WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |

Механизмы влияния ионов серебра на метаболизм меди млекопитающих

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное государственное бюджетное учреждение

"Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины" СевероЗападного отделения Российской академии медицинских наук

На правах рукописи

Ильичева Екатерина Юрьевна

МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ ИОНОВ СЕРЕБРА НА МЕТАБОЛИЗМ МЕДИ

МЛЕКОПИТАЮЩИХ

03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Н. В. Цымбаленко Санкт-Петербург,

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.

1.1. Биологическая роль меди

1.2. Белки, участвующие в транспорте меди

1.3. Два типа метаболизма меди в организме млекопитающих

1.4. Животные модели, используемые для изучения метаболизма меди....... 1.5. Сравнение Cu(I) и Ag(I)

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.

2.1. Оборудование

2.2. Материалы

2.3. Лабораторные животные

2.4. Экспериментальные методы

2.4.1. Методы выделения препаратов белков и нуклеиновых кислот... 2.4.2. Методы исследования нуклеиновых кислот

2.4.3. Методы исследования белков

2.4.4. Аналитические методы

2.4.5. Методы гистологического анализа

2.4.6. Физиологические тесты

2.4.7. Статистическая обработка результатов

2.4.8. Компьютерные программы, использованные в работе................ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.

3.1. Влияние хлорида серебра на метаболизм меди у Ag-A30 крыс.............. 3.2. Восстановление показателей статуса меди у Ag-A30 крыс

3.3. Исследование влияния хлорида серебра на метаболизм меди в течение постнатального периода развития

3.4. Онтогенез зависимое влияние ионов серебра на метаболизм меди........ 3.5. Влияние длительной Ag-диеты на метаболизм меди крыс

3.5.1. Показатели статуса меди у Ag-N180 крыс

3.5.2. Локализация ионов серебра в организме Ag-крыс

3.5.3. Экспрессия генов, ассоциированных с метаболизмом меди, у AgN180 крыс

3.5.4. Внутриклеточное распределение серебра в печени Ag-крыс...... 3.5.5. Распределение серебра в сыворотке крови Ag-крыс

3.5.6. Сравнительная характеристика частично очищенных препаратов церулоплазмина из сыворотки крови Ag-A30 и Ag-N180 крыс.. 3.5.7. Некоторые свойства ЦП, циркулирующего в кровотоке Ag-N крыс

3.5.8. Скорость секреции [14C]ЦП в кровоток Ag-N180 крыс.............. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности У млекопитающих медь выполняет ряд функций. Она является структурным и энзиматическим ко-фактором жизненно важных купроэнзимов От медь-опосредованного стимулирования (Tapiero et al., 2003).

эндотелиального фактора роста зависит процесс формирования сосудов (Easter et al., 2010). В макрофагах взрослых млекопитающих сигнальная система, в которой одним из звеньев является медь, участвует в ранних этапах формирования иммунного ответа (Grard et al., 2010). Кроме того, медь участвует в регуляции клеточного цикла через индукцию апоптоза (Mufti et al., 2007), контролирует баланс между гликолизом и дыханием, изменение которого ведет к перепрограммированию нормального энергетического метаболизма на специфичный для опухолевых клеток (Gogvadze et al., 2010).

При этом свойство меди связывать и активировать молекулярный кислород, в неконтролируемых условиях может приводить к образованию активных форм кислорода, которые действуют на клетки подобно ионизирующему излучению высококонсервативная метаболическая система меди (МСМ) (Banci et al., 2010;

Gupta, Lutsenko, 2009). МСМ всех эукариотов сходны, они включают интегральные мембранные и растворимые цитозольные белки, кодируемые ортологичными генами. Белки МСМ транспортируют медь в состоянии окисления Cu(I) однонаправленно и последовательно при прямых белокбелковых взаимодействиях вниз по градиенту энергии связывания. В поддержании гомеостаза меди в целом организме ключевую роль играет печень.

