждать, что старение, т.е. согласованное ослабление с возрастом множества жизненных функций, приводящее к постепенному увеличению вероятности смерти, не есть общее свойство всех живых существ. Уже описаны виды организмов, вероятность смерти которых не зависит от возраста или даже уменьшается с возрастом, что сопровождается неизменной или повышающейся плодовитостью. Для голого землекопа (млекопитающего, относящегося к категории нестареющих) выявлен один из механизмов, страхующий это существо от рака и наиболее распространенных старческих недугов. Ключевую роль в такой страховке играет высокомолекулярный вариант полисахарида гиалуронана - линейного полимера, составленного из многократно повторенного дисахарида глюкуроновой кислоты и глюкозамина. Гиалуронан накапливается в межклеточных пространствах органов и тканей землекопа. Полисахарид обеспечивает раннее контактное торможение деления клеток (антираковый эффект). Кроме того гиалуронан землекопа препятствует развитию определенных типов апоптоза, в частности тех из них, которые индуцируются активными формами кислорода (АФК) (геропротекторный эффект, предотвращающий вызываемое АФК уменьшение количества клеток в органах и тканях стареющих организмов). Необычайное долгожительство голого землекопа (более 30 лет, что очень много для грызуна размером с мышь) связано с его эусоциальным образом жизни, когда размножаются «царица» и ее немногочисленные «мужья», а огромная армия не размножающихся «подчиненных» обеспечивает «царскую семью» защитой от хищников, пищей, строительством и поддержанием подземного лабиринта размером с футбольное поле. Такой образ жизни выводит «семью» из- под давления естественного отбора и делает ненужным старение как программу, которая контрпродуктивна для индивида, но повышает «эволюционируемость» его потомства. Пример голого землекопа показывает факультативность (необязательность) программы старения для организма. Другой довод в пользу факультативности старения дают многочисленные факты, показывающие, что этот процесс может регулироваться организмом. Описаны случаи, когда старение как программа, полезная для эволюции потомков индивида, но контрпродуктивная для него самого, замедляется в условиях, ставящих под угрозу само существование индивида. Таковы ограничения питания (угроза голодной смерти), тяжелая мышечная работа, понижение или повышение температуры среды, небольшие количества ядов (включая АФК; имеется в виду парадоксальный геропротекторный эффект низких доз прооксидантов, тормозящих апоптоз). С другой стороны организму можно искусственно навязать торможение (а может быть и отмену) старения. Это удается сделать выключением генов, кодирующих белки, которые являются участниками программы старения, а именно гены FAT10, p66shc и некоторые другие. Кроме того можно так изменить ген антиоксидантного фермента каталазы, чтобы адресовать его внутрь митохондрий и расщепить митохондриальную перекись водорода, уровень которой растет с возрастом. Однако простейшим в настоящее время способом замедлить программу старения могут служить митохондриально-адресованные низкомолекулярные вещества антиоксиданты пластохиннонилдецилтрифенилфосфония (SkQ1), продлевающие жизнь животных, растений и грибов и тормозящие развитие многих старческих болезней и признаков.

  • НОВЫЙ РЕКОМБИНАНТНЫЙ АНТИ-НБК2/ИЕИ ИММУНОТОКСИН: ПОЛУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

    БАЛАЛАЕВА И.В., ДЕЕВ С.М., ЗДОБНОВА Т.А., СОКОЛОВА Е.А., СТРЕМОВСКИЙ О.А. — 2014 г.

    Получен новый HER2/neu-специфичный рекомбинантный иммунотоксин 4D5scFv-PE40, в котором антитело 4D5scFv (направляющий модуль) соединено с фрагментом псевдомонадного экзотоксина А (эффекторный модуль) в единую полипептидную цепь с помощью гибкого линкера. Полученный иммунотоксин сохранил специфичность и аффинность, характерную для исходного антитела 4D5scFv, и продемонстрировал высокую избирательную цитотоксичность по отношению к опухолевым клеткам, гиперэкспрессирующим онкомаркер HER2/neu. Результаты экспериментов in vitro на культуре клеток, а также in vivo, на животных-опухоленосителях, свидетельствуют о высоком потенциале 4D5scFv-PE40 для таргетной терапии опухолей с гиперэкспрессией HER2/neu.

