научный журнал по химии Биохимия ISSN: 0320-9725

Архив научных статейиз журнала «Биохимия»

  • ТАУРИН КАК МОДУЛЯТОР КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЦИТОХРОМА Р450 3А4

    АРЧАКОВ А.И., БЕРНХАРДТ Р., БУЛКО Т.В., КУЗИКОВ А.В., КУКЕС В.Г., МАХОВА А.А., ШИХ Е.В., ШУМЯНЦЕВА В.В. — 2015 г.

    Исследовано влияние биологически активного соединения таурина на стабильность и каталитические свойства гемопротеина цитохрома Р450 3А4. Анализ каталитической активности проводили электрохимическими методами (с помощью циклической и квадратно-волновой вольтамперометрии) с использованием иммобилизованного на электроде цитохрома Р450 3А4. Показано, что таурин в диапазоне концентраций 10-70 мкМ стимулирует электрохимическое восстановление цитохрома Р450 3А4, причем при концентрации 50 мкМ электровосстановление максимально (115 ± 3%). Таурин оказывает выраженный эффект ослабления ингибирования итраконазолом изофермента цитохрома Р450 3А4. Показано, что таурин выполняет защитные функции по отношению к гемопротеину, стабилизируя фермент при проведении электролиза при контролируемом напряжении в присутствии субстрата - эритромицина, что выражается в возрастании «остаточной» восстановленной формы гемопротеина (52 ± 5 и 71 ± 8% соответственно).

  • ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ (ОБЗОР)

    КВИНЬИ ЖАО — 2015 г.

    Непременным условием функционирования всех ферментов в клетке является высокоточная регуляция их активности. Имеющиеся представления об аллостерии и вкладе динамики в регуляцию ферментов основаны на экспериментальных моделях и базируются главным образом на эмпирических наблюдениях. В настоящем исследовании мы предложили теоретическую модель термодинамической регуляции ферментативной активности. Главная наша идея состоит в том, что регуляция активности ферментов заключается в регулировании относительного содержания активных конформационных состояний в реакционном буфере. В обзоре рассматриваются и обсуждаются теоретические основы и экспериментальные подтверждения предложенной нами модели. Мы пришли к заключению, что основные принципы регуляции активности ферментов базируются на законах термодинамики и могут быть описаны в рамках представлений о кривой распределения активных конформационных состояний белковых молекул.

  • УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ЦЕЛЕВОГО БЕЛКА В РАСТЕНИИ ПУТЕМ ЕГО ЭКСПРЕССИИ ПОД КОНТРОЛЕМ ДВУХ СУБГЕНОМНЫХ ПРОМОТОРОВ В СОСТАВЕ ФИТОВИРУСНОГО ВЕКТОРА

    АТАРБЕКОВ И.Г., КАРПОВА О.В., ПУТЛЯЕВ Е.В., СМИРНОВ А.А. — 2015 г.

    В ходе данной работы были созданы несколько вирусных векторов, имеющих архитектуру деконструированного вируса и позволяющих экспрессировать гетерологичные белки в организме растений. В качестве основы для создания этих векторов был использован геном вируса мозаики альтетнантеры (ВМАльт) линии MU. Первый из серии полученных векторов (AltMV-single) имел структуру, характерную для вирусных векторов этого типа, то есть из генома ВМАльт был удален тройной блок генов, а целевой ген находился под контролем первого субгеномного промотора ВМАльт. Второй, созданный нами вектор (AltMV-double), отличался от AltMV-single наличием двух различных вирусных субгеномных промоторов, контролирующих экспрессию целевого гена. Нами было продемонстрировано, что AltMV-double обеспечивает существенно более высокий уровень аккумуляции целевого белка, чем AltMV-single. Кроме того, нами было выяснено, что для обеспечения наблюдаемого усиления экспрессии требуется наличие и функционирование обоих субгеномных промоторов в составе AltMV-double. На основании представленных данных нами был сделан вывод о том, что описанный в данной работе способ контроля экспрессии целевого гена с помощью двух субгеномных промоторов, использованный при создании вектора AltMV-double, является дополнительной возможностью увеличения эффективности экспрессии целевого гена, осуществляемой фитовирусным вектором.

  • УЧАСТИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ВНУТРИИ ВНЕКЛЕТОЧНОГО РН В РАЗВИТИИ ВЫЗВАННОГО ВАРИАБЕЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО ОТВЕТА У ПРОРОСТКОВ ТЫКВЫ

    ВОДЕНЕЕВ В.А., КАТИЧЕВА Л.А., СУРОВА Л.М., СУХОВ В.С., ШЕРСТНЕВА О.Н. — 2015 г.

    Электрические сигналы, представленные у растений потенциалом действия и вариабельным потенциалом (ВП), вызывают обратимую инактивацию фотосинтеза. Связанное с генерацией ВП изменение внутри- и внеклеточного pH является потенциальным механизмом индукции фотосинтетического ответа, что, однако, требует дальнейшего экспериментального исследования. В настоящей работе анализировали влияние изменений pH на индукцию фотосинтетического ответа у тыквы. Показано, что ожог семядольного листа вызывал распространение ВП, который проходил в настоящие листья проростков тыквы, индуцируя снижение уровня фотосинтетической ассимиляции CO 2 и рост нефотохимического тушения флуоресценции; дыхание при этом незначительно активировалось. Величина фотосинтетического ответа линейно зависела от амплитуды ВП. Проведенный с использованием pH-чувствительных флуоресцентных зондов анализ внутри- и внеклеточной концентрации протонов показал, что развитие ВП сопровождалось защелачиванием апопласта (0,4 ед pH) и закислением цитоплазмы (0,3 ед pH). Исследование влияния изменения pH среды инкубации на нефотохимическое тушение флуоресценции выделенных хлоропластов показало, что закисление среды повышало нефотохимическое тушение, при этом амплитуда такого возрастания зависела от величины снижения pH. Полученные результаты свидетельствуют в пользу участия изменений внутри- и внеклеточного pH в индукции вызванного ВП фотосинтетического ответа. Возможные механизмы влияния изменений pH на фотосинтез обсуждаются.

  • УЧАСТИЕ ИНТЕГРИНА α2β1В МЕХАНИЗМЕ АНОИКИСА КЛЕТОК MCF-7 КАРЦИНОМЫ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА

    БЕРМАН А.Е., КАРАЛКИН П.А., КОЗЛОВА Н.И., МОРОЗЕВИЧ Г.Е., СУСОВА О.Ю. — 2015 г.

    Блокирование экспрессии интегрина α2β1 в линии MCF 7 карциномы молочной железы существенно уве личивает чувствительность клеток к субстрат зависимому апоптозу (аноикису) и резко тормозит их клоно образующую активность. Торможение экспрессии α2β1 сопровождается, с одной стороны, увеличением продукции апоптогенного белка p53 и ингибитора циклин зависимых протеинкиназ - белка p27 и, с дру гой - уменьшением продукции антиапоптогенного белка Bcl 2 и полифункционального белка cMyc. Сни жение в клетках α2β1 не влияет на активность протеинкиназы Akt, но резко увеличивает активность кина зы Erk1/2. Торможение последней не влияет на аноикис контрольных клеток, однако снижает до их уровня аноикис клеток с блокированным α2β1. Полученные результаты впервые свидетельствуют, что интегрин α2β1 участвует в защите опухолевых клеток от аноикиса через механизм, основанный на ингибировании сигнальной протеинкиназы Erk

  • ФЕРМЕНТАТИВНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА С УЧАСТИЕМ БИЛИРУБИНОКСИДАЗЫ

    ВАСИЛЬЕВА И.С., КИСИН А.В., МОРОЗОВА О.В., ХЛУПОВА М.Е., ЧЕРТКОВ В.А., ШЕСТАКОВА А.К., ШУМАКОВИЧ Г.П., ЯРОПОЛОВ — 2015 г.

