Журнал биохимия архив номеров

Архив научных статейиз журнала «Биохимия»

• ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОЛИВАЮЩИЕ НОВЫЙ СВЕТ НА СТАРЕНИЕ

  КЕТЧЕР Г.Л. — 2013 г.

  Сначала я рассмотрю, почему все модели старения, предполагающие, что стареющие клетки необратимо теряют свойственные им в молодости возможности вследствие таких механизмов, как накопление дисфункций, накопление повреждений и/или накопление токсичных продуктов обмена веществ, как было показано, неверны. Затем я вкратце обсужу модели старения и предложу эксперимент, позволяющий выявить различия между этими моделями и обеспечить основу для омоложения организма. Важные моменты: 1) явление омоложения клеток служит проверкой теорий старения, основанных на износе и накоплении дефектов; 2) представленные данные свидетельствуют о том, что возрастной фенотип клетки зависит от ее окружения, а не от ее возраста; 3) предложен простой эксперимент для выявления различий между теориями старения.

• КАК НАШЕ ТЕЛО УЗНАЕТ О СВОЕМ ВОЗРАСТЕ? ГИПОТЕЗА ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИХ ЧАСОВ

  МИТТЕЛЬДОРФ ДЖ.ДЖ. — 2013 г.

  У животных и растений имеются биологические часы, помогающие регулировать циркадные циклы, сезонные ритмы, рост, развитие и половое созревание. Поэтому представляется оправданным предположение о том, что процессы старения также находятся под влиянием одних или нескольких биологических часов. В соответствии с эволюционным подходом, впервые сформулированным Дж. Уильямсом, несколько видов часов могут влиять на старение организма. В качестве таких часов, регулирующих процессы старения, были предложены супрахиазматическое ядро, гипоталамус, инволюция тимуса и клеточное старение. Недавно была подтверждена роль клеточного старения, опосредованного укорачиванием теломер, как основного регулятора старения. Известно, что экспрессия генов меняется с возрастом, и, в частности, метилирование ДНК подвержено определенным изменениям, зависящим от возраста. В данной статье я выдвигаю нового кандидата на роль часов, регулирующих старение, основываясь на эпигенетике и уровне метилирования хромосом, особенно в стволовых клетках. Если данная гипотеза найдет свое подтверждение, этот механизм может стать важным объектом медицинских исследований.

• КЕП-НЕЗАВИСИМАЯ ИНИЦИАЦИЯ ТРАНСЛЯЦИИ ПО СКАНИРУЮЩЕМУ МЕХАНИЗМУ У МРНК APAF-1 ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ОСОБЕННОСТЯМИ ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ ЕЕ 5′-НЕТРАНСЛИРУЕМОЙ ОБЛАСТИ

  АНДРЕЕВ Д.Е., ДМИТРИЕВ С.Е., ТЕРЕНИН И.М., ШАТСКИЙ И.Н. — 2013 г.

  Ранее нами было показано, что 5′-нетранслируемая область (5′-НТО) мРНК, кодирующей фактор актива- ции апоптотической пептидазы (Apaf-1) может направлять трансляцию in vivo строго 5′-конец-зависимым способом даже в отсутствие m7G-кепа. Зависимость эффективности трансляции от наличия кепа для этой 5′-НТО оказалась относительно небольшой. В данной работе мы демонстрируем, что 5′-проксимальная часть (домены I и II) высокоструктурированной 5′-НТО Apaf-1 определяет пониженную кеп-зависимость. Примечательно, что домен II в контексте короткой 5′-НТО сам по себе оказался способным понижать зави- симость мРНК от кепа. Мы предполагаем, что низкая кеп-зависимость отдельных мРНК может иметь важ- ное физиологическое значение при тех видах стресса, когда нарушена функция кеп-связывающего факто- ра eIF4E.