  • НОВЫЙ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ГЛИЦЕРРЕТОВОЙ КИСЛОТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КЛЕТОК ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ МЕТОДОМ C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОЧАСТИЦ КВАНТУМ ДОТ

    ГЕНГ ВЕЙ, ГУАНГБО ГЕ, ДЖАЙ ХОУ, ЙИ КСИН, КВИАН ШИ, КСУРАН ФЕН, МЕЙРОНГ СЯО, ПЕНГВЕЙ ПЕН — 2014 г.

    Глицерретовая кислота (GA) - производное пентациклического тритерпеноида, образующееся при гидролизе глицерризовой кислоты, была обнаружена в связи с ее антиастматическим действием синергично с агонистами β2-адренергических рецепторов (β2-АR) в опосредуемом этими рецепторами регуляторном пути. Наше исследование ставило своей целью выявить места локализации GA в экспрессирующих β2-АR клетках человека с использованием биохимических и физико-химических подходов. Нами были синтезированы полупроводниковые нанокристаллы CdTe/ZnS квантум дот (QD), модифицированные алкиновыми группировками (QD-AL), а также было получено производное глицерретовой кислоты, несущее концевую азидную группу N3 (ATGA). Средний размер полученных наночастиц QD-AL составил ~10 нм, длина волны эмиссии их флуоресценции равнялась 620 нм. Эти наночастицы были использованы для флуоресцентного обнаружения глицерретовой кислоты и изучения ее распределения на клетках почек эмбрионов человека, экспрессирующих β2-АR (линия EK293-β 2AR). Способность QD-AL специфически взаимодействовать с ATGA на клеточной мембране была изучена также методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии и путем анализа конкурентного ингибирования связывания ATGA с клетками в присутствии GA. Полученные нами данные свидетельствовали о том, что частицы QD-AL могли узнавать ATGA и взаимодействовать с ней на клеточной поверхности в результате «клик-реакции», что явилось новым подходом к изучению локализации GA. Предложенный нами флуоресцентный метод может быть применен для изучения механизма антиастматического синергического действия GA и β2-AR агонистов в регуляторном пути, опосредуемом β2-адренергическими рецепторами.

  • О МЕХАНИЗМАХ ФОТОПРЕВРАЩЕНИЯ ПРОТОХЛОРОФИЛЛИДА В ХЛОРОФИЛЛИД (ОБЗОР)

    БЕЛЯЕВА О.Б., ЛИТВИН Ф.Ф. — 2014 г.

    В обзоре представлены и обсуждаются данные, полученные при исследованиях механизмов первичных фотофизических и фотохимических реакций процесса восстановления протохлорофиллида в этиолированных листьях растений и модельных системах. Можно сделать заключение, что фотовосстановление активных форм протохлорофиллида представляет собой сложный многоступенчатый процесс, включающий образование двух или трех короткоживущих интермедиатов, характеризующихся синглетным сигналом ЭПР. Первый интермедиат, по-видимому, представляет собой комплекс с переносом заряда между протохлорофилли-дом и донором гидрид-иона НАДФН. Донором второго протона является консервативный тирозиновый остаток Tyr-193 фотоэнзима ПОР.

  • О СТАТЬЕ Э.Р. МУСЛИХОВА, И.Ф. СУХАНОВОЙ, П.В. АВДОНИНА «АРАХИДОНОВАЯ КИСЛОТА АКТИВИРУЕТ ВЫБРОС ИОНОВ КАЛЬЦИЯ ИЗ РЕТИКУЛУМА СКЕЛЕТНЫХ МИОТУБУЛ C2C12 ЧЕРЕЗ РИАНОДИНЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ», ОПУБЛИКОВАННОЙ В Т. 79, ВЫП. 5, С. 553-559

    ОРИЗОН О. ВУЛКОТ, ШАХИДУЛ ИСЛАМ М. — 2014 г.