Врожденные ошибки метаболизма меди и ее экологический избыток или недостаток, приводят к развитию тяжелых заболеваний (нейродегенеративные заболевания пожилого возраста, болезни сердечно-сосудистой системы, рак и др.) (Manso et al., 2011; Gaggelli et al., 2006).

Строение наружной электронной оболочки Cu(I) сходно с таковой у Ag(I) и их координационные свойства похожи (Коттон, Уилкинсон, 1969), поэтому медь-связывающие мотивы белков МСМ координируют и транспортируют Ag(I). Однако ни одного фермента, требующего для своей активности серебро, и ни одного физиологического процесса, зависящего от серебра, в живых организмах не обнаружено. В то же время использование серебра в хозяйственной деятельности человека постоянно растет, поэтому оно может стать фактором загрязнения окружающей среды. На это указывает то, что у морских млекопитающих его количество в печени увеличивается с возрастом.



(Nielson, 1986; Клотченко и др., 2008; Zatulovsky et al., 2012; Saeki et al., 2001).

Серебро, конкурируя с медью за транспортные белки, снижает биодоступность ионов меди (Petris et al., 2003; Bertinato et al., 2010; Choi et al., 2006) и встраивается в активные центры купроэнзимов (Скворцов и др., 2010; Wilcoxen et al., 2011), что приводит к потере их активности.

Это делает актуальным и необходимым исследование влияния серебра на различные аспекты метаболизма меди у млекопитающих, что отражается в интересе к этой проблеме ряда ведущих лабораторий мира (Barry et al., 2011;

Ibricevic et al., 2010; Bertinato et al., 2010; Vest et al., 2013).

Изучение и выявление изменений в функционировании МСМ крыс, происходящих при длительном введении в пищу ионов серебра.

1. Изучить влияние ионов серебра, в зависимости от начала Ag-диеты (1 кг стандартного корма содержит 50 мг хлорида серебра) и длительности ее применения, на показатели статуса меди в сыворотке крови (концентрация (ферр)оксидазная активность). В клетках печени оценить (а) активность генов МСМ на уровне транскрипции и содержания иммунореактивных полипептидов медь-связывающих белков, а также (б) измерить активность купроэнзимов цитозоля и сыворотки крови. Сравнить распределение Cu и Ag в организме крыс. Определить субклеточную локализацию серебра в клетках печени. На основе полученных данных выбрать такие группы крыс, у которых эффект Ag-диеты выражен наиболее отчетливо.

2. Провести сравнительный анализ влияния Ag-диеты на метаболизм меди у взрослых крыс, получавших серебро в течение месяца (Ag-A30 крысы), и взрослых крыс, получавших серебро в течение всей жизни (Ag-N180 крысы).

3. Изучить лектин-связывающие свойства изоформ ЦП Ag-N180 крыс и скорость их секреции.

4. Из сыворотки Ag-A30 и Ag-N180 крыс с помощью метода ионообменной хроматографии получить частично очищенные препараты ЦП и сравнить их физико-химические свойства.

Научная новизна полученных результатов Все полученные в работе результаты являются новыми. Получены данные, указывающие на существование альтернативного механизма, обеспечивающего метаболизм меди у лабораторных грызунов при длительном поступлении с пищей ионов серебра. Показано, что эффекты Ag-диеты зависят от ее длительности и периода онтогенеза животных. Так, у Ag-A30 крыс в сыворотке крови концентрация меди и (ферр)оксидазная активность значительно снижаются, содержание иммунореактивного ЦП и активность генов МСМ печени не меняются.

В сыворотке крови Ag-N180 крыс концентрация меди и (ферр)оксидазная активность, по сравнению с контролем, снижаются только в 2 раза, концентрация иммунореактивного ЦП не меняется. Активность генов (Ctr1, Ctr2, Commd1, Mt и Ccs), чьи белковые продукты участвуют в транспорте меди, снижается. У Ag-N180 крыс сохраняется способность к репродукции, но количество крыс в пометах в 2 – 3 раза меньше по сравнению с контролем. ЦП Ag-N180 крыс по третичной структуре и ферментативной активности ближе к холо-ЦП, чем ЦП Ag-A30 крыс. Однако Ag-N180-ЦП крыс отличается от холоЦП и Ag-A30-ЦП крыс своей аффинностью к DEAE-сефарозе, скоростью секреции в кровоток и составом входящих в его структуру углеводных цепей.