• КИНАЗА-3Р ГЛИКОГЕНСИНТЕТАЗЫ ПРИНИМАЕТ УЧАСТИЕ В ПРОЦЕССЕ АКТИВАЦИИ КЛЕТОК ЭНДОТЕЛИЯ, ИНДУЦИРОВАННОМ С-РЕАКТИВНЫМ БЕЛКОМ

  ВЕЙ-ХУА ЛИУ, ШАО-ДЖУН ЛИУ, ШИ-МИНГ ЛИУ, ЮН ЦХОНГ — 2013 г.

  С-реактивный белок (CRP) вносит важный вклад в возникновение атеросклероза и является предвестником риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Роль CRP в активации клеток эндотелия (EC) широко изучается, однако индуцируемые этим белком регуляторные пути пока еще не прослежены полностью. В представленной работе было изучено воздействие киназы- 3β гликогенсинтетазы (GSK- 3β) на индуцированный CRP процесс активации EC. Мы установили, что CRP снижал активность эндотелиальной NO син-тетазы (eNOS) во время активации клеток эндотелия. Помимо этого, CRP активировал GSK- 3β путем снижения степени ее фосфорилирования по остатку Ser9, а также уменьшал в зависимости от времени инкубации уровень экспрессии белка β-катенина. Мы также обнаружили, что под действием специфических ингибиторов GSK- 3β (TDZD-8 и SB415286) происходило частичное восстановление активности eNOS и наблюдалась супрессия секреции эндотелиальными клетками белковых факторов адгезии, таких как молекула-1 межклеточной адгезии (ICAM-1) и молекула-1 адгезии васкулярных клеток ((VCAM-1). Полученные нами новые данные служат доказательствами участия GSK- 3β в активации EC.

• КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ АСПЕКТЫ РНК-САЙЛЕНСИНГА У ЖИВОТНЫХ

  ПАНЗОН-РЕСТРЕПО Н., СЕЙЦ Э., СЕРГЕЕВА А.М. — 2013 г.

  Короткие РНК (миРНК, sirEIX и piNK) обладают рядом уникальных черт, которые позволяют четко их отличить от других известных регуляторов экспрессии генов. Активно изучаются структурная организация генов коротких РНК, механизм их действия и возможные биологические функции. В обзоре подробно рассматриваются количественные аспекты процессов, в которых принимают участие короткие РНК. Изучение количественных характеристик этих РНК дало толчок к разработке более чувствительных методов их детекции и улучшению методов статистической обработки результатов. Механизмы работы РНК легли в основу развития новых концепций, которые можно распространить и на другие регуляторы экспрессии генов. Количественный анализ изменений на физиологическом уровне лежит в основе научной практики, поэтому методологические вопросы, возникшие при изучении коротких РНК стимулировали многочисленные творческие инновации со стороны научного сообщества.

• КООРДИНАЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ В ХОДЕ АТЕРОГЕНЕЗА

  МОРОЗОВ И.А., ОРЕХОВ А.Н., РУБЦОВ П.М., САМОХОДСКАЯ Л.М., СМИРНОВ А.Н., СОБЕНИН И.А., ЩЕЛКУНОВА Т.А. — 2013 г.

  Для выявления общих закономерностей в регуляции экспрессии генов в ходе атерогенеза проведен корреляционный анализ измеренного с помощью количественной ПЦР содержания 34 видов мРНК нескольких функциональных групп в образцах интимы аорты человека, содержащих ткань без повреждений и атеро-склеротические повреждения типа I (начальные повреждения), II (жировые полоски) и Va (фиброатеромы). Обнаружено, что связность между содержанием мРНК в атеросклеротических повреждениях и содержанием тех же мРНК в интактной ткани прогрессивно снижается с развитием заболевания. Эти данные находятся в соответствии с представлением о том, что последовательные морфологические типы атеросклеротичес-ких повреждений соответствуют стадиям атерогенеза. Обнаружено также, что содержание отдельных видов мРНК внутри образцов одного типа может коррелировать между собой, причем степень этого сопряжения для суммарной выборки мРНК растет при прогрессии заболевания. Исключением из этого правила служит «провал» в степени сопряжения для нескольких функциональных групп мРНК в повреждениях типа I. Этот «провал», возможно, указывает на особое место повреждений этого типа в патогенезе. Статистически значимые корреляционные связи между мРНК, обнаруженные во всех типах образцов, в общей сложности составляют около 50% от всех возможных корреляций. При этом 66% выявленных корреляций являются консервативными, т.е. общими для двух или более типов образцов ткани. По степени связности между собой исследованные мРНК могут быть разделены на четыре кластера, состав которых существенно меняется при прогрессии заболевания, которая сопровождается также снижением количества регуляторных факторов, определяющих координацию в экспрессии исследованных генов.