    A recent study published by Muslikhov et al. (Biochemistry (Moscow), 79, 435-439 (2014)) showed that arachidonic acid increases cytosolic Ca 2+ concentrations in C2C12 skeletal myotubes mainly via activation of ryanodine (RY) receptor 1. These results are consistent with the data of other authors demonstrating that arachidonic acid targets RY receptor 2 in clonal and primary pancreatic P-cells (Woolcott et al., 2006; Islam et al., 2002). A novel and intriguing finding by Muslikhov’s group is that arachidonic acid also appears to activate the two-pore ion channel (TPC), this suggesting that arachidonic acid could be a mediator in the interaction between TPCs and RY receptors.

  • ОБРАЗОВАНИЕ КОМПАКТНЫХ СКОПЛЕНИЙ В-ЛИМФОЦИТОВ В ЛЕГОЧНОЙ ТКАНИ ПРИ МИКОБАКТЕРИАЛЬНЫХ ИНФЕКЦИЯХ У МЫШЕЙ ЗАВИСИТ ОТ ПРОДУКЦИИ ЭТИМИ КЛЕТКАМИ TNF И НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ФАКТОРОМ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ХОЗЯИНА

    АПТ А.С., ДРУЦКАЯ М.С., ДЯТЛОВ А.В., ЗВАРЦЕВ Р.В., КОНДРАТЬЕВА Е.В., КОНДРАТЬЕВА Т.К., ЛИНГЕ И.А., НЕДОСПАСОВ С.А. — 2014 г.

    Фактор некроза опухолей (TNF) играет ведущую роль в контролировании хозяином ранней фазы инфекций, вызванных Mycobacterium tuberculosis и M. avium. Ранее было установлено, что продукция TNF фагоцитами и Т-лимфоцитами критически важна для развития защитного иммунитета против M. tuberculosis, но значение продукции TNF В-лимфоцитами не было исследовано. В данной работе мы сравнивали мышей, у которых ген для TNF был генетически выключен только в В-лимфоцитах, с контрольными мышами-однопометниками и показали, что продукция TNF В-клетками является необходимым условием образования в ткани легкого генетически восприимчивых мышей агрегатов В-клеток. Весьма вероятно, что образование таких очагов - это скорее фактор патогенеза изучаемых инфекций, а не элемент защитного иммунитета, поскольку способность образовывать подобные компактные скопления В-лимфоцитов не влияет на тяжесть течения заболеваний, вызванных M. tuberculosis и M. avium.

  • ОЗОН УСТРАНЯЕТ ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ СТРЕССОМ В ПЕЧЕНИ И ПОЧКАХ КРЫС: ЕГО ЭФФЕКТЫ ДО И ПОСЛЕ НАЧАЛА СТАРЕНИЯ

    АЛЬ-САВАЛХИ М.М., МАСУФ М.Н., САФВАТ М.Х., ШАХИН А.А. — 2014 г.

    Известно, что процесс старения сопровождается возросшим уровнем окислительного стресса и противодействия со стороны антиоксидантных защитных систем. Было показано, что контролируемое введение озона является эффективным средством при различных патофизиологических состояниях, вызванных окислительным взрывом. Однако относительно мало было сделано для изучения эффекта озона на биохимические изменения, возникающие в процессе старения. Поэтому настоящая работа была выполнена с целью изучения на двух экспериментальных моделях роли озона в противодействии состоянию окислительного стресса в печени и почках крыс, вызванного старением. В модели «до начала процесса старения» озон вводился перед началом старения во взрослом состоянии, и его введение продолжалось после запуска процесса старения (крысы трехмесячного возраста до достижения ими 15-месячного возраста). В случае использования модели «после начала процесса старения» озон вводился после начала процесса старения, и его введение продолжалось один месяц (крысы 14-месячного возраста до достижения ими 15 месяцев). Введение озона до начала процесса старения существенно понижало уровень маркеров окисления липидов и белков, а именно малонового диальдегида (МДА), содержание карбонильных групп в белках и пониженное накопление пигмента липофусцина в печени и почках крыс. Более того, в почках и печени в значительной степени восстанавливалось содержание восстановленного глутатиона (GSH), а глутатион-пероксидазная активность (GPx) в цитозоле печени приходила в норму. Сходные, но менее выраженные эффекты наблюдались при обработке озоном группы животных, у которых начался процесс старения. Тем не менее, в этой группе введение озона не приводило к выраженному влиянию на содержание липофусцина в печени и почках, а также на содержание восстановленного глутатиона в почках. Эти результаты представляют свидетельства потенциально возможных положительных эффектов озоновой терапии, проводимой до начала процесса старения, с целью нейтрализации ассоциированного со старением хронического окислительного стресса в печени и почках крыс.

  • ОКОЛОЧАСОВЫЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ РИТМЫ (ОБЗОР)

    БРОДСКИЙ В.Я. — 2014 г.

    Представлены данные о метаболических ритмах с периодами, близкими часу (от 20 до 120 мин), их распространении, биохимических механизмах организации, природе, значении для клеточных и органных адаптации, изменениях при старении. Околочасовые ритмы (ОР) обнаружены для массы и размеров клеток, интенсивности синтеза белка, активности ферментов, концентрации гормонов и АТФ, дыхания клеток, рН цитоплазмы. ОР выявлены у бактерии, дрожжеи, некоторых других одноклеточных и многих клеток позвоночных, включая млекопитающих in vivo и in vitro. В клеточной популяции ритмы организуются прямыми межклеточными взаимодействиями. Механизм синхронизации включает мембранные сигнальные факторы организации и дезорганизации ОР и цитоплазматические процессы, приводящие к синхронизации индивидуальных колебаний метаболизма; ключевой фактор согласования колебаний синтеза белка и активности ферментов - фосфорилирование белков. Обсуждается фрактальная природа ОР и данные об их участии в клеточных и органных адаптациях. Отмечены изменения межклеточной кооперации и, соответственно, ОР при старении. Предсказана и экспериментально показана возможность влияний на межклеточную среду, компенсирующих возрастные изменения. Обсуждаются перспективы изучения состава межклеточных сред и свойств рецепторов сигнальных факторов ОР в онтогенезе, особенно, при старении, а также в разных случаях патологии. Одна из перспектив - уточнение понятия биохимической и физиологической нормы с целью нормализации клеточных функций.

  • ОКСИЛИПИНЫ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К АБИОТИЧЕСКИМ СТРЕССАМ (ОБЗОР)

    ЗАСТРИЖНАЯ О.М., КЛИМОВ В.В., САВЧЕНКО Т.В. — 2014 г.

    Оксилипины - сигнальные молекулы, образующиеся ферментативно или спонтанно из ненасыщенных жирных кислот во всех аэробных организмах. Оксилипины вовлечены в регуляцию процессов роста, развития, а также в формирование ответных реакций организма на сигналы внешней среды. Путь биосинтеза ок-силипинов у растений включает несколько параллельных ветвей, по названию первого фермента соответствующей ветви различают путь алленоксидсинтазы, гидропероксидлиазы, дивинилэфирсинтазы, перокси-геназы, эпоксиалкогольсинтазы и другие, в которых образуются разнообразные метаболиты, обладающие высокой биологической активностью. Формирование оксилипинов может происходить и без участия ферментов, в результате действия свободных радикалов и активных форм кислорода. Спонтанно образующиеся оксилипины называются фитопростанами. В большинстве опубликованных статей оксилипины рассматривают в связи с их ролью в формировании ответов растений на биотические факторы внешней среды. Работы, посвященные изучению роли оксилипинов в адаптации растений к абиотическим факторам среды, встречаются реже, отсутствуют обобщение и анализ информации в данной области исследований. В обзоре проведен анализ данных о роли оксилипинов в адаптационных процессах растений в условиях абиотических стрессов, таких как раневой стресс, субоптимальные световые и температурные режимы, обезвоживание и осмотический стресс, воздействие озона и тяжелых металлов. Представлены современные работы, посвященные изучению молекулярных основ действия оксилипинов, выполненные с использованием биохимических, молекулярно-биологических и генетических подходов. Приводятся данные об участии окси-липинов в переносе стрессовых сигналов, регуляции экспрессии стресс-индуцируемых генов, а также о взаимодействии оксилипинов с многочисленными сигнальными путями в клетках. Отдельно описаны общие механизмы действия оксилипинов, позволяющие растению приспосабливаться к широкому спектру стрессовых условий, а также более специфичные защитные ответы, регулируемые оксилипинами при тех или иных абиотических стрессах. Рассмотрены вопросы, касающиеся разработки новых подходов к повышению устойчивости растений к стрессовым условиям, основанные на стимулировании естественных защитных механизмов растений оксилипинами.