    Дигидрокверцетин (или таксифолин) - один из важнейших представителей флавоноидов, в большом количестве присутствует в лиственнице сибирской. Исследована окислительная полимеризация дигидрокверцетина (ДГК) с участием билирубиноксидазы (БОД) в качестве биокатализатора и изучены некоторые физико-химические свойства полученных продуктов. При оптимальных условиях синтеза в результате ферментативной реакции образуются олигомеры ДГК (олигоДГК) с мол. массой 2800 и индексом полидисперсности 8,6. ОлигоДГК растворимы в диметилсульфоксиде (ДМСО), диметилформамиде (ДМФА) и метаноле. УФ-видимые спектры олигоДГК в ДМСО указывают на наличие системы сопряженных связей. Синтезированные олигоДГК были охарактеризованы методами ЯМР и ИК-спектроскопии. Сравнение спектров ЯМР олигоДГК с мономером и родственными флавоноидами показало, что полимер имеет нерегулярную структуру, образующуюся в результате ферментативного окисления ДГК с последующей неселективной радикальной полимеризацией. По сравнению с мономером олигоДГК имеют более высокую термостабильность и обладают высокой антиоксидантной активностью.

  • ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ОКСИДАЗЫ (ОТ ДРОЖЖЕЙ ДО РАСТЕНИЙ) (ОБЗОР)

    ЗВЯГИЛЬСКАЯ Р.А., РОГОВ А.Г. — 2015 г.

    Митохондрии многих организмов (кроме млекопитающих, архей, некоторых грибов и простейших) помимо классической цитохромоксидазы дыхательной цепи содержат нечувствительную к действию цианида т.н. альтернативную оксидазу (АО), локализованную на внутренней митохондриальной мембране, перенос электронов через которую не сопряжен с синтезом АТР и запасанием энергии. В обзоре рассмотрены механизмы, лежащие в основе многочисленных функций, выполняемых АО у организмов разной сложности организации (от дрожжей до растений). Это, прежде всего, возможность выживания за счет работы АО при ингибировании терминальных компонентов основной дыхательной цепи или утрате способности синтезировать эти компоненты. Очевидна жизненно важная роль альтернативной оксидазы в термогенезе термогенных органов растений, когда АО становится единственной высокоактивной терминальной оксидазой и энергия окисления субстратов через этот окислительный путь превращается в тепло, используемое для испарения летучих веществ, привлекающих насекомых, которые опыляют растения. Важнейшую роль АО играет в уменьшении или предотвращении окислительного стресса, что обеспечивает защиту при действии различных факторов стресса (изменение температуры и интенсивности света, осмотический стресс, засуха, атака несовместимыми штаммами бактериальных патогенов или фитопатогенов или их элиситоров). Показана роль АО при выживании патогенов в клетках хозяина, антивирусной защите, метаболической реорганизации растения во время эмбриогенеза и дифференциации клеток. Приведены примеры использования альтернативной оксидазы в качестве возможного терапевтического средства при различных повреждениях системы митохондриального окислительного фосфорилирования в культивируемых клетках и целых животных.

  • ФОТОБИОСЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ СВЕТЯЩИХСЯ БАКТЕРИЙ (ОБЗОР)

    АЛЕСКЕРОВА Л.Э., ИСМАИЛОВ А.Д. — 2015 г.

    Рассмотрены научные основы получения люминесцентных биосенсоров на основе свободных и иммобилизованных светящихся бактерий. Описаны современные технологии конструирования тест-объектов, процедур иммобилизации бактерий в различных носителях, процедур интегральной и специфической биодетекции токсинов. Проведен анализ данных по получению и использованию в биомониторинге экотоксикантов природных и генно-инженерных штаммов фотобактерий. Особое внимание уделено иммобилизации фотобактерий в криогеле поливинилового спирта. Описаны основные физико-химические, биохимические и технологические элементы стабилизации свечения бактерий в иммобилизованном состоянии. Представлены результаты применения иммобилизованных препаратов фотобактерий в дискретном и непрерывном биомониторинге различных классов экотоксикантов.

  • ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ ИНАКТИВАЦИЯ ГРАМИЦИДИНОВЫХ КАНАЛОВ В БИСЛОЙНОЙ ЛИПИДНОЙ МЕМБРАНЕ: ЗАВИСИМОСТЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ТУШИТЕЛЕЙ СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА ОТ ЛОКАЛИЗАЦИИ ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРА

    АНТОНЕНКО Ю.Н., КОТОВА Е.А., РОКИЦКАЯ Т.И., ФИРСОВ А.М. — 2015 г.