• ЛАККАЗЫ: СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТНОГО КОМПЛЕКСА, КАТАЛИЗИРУЮЩЕГО ОДНОЭЛЕКТРОННУЮ РЕАКЦИЮ

  МОТ А.С., СИЛАГИ-ДУМИТРЕСКУ Р. — 2013 г.

  Лакказа (р-дифенол : диоксиген оксидоредуктаза), один из самых первых открытых ферментов, содержит четыре иона меди в двух активных центрах и катализирует моноэлектронную реакцию окисления таких субстратов, как фенолы и их производные или ароматические амины. Этот процесс окисления сопровож- дается переносом четырех электронов на молекулярный кислород (диоксиген) с образованием воды. Меха- низм катализа ферментативной реакции изучали в течение десятков лет, однако полностью он пока еще не выяснен, особенно в части, касающейся восстановления кислорода до воды. Основные особенности стро- ения молекулы фермента изучаются в различных группах исследователей с применением метода дифракции рентгеновских лучей, ЭПР, точечного сайт-специфичного мутагенеза. Повышенный интерес к лакказам вызван их широким использованием в биотехнологии. В данном обзоре представлены результаты новейших исследований общих характерных особенностей строения молекул различных лакказ, структуры и функцио- нирования их активных центров, а также предполагаемых механизмов ферментативной реакции.
• ЛЕКТИНЫ МОРСКИХ ГИДРОБИОНТОВ (ОБЗОР)

  КОНДРАШИНА А.С., ЛИ В., ЛУКЬЯНОВ П.А., МОЛЧАНОВА В.И., ЧЕРНИКОВ О.В., ЧИКАЛОВЕЦ И.В. — 2013 г.

  В обзоре представлены данные литературы, а также приведены результаты собственных исследований, касающиеся лектинов, выделенных из отдельных представителей морских гидробионтов: двустворчатых моллюсков, асцидий, морских червей, губок и морских водорослей. Проведен сравнительный анализ основных физико-химических характеристик и биологической активности лектинов, выделенных из разных источников.

• ЛЕПТИН ЧЕЛОВЕКА СТИМУЛИРУЕТ ПРОЛИФЕРАЦИЮ КЛЕТОК АДЕНОКАРЦИНОМЫ A549 ПУТЕМ БЛОКИРОВАНИЯ АПОПТОЗА, ИНИЦИИРОВАННОГО СТРЕССОМ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА

  ВЕЙ ВАНГ, ЙОЛ СУ, ХЕЙЧЕНГ ЙЕН, ЧЕНГВУ ДУ — 2013 г.