Научно-практическое значение полученных результатов Ag-крыс с контролируемым дефицитом меди, можно рассматривать как перспективную модель для фундаментальных исследований транспорта меди, механизмов ее распределения в организме млекопитающих и внутри клеток разных органов, экспрессии генов, ассоциированных с обменом меди, а также молекулярных механизмов формирования активных сайтов церулоплазмина.

Данные, демонстрирующие эффекты поступления в организм лабораторных животных пищевого серебра, послужат основой для рассмотрения серебра как экологического фактора. Они могут быть ценными для выработки научнообоснованных рекомендаций по снижению эффекта загрязнения окружающей среды серебром (употребление воды, обеззараженной обработкой серебром, использование белья, импрегнированного солями серебра, обеззараживание воды в бассейнах и т.п.).

Работа состоит из экспериментальных исследований, которые выполнены на лабораторных грызунах с использованием методов биохимии и иммуноэлектрофорез, хроматография, измерение концентрации металлов, УФспектров поглощения, спектров кругового дихроизма, определение активности ферментов в геле и спектрофотометрически, выделение субклеточных фракций, исследование гистологических срезов, проведение физиологических тестов, пульс-мечение радиоактивными изотопами.

1. Получение ионов серебра только в первые 23 дня жизни (период молочного эмбрионального типа метаболизма меди на взрослый тип. У этих животных серебро переносится по тем же межорганным и внутриклеточным маршрутам, что и медь.

2. Содержание взрослых крыс на Ag-диете в течение примерно такого же (ферр)оксидазной активности сыворотки крови и резкому снижению в ней концентрации меди. У Ag-A30 атомы серебра селективно накапливаются в печени. В клетках печени они аккумулируются в митохондриях. Ионы серебра переносятся в цистернальное пространство и включаются в молекулу ЦП. Относительное содержание зрелых транскриптов генов МСМ не меняется.

3. У крыс, которых содержали на Ag-диете с первого дня жизни до 6-месячного возраста к 40-му дню (измерения проведены на 5, 20, 40 и 180 дни жизни) концентрация меди и (ферр)оксидазная активность в сыворотке крови снижаются в 2 раза. У Ag-N180 крыс серебро почти равномерно распределяется между органами. В гепатоцитах Ag-N180 крыс серебро распределяется между органеллами относительно равномерно, но его концентрация в цитозоле в несколько раз выше, по сравнению с Ag-A крысами. У Ag-N180 в кровотоке циркулируют две мажорные формы ЦП, которые отличаются по сродству к ДЕАЕ-Сефарозе, лектин-связывающим свойствам, скорости секреции в кровоток. Одна из них синтезируется вне печени.

Степень достоверности и апробация результатов работы Достоверность результатов обеспечена разнообразием применяемых методов, соответствующих цели и задачам исследования, показанной в работе воспроизводимостью результатов, а также данными статистической обработки полученных результатов.

Результаты были доложены в форме устных и стендовых сообщений на:

XXXVIII



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |
 

Похожие материалы:

« Дулепова Наталья Алексеевна ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ РАЗВЕВАЕМЫХ ПЕСКОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ 03.02.01 – Ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель д.б.н., c.н.с., А.Ю. Королюк Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. Материалы и методы исследования 1.1. Район и объект исследования 1.2. Методы анализа флор 1.3. Методы классификации и пространственной структуры растительности. 12 ГЛАВА 2. Физико-географическое описание и ...»

« ДЖАМБЕТОВА ПЕТИМАТ МАХМУДОВНА ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НЕФТЕПРОДУКТАМИ В ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ 03.02.07 – генетика Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Сычева Л.П.; доктор биологических наук Рубанович А.В. Грозный – 2014   2 СОДЕРЖАНИЕ Список сокращений 6 Общая характеристика работы 7 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 16 1.1. Влияние загрязнений окружающей среды ...»