  • ОРТОЛОГ ФАКТОРА ОТСУТСТВИЯ ГЛАЗ CAENORHABDITIS ELEGANS EYA-1 НЕОБХОДИМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К СТРЕССАМ

    БИНЙИН ВАНГ, ЖИЖОН ЖО ЖАО, ЙУНФЕНГ ША, КСЮКЮИ ФУ, КСЮСОНГ КСЮ, ХЕ ЛЮ, ХУА ВАНГ, ЮХАО ЧУИ — 2014 г.

    Фактор отсутствия глаз (eya) является высококонсервативным транскрипционным кофактором и одновременно фосфатазой белков и регулирует множество процессов, происходящих в ходе развития многоклеточных животных. Данный белок обладает двойной функцией, работая в ядре в качестве транскрипционного фактора и функционируя в качестве тирозиновой киназы в цитоплазме. В данной работе мы выделили единственный гомолог фактора отсутствия глаз у Caenorhabditis elegans - EYA-1 и разработали эффективную систему подавления экспрессии соответствующего гена с помощью РНК-интерференции, основанную на питании животного. Нам удалось установить, что нокдаун EYA-1 снижает устойчивость к тепловому и окислительному стрессам, ускоряя развитие паралича, вызываемого протеотоксичностью AP1-42 и поли-Q. При тепловом стрессе (35°) нокдаун EYA-1 снижает среднюю продолжительность жизни на 16,8%, что может быть связано со снижением экспрессии гена белка теплового шока 16,2 (hsp-16.2). В условиях окислительного стресса нокдаун укорачивает среднюю продолжительность жизни на 18,7%, что, видимо, опосредовано накоплением внутриклеточных АФК и снижением экспрессии гена супероксиддисмутазы-3 (sod-3). Помимо этого, у животных с нокдауном EYA-1 при окислительном стрессе наблюдалось повышенное накопление липофусцина. Дальнейшие исследования показали, что нокдаун EYA-1 не ингибировал накопление в ядре daf-16 в ответ на стресс у червей дикого типа. С другой стороны, недостаток EYA-1 не приводил к дальнейшему снижению стрессоустойчивости у мутантных по гену daf-16 животных, чувствительных к стрессам. С помощью количественной ПЦР в реальном времени показано, что экспрессия двух генов-мишеней daf-16 - hsp-12.3 и sod-3 снижалась в стрессовых условиях при РНКи-опосредованном подавлении EYA-1. Все установленные факты указывают на то, что EYA-1 необходим для устойчивости червей к стрессовым условиям и, по всей видимости, действует как регулятор экспрессии ассоциированных со стрессоус-тойчивостью генов уровнем ниже, чем daf-16.

  • ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ АППАРАТА ГОЛЬДЖИ В РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТКАХ (ОБЗОР)

    ВАН В., ВИЛЬДАНОВА М.С., СМИРНОВА Е.А. — 2014 г.