  Рак легких – заболевание, характеризующееся бесконтрольным ростом клеток в тканях легкого. Лепнин – это прейотропный гормон, обладающий антиапоптотическим и пропролиферативным действием и принимающий участие в некоторых регуляторных путях. Однако, пока мало что известно о механизме его антиапоптотического действия при немелкоклеточном раке легкого (NSCLC). Это и послужило предметом нашего исследования. Мы изучали пролиферацию, апоптоз и специфику механизма действия лептина в раковых и в трансфецированных клетках, экспрессирующих повышенные количества лептина. Для определения лептина, фосфо-PERK (p-Perk), IRE1, расщепленной формы ATF6, сплесненной формы XBP1, eIF2-α, TRAF2, CHOP и каспазы 12 – использовали метод иммуноблоттинга. Для определения специфических мРНК, появляющихся в результате стресса эндоплазматического ретикулума (ЭР), использовали метод полуколичественной ПЦР в режиме реального времени. Установлено, что в клетках аденокарциномы легких человека линии A549 и в трансфецированных клетках лептин мог ингибировать транскрипцию специфических мРНК, а также экспрессию соответствующих им белков, появляющихся при индуцированном цисплатином стрессе ЭР. Показано, что протеинкиназа PERK и активирующий фактор транскрипции ATF6, вовлеченные в UPR (реакция на частично денатурированные белки) стресса ЭР, участвуют в процессе воздействия лептина на апоптоз. Установлено также, что уровни экспрессии фактора транскрипции XBP1 и фактора TRAF2 в клетках, практически не экспрессирующих лептин (A549-siLPT и нетрансфецированные клетки BEAS2B), существенно увеличивались под воздействием цисплатина. Экспрессия проатоптотического фактора транскрипции CHOP блокировалась в клетках, экспрессирующих лептин (клетки A549 и трансфецированные клетки BEAS2B групп LPT-PeP и LPT-EX). Мы предположили, что лептин мог инициировать пролиферацию клеток путем блокирования апоптоза, индуцированного стрессом ЭР. Это блокирование осуществлялось при посредстве р#Perk и ATF6 путем ингибирования экспрессии CHOP.

• ЛОКАЛИЗАЦИЯ НЕНАТИВНЫХ ФОРМ D-ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ В КЛЕТКАХ HELA В ХОДЕ НОРМАЛЬНОГО РОСТА И АПОПТОЗА

  АРУТЮНОВ Д.Ю., АРУТЮНОВА Е.И., ДОМНИНА Л.В., МАКШАКОВА О.Н., МУРОНЕЦ В.И., ЧУДИНОВА А.А. — 2013 г.

  Моноклональные антитела, не способные связываться с нативными тетрамерами D-глицеральдегид-3-фос- фатдегидрогеназы (ГАФД), были использованы для исследования внутриклеточной локализации ненатив- ных форм этого белка (димеров, свернутых и денатурированных мономеров). Иммунофлуоресцентный ана- лиз выявил преимущественную локализацию ненативных форм ГАФД в ядрах клеток HeLa. В цитоплазме ненативные формы ГАФД образовывали комплексы с актиновыми филаментами. Инкубация клеток HeLa с фактором некроза опухолей (ФНО-α) и ингибитором белкового синтеза эмитином приводила к резкому увеличению количества ненативной ГАФД в ядрах. Гиперпродукция белка Bcl-2 в клетках HeLa не влияла на распределение ненативной ГАФД в растущих клетках, но предотвращала наступление апоптоза и увели- чение количества ненативной ГАФД при инкубации с ФНО-α.

• МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ГЛИКАНОВ (ОБЗОР)

  КЭТРИН Е. КОСТЕЛЛО, ЛИАНГ ХАН — 2013 г.

  Новые эффективные подходы, основанные на применении масс-спектрометрии, совершают революцию в структурном анализе и профилировании гликанов и гликоконъюгатов. В настоящей работе рассмотрены основные биосинтетические пути, обусловливающие биологическое разнообразие в гликобиологии, с акцентом на гликопротеинах, а также подходы, которые могут быть использованы для оценки гетерогенности их углеводного состава. Среди них: получение производных, они оффлайн хроматография, электронапыление и матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация и различные методы диссоциации; особое внимание уделено недавно внедренным электронным методам.