« БЕЛОУСОВА КСЕНИЯ ВАЛЕРЬЕВНА ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЗБУДИТЕЛЯ ТУБЕРКУЛЕЗА, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ РЕЗЕЦИРОВАННЫХ УЧАСТКОВ ЛЕГКИХ БОЛЬНЫХ ТУБЕРКУЛЕЗОМ 03.02.03 – микробиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научные руководители: д.м.н. Скорняков Сергей Николаевич к.б.н. Кравченко Марионелла Анатольевна Екатеринбург – 2013 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛЕКАРСТВЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МИКОБАКТЕРИЙ ТУБЕРКУЛЕЗА (обзор ...»

« КОРОЛЕВА Ольга Владимировна ЛАККАЗЫ БАЗИДИОМИЦЕТОВ: СВОЙСТВА, СТРУКТУРА, МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ 03.00.04 – Биохимия ДИССЕРТАЦИЯ в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2006 Работа выполнена в группе Ферментативные основы биодеградации Института биохимии им. А.Н. Баха РАН Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Феофилова Елена Петровна доктор химических наук, профессор Савицкий Александр ...»

«ТИТОВА СВЕТЛАНА АНАТОЛЬЕВНА Влияние фитопатогенных микроорганизмов на энзиматическую активность растения-хозяина Glycine max (L.) Merr. и Glycine soja Sieb. et Zucc. 03.02.08 - ЭКОЛОГИЯ Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: к.б.н., доцент Семенова Е.А. БЛАГОВЕЩЕНСК – 2014 1 Оглавление Введение………………………………………………………………………. 4 1 Аналитический обзор литературы……………………………………… 8 1.1 Вредоносность и распространение болезней сои………………………. 8 1.2 ...»

« Неуймин Сергей Иосифович ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И АЛГОРИТМЫ МЕХАНИЗМОВ РЯДОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ВИДОВЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА AGROPYRON GAERTN. В РАЗНЫХ ЭКОТОПИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Том 1 Специальность 03.02.01 – ботаника 03.02.08 – экология (биология) Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук Шавнин С.А. Екатеринбург – 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ ………………………………….………………………………………. 5 Глава 1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ...»

« Мязин Владимир Александрович РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОРЕМЕДИАЦИИ ПОЧВ КОЛЬСКОГО СЕВЕРА ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ (В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА) 03.02.08 Экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор, Евдокимова Галина Андреевна Апатиты - 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………………….7 1. Обзор литературы………………………………………………………………………….12 1.1. ...»

« МОСКАЛЕНКО ОЛЬГА ЛЕОНИДОВНА ВЛИЯНИЕ ГОРОДСКОГО ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЮНОШЕЙ 03.02.08 – экология (биология) (биологические науки) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Пуликов А.С. Красноярск 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 5 ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………. 12 1.1. Экологические условия и их влияние на ...»

« Аджиева Рада Башировна ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ АЛЬПИЙСКИХ РАСТЕНИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА К ОТЧУЖДЕНИЮ НАДЗЕМНОЙ БИОМАССЫ 03.00.16 - экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель д.б.н., проф. В.Г. Онипченко Ставрополь - 2005 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА РАБОТ 17 2.1. Географическое положение 17 2.2. Климат 17 2.3. Почвы 18 2.4. Общая характеристика ...»

« Дмитриева Алла Викторовна НАСЛЕДСТВЕННЫЕ АНГИОНЕВРОТИЧЕСКИЕ ОТЕКИ: ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ, ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА 14.03.09 – клиническая иммунология, аллергология 03.02.07 – генетика Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научные руководители: Доктор медицинских наук, профессор Т.В. Латышева Доктор биологических наук, профессор А.В. Поляков МОСКВА - 2011 1 Оглавление Список сокращений 4 Введение 5 Глава I. Обзор литературы 9 1.1. ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.