    Изучение ингибирования фотодинамической инактивации каналообразующего пептида грамицидина А двойными связями жирнокислотных цепей липидов выявило зависимость степени защиты грамицидина от глубины расположения фотосенсибилизатора в липидной мембране. Наибольшее защитное действие ненасыщенные липиды проявляли при фотодинамическом повреждении грамицидина, сенсибилизированном погруженным в толщу мембраны амидом диметилового эфира хлорина е 6, наименьшее - в присутствии располагающегося на поверхности мембраны трижды сульфированного алюмофталоцианина. Глубину погружения фотосенсибилизаторов в мембрану оценивали по тушению их флуоресценции йодидом. Действие гидрофильного тушителя синглетного кислорода - аскорбата, напротив, было наиболее выражено в присутствии фталоцианина и меньше всего проявлялось в случае амида диметилового эфира хлорина е 6. Различное защитное действие тушителей синглетного кислорода по отношению к фотодинамическому повреждению пептидов в мембране, очевидно, объясняется тем, что эффективность тушителей возрастает, если они располагаются ближе к фотосенсибилизатору.

  • ФОТОИНДУЦИРОВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СУБКЛЕТОЧНЫХ СТРУКТУР РЕТИНАЛЬНОГО ПИГМЕНТНОГО ЭПИТЕЛИЯ ПЕРЕПЕЛА COTURNIX JAPONICA

    ГУРЬЕВА Т.С., ДАДАШЕВА О.А., ЗАК П.П., ПОГОДИНА Л.С., СЕРЕЖНИКОВА Н.Б., ТРОФИМОВА Н.Н. — 2015 г.

    Работа выполнена на молодых 15-недельных половозрелых самках японского перепела Coturnix japonica, выращенных при разных спектральных видах освещения. Показано, что после 95-дневной ежедневной световой экспозиции в ретинальном пигментном эпителии птиц, содержавшихся при синем освещении (440-470 нм), по сравнению с птицами, выращенными при освещении со сниженной синей световой компонентой, наблюдалось повышение в полтора раза численности митохондрий и фагосом. Также найдено, что содержание птиц при синем освещении по сравнению с другими световыми режимами приводит к увеличению на 15% яйценоскости. Сделан вывод о том, что синее освещение повышает метаболическую активность и ускоряет темп жизни Coturnix japonica. Предполагается, что вероятным механизмом действия синего света является торможение синтеза мелатонина.

  • ХИТИН И ПРОДУКТЫ ЕГО ГИДРОЛИЗА В ЭКОЛОГИИ VIBRIO CHOLERAE (ОБЗОР)

    БАЛАХОНОВ С.В., ВИШНЯКОВ В.С., КУЛИКАЛОВА Е.С., МАРКОВ Е.Ю., УРБАНОВИЧ Л.Я. — 2015 г.

    В обзоре представлены данные о роли хитина и продуктов его гидролиза, образуемых под действием хитиназ холерного вибриона, в механизмах его адаптации в водной окружающей среде, метаболизме, сохранении, приобретении патогенного потенциала и его эпидемиологическом значении. Описано использование микроорганизмом хитина в качестве источника энергии, углерода и азота; ассоциация с ним способствует образованию биопленки на природных хитиновых поверхностях с усилением устойчивости возбудителя холеры к неблагоприятным факторам экологических ниш - организма человека и водной окружающей среды с ее обитателями. Регулируемые соответствующими генами гидролитические ферменты посредством хитинолитического катаболического каскада приводят к полной биодеградации хитина. Последствия взаимодействия клеток V. cholerae с хитином на разных иерархических уровнях включают в себя метаболические и физиологические реакции клетки, такие, как хемотаксис, деление клеток, образование биопленки, индукция генетической компетентности, комменсальные и симбиотические взаимоотношения с высшими организмами, круговорот питательных веществ, патогенность для человека и водных организмов, что служит в экологии микроорганизмов примером успешного взаимоотношения бактерий с субстратом.

  • ХРОНИЧЕСКАЯ ПРОГРЕССИРУЮЩАЯ НЕФРОПАТИЯ ГРЫЗУНОВ КАК БОЛЕЗНЬ ЭКСПАНСИИ СОМАТИЧЕСКОГО МУТАНТНОГО КЛОНА (ОБЗОР-ГИПОТЕЗА)

    МАНСКИХ В.Н. — 2015 г.