• МЕЛАНОКОРТИНОВЫЕ РЕЦЕПТОРЫ ПЕРВОГО ТИПА И МЕЛАНОМА (ОБЗОР)

  ДУРЫМАНОВ М.О., РОЗЕНКРАНЦ А.А., СЛАСТНИКОВА Т.А., СОБОЛЕВ А.С. — 2013 г.

  Лечение меланомы традиционными химиотерапевтическими средствами обычно малоэффективно, поэтому значительный интерес представляет использование специфических особенностей этой опухоли для разработки новых методов лечения. Одной из таких особенностей является сверхэкспрессия меланокортиновых рецепторов первого типа (MC1R) на поверхности клеток подавляющего большинства меланом человека, благодаря чему MC1R могут рассматриваться в качестве маркера данного вида опухолей. В норме MC1R играют ключевую роль в защите кожи от повреждающего действия ультрафиолета за счет регуляции образования эумеланина, их активация задействована в регуляции деления меланоцитов. В обзоре рассматриваются особенности регуляции и экспрессии MC1R, нормальных меланоцитов и клеток меланомы, а также возможная связь MC1R с сигнальными путями, регулирующими пролиферацию клеток опухоли. MC1R представляют собой поверхностные эндоцитируемые рецепторы, поэтому их использование для диагностики и доставки терапевтических агентов вызывает большой интерес. К настоящему времени в процессе разработки находится целый ряд новых терапевтических подходов с использованием MC1R, включая эндорадиотерапию при помощи эмиттеров α- и β-частиц и электронов Оже, фотодинамическую терапию и генотерапию.

• МЕХАНИЗМ ИНДУКЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА В МИТОХОНДРИЯХ ПЕЧЕНИ НИЗКИМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ТЕРТ-БУТИЛГИДРОПЕРОКСИДА

  МОХОВА Е.Н., ФЕДОТЧЕВА Н.И. — 2013 г.

  Изучен механизм действия терт-бутилгидропероксида (tBHP) на митохондрии печени по кинетике сниже- ния ƒƒ в ответ на внесение последовательных добавок tBHP в низкой концентрации. Установлено, что FeSO4 значительно увеличивает повреждающее действие tBHP, и что этот эффект возрастает в присутствии низких концентраций ионов Са2+, начиная с 2 мкМ СаCl2. Циклоспорин А предотвращает эти эффекты. Полученные данные показывают, что при окислении пирувата в изолированных митохондриях печени пов- реждающее действие низких концентраций tBHP обусловлено открытием неспецифической Са2+-зависи- мой циклоспорин А-чувствительной поры во внутренней мембране митохондрий. Применение разработан- ного в данной статье метода изучения регуляторов окислительного стресса иллюстрируется на примере про- оксидантного действия аскорбата. Предлагается использовать разработанный в настоящей работе метод для исследования митохондрий при гемохроматозе — патологии, вызванной избыточным накоплением железа.

• МЕХАНИЗМЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ МОДИФИКАЦИИ ЭНДОНУКЛЕАЗ WEN1 И WEN2 ИЗ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ

  ВАНЮШИН Б.Ф., ФЕДОРЕЕВА Л.И. — 2013 г.