    Между микротрубочками, актиновыми филаментами и аппаратом Гольджи существуют как прямая, так и опосредованная связи, которые по-разному проявляются в зависимости от клеточной организации и специализации. Изучению этих связей посвящено много оригинальных исследований и обзоров. В данной статье обсуждается, с чем связаны различия в структурной организации аппарата Гольджи в клетках животных и растений - с особенностями организации микротрубочкового цитоскелета; с тем, что для перемещения и поддержания целостности аппарата Гольджи используются разные компоненты цитоскелета; с особенностями синтетических и секреторных процессов. Мы полагаем, что диспергированное состояние аппарата Гольджи в клетках высших растений нельзя объяснить только особенностями организации системы микротрубочек и отсутствием центросомы как активного центра их организации, потому что сходная организация аппарата Гольджи характерна и для клеток других организмов, имеющих центросому и центросомальные микротрубочки. Одним из важных факторов, определяющих состояние аппарата Гольджи в растительных клетках, является функциональная однородность или функциональная специализация стопок. Функциональная специализация не предполагает объединения стопок в ленту, поэтому диспергированное состояние аппарата Гольджи необходимо поддерживать, хотя не исключена возможность, что оно существует «по умолчанию». Мы предполагаем, что диспергированное состояние аппарата Гольджи у растений поддерживается, с одной стороны, с помощью динамичной связи стопок аппарата Гольджи с системой актиновых филаментов и, с другой стороны, с сайтами выхода продуктов синтеза (endoplasmic reticulum exit sites), распределенными по эндоплазматическому ретикулуму.

  • ОТ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ К ЭКСИТОНАМ: ИЗМЕНЕНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПЕРВИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ ФОТОСИНТЕЗА В XX ВЕКЕ

    ПИЩАЛЬНИКОВ Р.Ю., РАЗЖИВИН А.П. — 2014 г.

    Дано краткое описание теоретической модели первичных процессов фотосинтеза, которая была общепринятой в 50-90 гг. ХХ века, а также экситонной модели, сменившей ее в результате расшифровки структуры светособирающих комплексов (в 1995-1996 гг. и позже). Указаны основные экспериментальные факты, лежавшие в основе старой модели, а также экспериментальные результаты, которые в нее не вписывались и послужили стимулом к развитию новой модели.

  • ПАМЯТИ И.С. КУЛАЕВА

    2014

  • ПАРАДИГМА ЗАПРОГРАММИРОВАННОГО СТАРЕНИЯ: КАК МЫ СТАРЕЕМ (ОБЗОР)

    ДЖИАЦИНТО ЛИБЕРТИНИ — 2014 г.

    Согласно традиционным представлениям («старая парадигма»), процесс старения обусловлен прогрессивным накоплением различных повреждений, в отношении которых естественный отбор не действует. Противоположная точка зрения («новая парадигма») рассматривает старение как избирательное преимущество в категориях надорганизменного естественного отбора, что подразумевает необходимое существование генетически контролируемых специфических механизмов, определяющих его. Целью настоящей работы является изложение с разных позиций тех постепенных изменений, которые обозначают процесс старения, путем демонстрации того как эти изменения четко определяются и регулируются генами. Возможность такого описания, построенного на строгих доказательствах, является необходимым элементом для подтверждения правдивости новой парадигмы и основным аргументом против незыблемости старой парадигмы.

  • ПЕРВИЧНЫЕ ИОН-РАДИКАЛЬНЫЕ ПАРЫ В КОМПЛЕКСАХ ФОТОСИСТЕМЫ II (ОБЗОР)

    МАМЕДОВ М.Д., НАДТОЧЕНКО В.А., СЕМЕНОВ А.Ю., ШЕЛАЕВ И.В., ШКУРАПАТОВ А.Ю., ШУВАЛОВ В.А. — 2014 г.