    Хроническая прогрессирующая нефропатия представляет собой частое неинфекционное заболевание у стареющих (мыши, крысы) и нестареющих (голый землекоп) грызунов, иногда вызывающее их гибель. Этиология и патогенез его остаются загадочными. Например, остается неясным, что является непосредственной причиной болезни и в каком именно компартменте почки - гломерулярном или тубуло-интерстициальном - происходят первичные, а в каком - вторичные изменения. В настоящей работе предложен возможный сценарий развития прогрессирующей нефропатии, основанный на предположении, что причиной этого заболевания служит появление и распространение мутантного клона клеток канальцевого эпителия, секретирующего провоспалительные и просклеротические цитокины, с учетом некоторых особенностей данной болезни, которые ранее специально не рассматривались. Согласно предложенной концепции секретируемые клоном мутантных клеток цитокины индуцируют хроническое воспаление, пролиферацию фибробластов и активную секрецию ими коллагена, что в итоге приводит к склерозу и утолщению базальных мембран канальцев. Склероз интерстиция и утолщение базальных мембран вызывают сужение некоторых частей нефрона, особенно собирательных трубок, что затрудняет пассаж мочи, повышает гидростатическое давление в канальцах и нарушает процессы фильтрации и реабсорбции в почке. Высокое гидростатическое давление и повышенная из-за нарушения реабсорбции концентрация макромолекулярных соединений в первичной моче приводят к образованию крупных кист и гиалинозу клубочков с развитием почечной недостаточности. Исходя из всего сказанного, можно заключить, что хроническая прогрессирующая нефропатия у грызунов представляет собой особый тип тубуло-интерстициальной дисплазии (или «неопухолевой неоплазии») почек с вторичным вовлечением гломерулярного аппарата на позднем этапе развития болезни. Предложенная концепция развития данного заболевания может иметь существенное значение с точки зрения токсикологической патологии и геронтологии, в частности для анализа особенностей патологий, приводящих к гибели нестареющих животных (голого землекопа).

  • ЦЕЛЕНТЕРАЗИН-ЗАВИСИМЫЕ ЛЮЦИФЕРАЗЫ (ОБЗОР)

    ВЫСОЦКИЙ Е.С., МАРКОВА С.В. — 2015 г.

    Биолюминесценция - явление, широко представленное в природе. Светящиеся организмы встречаются среди бактерий, грибов, простейших, кишечнополостных, червей, моллюсков, насекомых и рыб. Исследования биолюминесцентных систем различных организмов выявили интересную особенность - несмотря на одинаковый конечный результат биохимического процесса - излучение кванта света в видимом диапазоне спектра, механизмы, лежащие в его основе, значительно различаются у представителей различных таксонов. Среди нескольких субстратов биолюминесцентных реакций, идентифицированных в морских светящихся организмах, наиболее часто используются люциферины имидазопиразинонового типа - целентеразин и Cypridina люциферин. Несмотря на один и тот же субстрат, биолюминесцентные белки, катализирующие светоизлучающие реакции в таксономически далеких друг от друга светящихся организмах, не обнаруживают никакого сходства между собой как по аминокислотным последовательностям, так и по пространственным структурам. В обзоре рассмотрены люциферазы различных светящихся организмов, использующих в качестве субстрата целентеразин или Cypridina люциферин, а также модификации этих белков, улучшающие их физико-химические и биолюминесцентные свойства и, следовательно, их возможности для применения в биолюминесцентном биоимиджинге in vivo.

  • ЦИТОХРОМ BD ЗАЩИЩАЕТ БАКТЕРИИ ОТ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО И НИТРОЗИЛИРУЮЩЕГО СТРЕССА: ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ МИШЕНЬ ДЛЯ АНТИМИКРОБНЫХ ПРЕПАРАТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ (ОБЗОР)

    АРЕЗЕ М., БОРИСОВ В.Б., ДАВЛЕТШИН А.И., ЖУФФРЕ А., САРТИ П., СИЛЕЦКИЙ С.А., ФОРТЕ Е. — 2015 г.