  Гидролиз ДНК эндонуклеазами WEN1 и WEN2 из проростков пшеницы имеет выраженный процессивный характер. Выявлена корреляция между появлением отличных по длине новых продуктов гидролиза ДНК и конформационными изменениями структуры ферментов. Первый конформационный переход эндонукле- аз связан с появлением в ходе гидролиза ДНК крупных фрагментов длиной более 500 пар нуклеотидов (п.н.), второй — с образованием олигонуклеотидов длиной 120-140 п.н. и третий — с образованием разных низкомолекулярных олигонуклеотидов и мононуклеотидов. Образование комплекса фермент-ДНК сопро- вождается появлением флуоресценции при ƒ = 410-440 нм. Интенсивность, положение и число максиму- мов флуоресценции в этой области спектров у комплексов WEN1-ДНК и WEN2-ДНК различны и зависят от статуса метилирования ДНК и ионов магния. Эндонуклеазы гидролизуют ДНК по двум механизмам — металл-независимому и металл-зависимому от одного или двух ионов магния. В каталитический центр WEN1 входит один, а WEN2 — два иона магния. Первый (сайт-специфичный) этап гидролиза ДНК не зави- сит от присутствия ионов магния. Ионы магния приводят к изменению эндонуклеазами сайтовой специфичности действия (WEN1) и способности распознавать статус метилирования ДНК. Продукты гидролиза ДНК эндонуклеазами WEN1 и WEN2 в присутствии ионов магния сходны по длине (120-140 п.н.). Эндонуклеазы имеют, по крайней мере, два центра (домена) — каталитический и субстрат-связывающий. В каталитический центр WEN1 входят два остатка гистидина и, по-видимому, по два остатка лизина и дикарбоновых аминокислот. У WEN2 в этом центре находятся по крайней мере один остаток гистидина и, по-видимому, два остатка аспарагиновой или глутаминовой аминокислот, которые участвуют в координировании ионов металла. Каталитический центр WEN1 предположительно образуют аминокислотные остатки HD/E(D/EК)KH, а WEN2 — HD/ED/E. Специфичность действия эндонуклеаз определяется ДНК-связы- вающим доменом. В этот домен входят остатки дикарбоновых аминокислот, которые, по-видимому, определяют чувствительность эндонуклеаз к статусу метилирования ДНК. Гидроксильная группа остатков тирозина возможно также участвует в узнавании метилированных оснований в ДНК.

• МИТОХОНДРИАЛЬНО-АДРЕСОВАННЫЕ КАТИОНЫ ЗАМЕДЛЯЮТ СТАРЕНИЕ И ГИБЕЛЬ ЛИСТЬЕВ ARABIDOPSIS THALIANA, УВЕЛИЧИВАЮТ ВЕГЕТАЦИОННЫЙ ПЕРИОД И УЛУЧШАЮТ СТРУКТУРУ УРОЖАЯ ПШЕНИЦЫ TRITICUM AESTIVUM

  ДЗЮБИНСКАЯ Е.В., ИОНЕНКО И.Ф., КИСЕЛЕВСКИЙ Д.Б., САМУИЛОВ В.Д., САМУИЛОВ Ф.Д. — 2013 г.

  Пластохинон или его метилированная форма, ковалентно связанные с проникающим через мембраны ка- тионом децилтрифенилфосфония (SkQ1 и SkQ3), замедляли старение розеточных листьев Arabidopsis thaliana и их гибель. Сходное действие оказывал додецилтрифенилфосфоний (C12TPP+). Как и SkQ1, C12TPP+ предотвращал образование активных форм кислорода (АФК) в митохондриях клеток растений, ре- гистрируемое по флуоресценции 2′,7′-дихлорфлуоресцеина. SkQ1 увеличивал продолжительность вегетаци- онного периода, общую и продуктивную кустистость, улучшал структуру урожая и повышал продуктив- ность пшеницы Triticum aestivum. Результаты свидетельствуют об антиоксидантном действии испытанных соединений, об участии митохондриальных АФК в старении и гибели листьев растений A. thaliana, о повы- шении кустистости и улучшении структуры урожая пшеницы при воздействии SkQ1.

• МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПАТОЛОГИЙ С ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ СТРЕССОМ. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАЩЕЛАЧИВАНИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИТОХОНДРИЙ

  МОХОВА Е.Н., ФЕДОТЧЕВА Н.И. — 2013 г.