    Сверхбыстрая абсорбционная спектроскопия с разрешением ~20 фемтосекунд была использована для изучения первичного разделения зарядов в реакционных центрах (РЦ) фотосистемы II (ФСII) и коркомплексах ФСII (комплексах РЦ с прилегающей антенной) при возбуждении с максимумом на длинах волн 700-710 нм при 278 К. Показано, что первичное разделение зарядов между Р680* и Chl D1 (Chl-670) происходит с характерным временем ~1 пикосекунда (пс) с образованием первичного ион-радикального состояния с примесью Р680*: Р680* (1-δ)(Р680 δ++Chl D1 δ-), δ ~0,5. Последующий перенос электрона от Р680 Chl D1 на молекулу феофитина (Pheo) происходит за ~13 пс и сопровождается релаксацией полосы поглощения при 670 нм (Chl D1 δ-) и выцветанием полос Pheo при 420, 545 и 680 нм с образованием полосы Pheo при 460 нм. Дальнейший перенос электрона на QA происходит за ~250 пс в соответствии с ранее полученными данными. Спектры образования Р680 + и Pheo - включают в себя выцветание полосы при 670 нм, что указывает на промежуточное положение ChlD1 между Р680 и Pheo. Кинетика стимулированного излучения при 685 нм демонстрирует две компоненты затухания с характерными временами ~1 пс и ~13 пс, обусловленные образованием Р680 δ+Chl D1 и Р680 + Pheo - соответственно.

  • ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЕГО МЕМБРАННОЙ СЕТИ, ВЫЯВЛЕННЫЕ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФАЗОВОЙ МИКРОСКОПИИ

    ВАЙСС Д.Г., ВЫШЕНСКАЯ Т.В., КУЗНЕЦОВ С.А., ТИЧИНСКИЙ В.П. — 2014 г.

    Метод динамической фазовой микроскопии (ДФМ) был использован для изучения явлений, происходящих в процессе образования сети эндоплазматического ретикулума (ЭПР-сети) в экстрактах икринок лягушки Xenopus, деление которых было задержано на стадии интерфазы. Мы показали, что в процессе формирования трубчатой сети in vitro ЭПР был подвержен периодическим осцилляциям, происходящим с частотой в диапазоне 1,6-2,2 Гц и зависящими от наличия АТР. Спектральная плотность, то есть изображение с данной частотной компонентой на спектре Фурье, строго коррелировала с динамическими изменениями, происходящими в зависимом или независимом от микротрубочек процессе формирования ЭПР-сети, наблюдаемого методами дифференциальной интерференционной контрастной микроскопии и флуоресцентной микроскопии. Поскольку осцилляция с частотой 1,6-2,2 Гц в процессе формирования сети происходила как в присутствии, так и в отсутствие микротрубочек, то кажется вероятным, что эта осцилляция является свойством мембран ЭПР, зависящим от присутствия АТР. Несколько характерных активных и неактивных стадий формирования ЭПР-сети наблюдалось как в присутствии, так и в отсутствие микротрубочек. Однако анализ данных с этих стадий показывает, что микротрубочки и активность динеинового транспортного комплекса оказывают существенное влияние и действуют совместно на кинетику образования ЭПР-сети, контролируя реакцию слияния мембранных комплексов.

  • ПЛАСТИЧНОСТЬ МИГРАЦИИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК: ПРИОБРЕТЕНИЕ НОВЫХ СВОЙСТВ ИЛИ ВОЗВРАТ К «ХОРОШО ЗАБЫТЫМ» СТАРЫМ? (ОБЗОР) РОЛЬ МИКРОТРУБОЧЕК ЦИТОСКЕЛЕТА В РЕГУЛЯЦИИ БАРЬЕРНОЙ ФУНКЦИИ

    АЛЕКСАНДРОВА А.Ю. — 2014 г.

    При развитии злокачественных новообразований опухолевые клетки могут проходить несколько этапов, в процессе которых существенно изменяются их морфология, способности к взаимодействию с другими клетками и внеклеточным матриксом. При этом меняются молекулярные механизмы, регулирующие движение клеток, что в свою очередь приводит к изменению характера и эффективности клеточной миграции. Это так называемые переходы - эпителиально-мезенхимальный и мезенхимально-амебоидный. В результате этих переходов миграция клеток становится все более независимой от окружения, и расселение клеток осуществляется все более агрессивно, что приводит к образованию отдаленных метастазов. Обсуждение особенностей каждого из переходов, специфичности клеточных структур, отвечающих за каждый тип движения, и молекулярных механизмов, их регулирующих, является темой данного обзора.