    Цитохром bd - терминальная хинол-оксидаза дыхательной цепи бактерий. Этот трехгемовый интегральный мембранный белок генерирует протон-движущую силу с более низкой эффективностью, чем гем-медные оксидазы. Тем не менее в неблагоприятных условиях роста бактерии часто используют в качестве основной терминальной оксидазы цитохром bd вместо гем-медных ферментов. В особенности это относится к некоторым патогенным и условно-патогенным бактериям в ходе колонизации ими клеток хозяина. В этом обзоре суммированы последние данные о вкладе цитохрома bd в устойчивость бактерий к перекиси водорода, оксиду азота и пероксинитриту, вредным соединениям, вырабатывающимся хозяином как часть иммунного ответа на микробные инфекции. Появляется все больше свидетельств в подтверждение гипотезы о том, что оксидазы типа bd способствуют вирулентности бактерий, содействуя выживанию микробов в условиях окислительного и нитрозилирующего стресса. По этим причинам цитохром bd представляет собой белок мишень для разработки противомикробных препаратов нового поколения.

  • ЧЕТЫРЕ КОМПОНЕНТА СОПРЯЖЕННОЙ РЕДОКС-СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА: УГЛЕРОД, АЗОТ, СЕРА, КИСЛОРОД

    ИВАНЕНКО С.И., ЛАСКАВЫЙ В.Н., ТЕРЕШИНА Е.В. — 2015 г.

    С1 соединения участвуют во многих метаболических процессах и регуляциях, включая метилирование ДНК. Продукт окисления метильной группы, формальдегид (ФА), обладает высокой цитотоксичностью. В клетке существуют два пути его утилизации - ассимиляция и окисление. ФА проявляет цитотоксичность, поэтому его окисление считается детоксикацией. Чувствительность к пороговой концентрации ФА мы рассматриваем как свидетельство его важной роли в жизнедеятельности биосистемы. Предлагается модель трехкомпонентой сопряженной редокс-системы, в которой путь окисления метильной группы является архаичным и консервативным донором протонов и электронов, восстановление О 2 - акцептор, аминогруппа аргинина используется для производства мочевины (акцептор) и оксида азота (донор). Четвертый участник редокс-системы - глутатион, поддерживает редокс-баланс. Трехуровневая система доноров протонов включает окисление метильной группы (первый уровень), окисление ацетата в митохондриях (второй уровень) и катаболизм глюкозы в пентозофосфатном пути (третий уровень). В единое целое всю систему объединяют сульфгидрильные группы цистеинов глутатиона, тиоредоксина и а-липоевой кислоты. Регуляторная роль в этой системе принадлежит глутатион-зависимой формальдегиддегидрогеназе, которая контролирует связывание ФА с тетрагидрофолиевой кислотой, метилирование аргинина и денитрозирование сульфгидрильных групп. Сопряженная редокс-система сформировалась в процессе эволюции как объединение редокс-циклов углерода, азота, кислорода и серы.

  • ЧТО КОНТРОЛИРУЕТ ЭКСПРЕССИЮ АНТИГЕНА ТОМСЕНА-ФРИДЕНРАЙХА НА ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТКАХ? (ОБЗОР)

    ГОЛЕЦ ШТЕФФЕН, КАРСТЕН УВЕ — 2015 г.

    Злокачественная трансформация тесно связана с изменениями в гликозилировании белков и липидов, которые в свою очередь вносят вклад в инвазивное и метастатическое поведение опухолевых клеток. Одним примером таких изменений является демаскировка обычно скрытой структуры кора-1, известной также как «антиген Томсена-Фриденрайха», - высокоспецифичного опухолевого гликотопа и потенциального маркера раковых стволовых клеток. В данном обзоре собраны имеющиеся данные о механизме(ах) его экспрессии на опухолевых клетках. Новые данные указывают на тесную связь между метаболизмом опухоли и функционированием аппарата Гольджи. На основании этих данных мы предполагаем, что экспрессия данного антигена является еще и маркером аэробного гликолиза.

  • ЭКСПРЕССИЯ СИГНАЛЬНЫХ И НЕЙРОНАЛЬНЫХ БЕЛКОВ В ПЕНУМБРЕ ВОКРУГ ЯДРА ФОТОТРОМБОТИЧЕСКОГО ИНФАРКТА В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫСЫ

    ДЕМЬЯНЕНКО С.В., ПАНЧЕНКО С.Н., УЗДЕНСКИЙ А.Б. — 2015 г.