  Ранее нами был разработан метод наблюдения за развитием окислительного стресса в изолированных из печени митохондриях, который состоит в регистрации мембранного потенциала при последовательном внесении низких концентраций (5–20 мкМ) терт-бутилгидропероксида (tBHP). Метод позволяет наблюдать, в какой степени усиливается или ослабляется окислительный стресс при внешних воздействиях (изменения условий инкубации, внесение исследуемых биологически активных веществ). В настоящей работе на основе этого метода создана митохондриальная модель для изучения и усовершенствования методов лечения патологий, связанных с окислительным стрессом. В экспериментах моделировали два следующих процесса: 1) введение десфераля для лечения тяжелых болезней, вызванных перегрузкой клеток железом. Оказалось, что при высокой концентрации десфераль начинал подавлять энергетику митохондрий; 2) эффективность защелачивания для уменьшения повреждения митохондрий окислительным стрессом. Поставленные эксперименты показали, что даже при слабом увеличении pH (защелачивании) возрастает количество tBHP, которое надо добавить к митохондриям для индукции МРТР. Эффект защелачивания близок к эффекту циклоспорина А в диапазоне рН 7,2–7,8. Механизм сходства эффектов в организме и суспензии митохондрий объясняется увеличением токсичных активных форм кислорода при окислительном стрессе в обоих объектах.

• МИТОХОНДРИИ ЯВЛЯЮТСЯ МИШЕНЬЮ ДЛЯ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНОГО ПРЕПАРАТА РИФАМПИЦИНА В КУЛЬТИВИРУЕМЫХ ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ

  ЕРОХИНА М.В., КУРЫНИНА А.В., ОНИЩЕНКО Г.Е. — 2013 г.

  Рифампицин является одним из основных препаратов при лечении туберкулеза. Мишенью препарата является РНК-полимераза бактерий. При попадании в организм млекопитающих или человека рифампицин накапливается в клетках эпителиального происхождения (почках, печени и легких), где вызывает апоптоз, некроз, фиброз. Целью данного исследования было установить внутриклеточные механизмы, ведущие к индуцируемым рифампицином патологическим изменениям и гибели клеток. Для этого были изучены жизнеспособность и состояние хондриома культивируемых клеток эпителиального происхождения (СПЭВ/SPEV) при действии рифампицина. Показано, что рифампицин вызывает выраженные патологические изменения в митохондриальной сети и ультраструктуре митохондрий и их дисфункцию, которая приводит к образованию избытка АФК и выходу цитохрома с, что свидетельствует о запуске апоптоза по митохондриальному механизму. В то же время, происходит блок пролиферации и изменение морфологии эпителиальных клеток в сторону фибробластоподобной, что может указывать на индукцию эпителиально-мезенхимного перехода. Таким образом, в клетках эпителиального происхождения основной потенциальной мишенью для рифампицина являются митохондрии. Предполагается, что сходные механизмы патологических изменений могут быть индуцированы in vivo в тех органах и тканях, в которых происходит накопление рифампицина при химиотерапии бактериальных инфекционных заболеваний.
• МОДУЛЯЦИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ НУКЛЕОЗИДТРИФОСФАТАЗЫ/ХЕЛИКАЗЫ НЕСТРУКТУРНОГО БЕЛКА NS3 ВИРУСА ЛИХОРАДКИ ДЕНГЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОЛИ^)

  АЛИ Н., АНГСУТАНАСОМБАТ С., ВИКБЕРГ ДЖ.Е.С., ДЖУНЕЙД М., КАТЦЕНМЕЙЕР Г. — 2013 г.