    Фотодинамическое воздействие на кору мозга животных с использованием водорастворимого фотосенсибилизатора бенгальского розового, не пересекающего гематоэнцефалический барьер, приводит к агрегации тромбоцитов, закупорке мелких сосудов и локальному инфаркту. Необратимые повреждения клеток в ядре инфаркта распространяются на окружающие ткани. Формируется переходная зона, называемая пенумброй. Быстрый некроз ткани в ядре инфаркта невозможно предотвратить, но можно ограничить более медленное распространение повреждения и защитить клетки пенумбры. Мы изучали изменения морфологии ткани и профиля экспрессии белка в пенумбре. Морфологическое исследование (стандартное окрашивание гематоксилин-эозином) показало, что в коре мозга крыс через 1 ч после фотодинамического воздействия 3 мм ядро инфаркта было окружено пенумброй шириной 1,5-2 мм, где изменения нейронов (гипо- или гиперхромия, пикноз) были ниже, чем в ядре. Протеомное исследование 224 нейрональных и сигнальных белков с помощью микрочипов Panorama Antibody Microarray - Neurobiology («Sigma-Aldrich», США) выявило в ткани пенумбры повышенную экспрессию белков, участвующих в поддержании целостности и навигации нейритов (NAV3, MAP1, CRMP2, PMP22); осуществляющих межклеточные взаимодействия (#-кадгерин) и синаптическую передачу (глутаматдекарбоксилаза, триптофангидроксилаза, Munc-18-1 и Munc-18-3, syn- phylin-1); контроль качества митохондрий и митофагию (PINK1, Parkin); убиквитин-опосредованный протеолиз (UCHL1, PINK1, Parkin, synphylin-1), а также сигнальных белков (PKBa, ERK5) по сравнению с контрольной корой в контралатеральном полушарии. Эти процессы были направлены на поддержание выживаемости и восстановление тканей. Снижение уровня протеинкиназы С, ее изоформ PKCP1/2, а также белка TDP-43 может быть направлено на снижение повреждения ткани. Некоторые из этих белков могут потенциально служить маркерами нейропротекции и нейродегенерации, а также потенциальными мишенями для фармакологического воздействия на поврежденные ткани пенумбры.

  • ЭКСТРАКЦИЯ ГИСТОНА Н1 И ДЕКОНДЕНСАЦИЯ ЯДЕРНОГО ХРОМАТИНА С РАЗНЫМИ MG-ЗАВИСИМЫМИ УРОВНЯМИ ОРГАНИЗАЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПОЛИГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ И ДИСТАМИЦИНА

    КОЛОМИЙЦЕВА Г.Я., ПРУСОВ А.Н., СМИРНОВА Т.А. — 2015 г.

    В условиях низкой ионной силы (20-25 мМ) и концентрации Mg 2+ от 2 до 5 мМ хроматин в ядрах печени крысы имеет конденсированную структуру (глобулы 100-200 нм) и дает одинаковый сигнал КД (320-340 нм) при взаимодействии с антибиотиком дистамицином А (ДМ). Снижение концентрации Mg 2+ до 1 мМ приводит к деконденсации хроматина до структур 30 нм и увеличению сигнала КД. Поли-(Ь)-глутаминовая кислота (ПГ) при ПГ/ДНК = 6 в присутствии 5 мМ Mg 2+ экстрагирует только восьмую часть ядерного гистона Н1, оставляя структуру хроматина конденсированной. Удаление одной четверти Н1 при 3 мМ Mg 2+ приводит к деконденсации хроматина до фибрилл 30 нм. Экстракция около половины гистона Н1 в среде с [Mg 2+] < 2 мМ разворачивает хроматин до нуклеосомного уровня. Деконденсация под действием ПГ приводит к значительному увеличению сигнала КД. Основная экстракция Н1 происходит за 1-2 мин, но при всех концентрациях Mg 2+ выявляется более медленно экстрагируемая с помощью ПГ фракция Н1, составляющая 5-7% ядерного Н1. Из оставшегося в ядре гистона Н1 около 25% может быть экстрагировано ПГ в присутствии насыщающей концентрации ДМ (ДМ/ДНК = 0,1). Выход Н1 существенно зависит от концентрации ПГ. Однако даже при высоких соотношениях ПГ/ДНК = 30 и ДМ/ДНК = 0,1 из ядра не удается удалить 5-10% гистона Н1. Деконденсация хроматина в ядре не всегда пропорциональна экстракции гистона Н1 и ослабляется в присутствии положительно заряженного ДМ или больших концентраций ПГ. Наши результаты показывают, что взаимодействие ДМ с хроматином зависит, прежде всего, от уровня его упаковки, а действие ПГ - от концентрации Mg 2+, поддерживающего данный уровень.

  • ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕПТИДЕРГИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ ПРИ СТАРЕНИИ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА

    АШАПКИН В.В., ВАНЮШИН Б.Ф., ЛИНЬКОВА Н.С., ХАВИНСОН В.Х. — 2015 г.

    При старении культур клеток поджелудочной железы и бронхиального эпителия человека изменяется уровень экспрессии генов, кодирующих специфические для этих клеток факторы транскрипции и другие функционально важные белки. Пептиды КЕDW и АЕDL оказывают тканеспецифическое действие на экспрессию генов и синтез белков в культурах клеток поджелудочной железы и бронхиального эпителия, соответственно. В данной работе установлено, что с увеличением возраста культуры и под действием пептидов изменяется профиль метилирования промоторных участков генов РDХ1, РАХ6, NGN3, NКХ2-1, SСGВ1А1 и это коррелирует с изменениями в уровне экспрессии этих генов. Устойчивые изменения уровней экспрессии генов могут быть обусловлены изменениями в метилировании промоторных областей. Вместе с тем характер метилирования гена РАХ4 в панкреатических клетках и генов FОХА1, SСGВ3А2, SFТРА1 в бронхиальных клетках не изменяется с возрастом и при действии пептидов, в то время как уровень их экспрессии изменяется в обоих случаях. Промоторная область гена FОХА2 в панкреатических клетках содержит небольшое число метилированных СрG-сайтов, степень метилирования которых изменяется с возрастом и при действии пептида КЕDW, однако корреляции между этими изменениями и уровнем экспрессии гена не выявлено. В бронхиальных клетках промоторная область гена FОХА2 полностью неметилирована независимо от возраста культуры, в том числе и при действии пептида АЕDL. Изменения в характере метилирования промоторных участков могут быть причиной возрастных и индуцированных пептидами изменений в уровнях экспрессии генов РDХ1, РАХ6, NGN3 в панкреатических клетках и генов NКХ2-1 и SСGВ1А1 в бронхиальных клетках. Экспрессия генов РАХ4, FОХА2 в панкреатических клетках и FОХА1, FОХА2, SСGВ3А2, SFТРА1 в бронхиальных, по-видимому, контролируется иными механизмами.

  • ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР ТРАНСКРИПЦИИ Y (NF-Y) ТОРМОЗИТ ПРОЛИФЕРАЦИЮ И ИНГИБИРУЕТ ЭКСПРЕССИЮ ФАКТОРА SOX2 В КЛЕТКАХ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ КАРЦИНОМЫ ЧЕЛОВЕКА ЛИНИИ NT2/D1

    МАРЬЯНОВИЧ ВИСЕНТИЧ Д., МОЙСИН М., СТЕВАНОВИЧ М., ТОПАЛОВИЧ В. — 2015 г.

    Ядерный фактор NF-Y относится к факторам транскрипции эмбриональных стволовых клеток и принимает участие в регуляции клеточной пролиферации. В данной работе исследована роль NF-Y в поддержании полипотентного состояния клеток NT2/D1 - наиболее хорошо изученной линии эмбриональной карциномы человека в культуре. Проведен анализ метода белковой трансдукции и показано, что он является эффективным способом повысить уровень экспрессии А субъединицы NF-Y (NF-YA) в клетках NT2/D1. Осуществлена трансдукция в клетки NT2/D1 гибридного белка GST-TAT-NF-YAs, несущего укороченную форму NF-YA (NF-YAs), и изучено ее влияние на пролиферацию клеток NT2/D1. Установлено, что при повышенной экспрессии NF-YAs пролиферативный потенциал клеток NT2/D1 значительно падал, и это повышение оказывало негативное воздействие на продукцию ими фактора транскрипции SOX2, являющегося специфическим маркером полипотентных стволовых клеток. И наконец, оценка уровня экспрессии белка р53 свидетельствовала, что процесс торможения роста клеток NT2/D1 под действием NF-Y был р53-независимым.