  Неструктурный белок 3 (NS3) флавивирусов обладает ферментативными активностями, играющими ключевую роль в репликации этих вирусов, и может служить наиболее подходящей мишенью для противовирусной терапии. NS3 вируса лихорадки денге типа 2 (DEN2) состоит из двух доменов: N-концевого (NS3pro), являющегося сериновой протеазой и С-концевого (NS3h), обладающего активностью фермента, названного РНК-зависимой нуклеозидтрифосфатазой (НТРаза)/РНК-хеликазой. В представленной работе создана с помощью ПЦР плазмида, несущая хеликазный домен (NS3h) белка NS3 вируса DEN2. Рекомбинантный белок NS3h (Mr 56,5 кДа) был очищен методом металлаффинной хроматографии в денатурирующих условиях, а затем ренатурирован в присутствии искусственных шаперонов с получением активной хеликазы. Активность НТР гидролазы белка NS3 определяли с использованием малахитового зеленого. Установлено, что в присутствии поли(Ц) эта активность повышалась в ~4 раза; при этом увеличивалось число оборотов фермента (k cat) в то время как снижалась K m. Активность хеликазы определяли по изменению собственной флуоресценции коротких олигодезоксирибонуклеотидных искусственных субстратов. Показано, что в отсутствие полинуклеотидов, таких как поли(U), наблюдалось значительное увеличение флуоресценции искусственного субстрата под действием хеликазы. Добавление поли(U) приводило к подавлению способности хеликазы расплетать цепи ДНК. Описанный нами подход может быть использован для дальнейшей характеристики субстратной специфичности хеликазы, а также для разработки высокопроизводительного метода тестирования активностей НТРазы/хеликазы с целью поиска соответствующих специфических ингибиторов.

• МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ АПОПТОЗА. СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА ЦИТОХРОМА C С КАРДИОЛИПИНОМ (ОБЗОР)

  АЛЕКСЕЕВ А.В., ВЛАДИМИРОВ Ю.А., ПРОСКУРНИНА Е.В. — 2013 г.

  Одна из функций цитохрома с в живых клетках – это запуск апоптоза путем катализа перекисного окисления липидов во внутренней митохондриальной мембране, который осуществляется цитохромом с, связанным с кислыми липидами, прежде всего, с кардиолипином. В настоящей работе дан критический анализ результатов изучения строения комплекса цитохрома с с кардиолипином, которое проводили различные авторы преимущественно на однослойных фосфолипидных липосомах, содержащих кардиолипин. Основной вывод, который был сделан на основании этих работ, заключается в том, что комплекс цитохрома с с кардиолипином образуется в результате прикрепления молекулы цитохрома с к поверхности мембраны за счет электростатического взаимодействия, а последующее внедрение одной или двух из жирнокислотных цепей кардиолипина в белковую глобулу, обусловленное гидрофобными взаимодействиями, приводит к разрыву координационной связи >Fe···S(Met80) и появлению пероксидазной активности у цитохрома с. Однако согласно данным, полученным в нашей лаборатории, цитохром с образует с кардиолипином сферические наночастицы, в которых белок окружен монослоем молекул кардиолипина. Под действием кооперативных сил, белок в глобуле сильно увеличивается в объеме, его конформация нарушается и он приобретает свойства пероксидазы. В протяженных мембранах, таких как гигантские однослойные липосомы, а также, вероятно, в биологических мембранах образование наносфер комплекса цитохрома с с кардиолипином приводит к слиянию участков мембран и драматической хаотизации всей мембранной структуры. Последующие нарушения целостности наружной мембраны митохондрий сопровождаются выходом из митохондрий цитохрома с и запуском каскада реакций программируемой смерти клетки.

• МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Т-КЛЕТОЧНОЙ АНЕРГИИ

  КУКЛИНА Е.М. — 2013 г.

  Анергия — это длительное устойчивое состояние, при котором Т-лимфоцит не отвечает на антигенную сти- муляцию. Оно связано с блокадой продукции IL-2 и пролиферации и является одним из способов форми- рования периферической толерантности. В обзоре рассмотрены механизмы, определяющие толеризацию Т-клетки в классической модели клональной анергии in vitro, проведено сопоставление этих механизмов с различными путями индукции анергии in vivo. Особое внимание уделено регуляторным Т-лимфоцитам, для которых анергия, с одной стороны, является характерной особенностью, а с другой — механизмом действия на клетки мишени — эффекторные Т-лимфоциты. Обсуждается роль данного феномена в дифференциров- ке регуляторных Т-клеток, а также в развитии активационно-индуцированного апоптоза эффекторных Т-лимфоцитов.