WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 22 |

5 9 3 минаева любовь валерьевна ^/-/emaci^cl^ эксперртментальная оценка роли изменений системы глутатиона в реализации побочных цитотоксических эффектов повторного введения цржлофо

-- [ Страница 3 ] --

Глутатион-8-трансферазы (GST) - группа мультифункциональных димерных белков, которые действуют как ферменты или связывающие белки во многих процессах биотрансформации [36]. В настоящее время приводятся сведения о не менее 11 изоформах фермента, в настоящее время выделяют класса цитоплазм этических GST и 1 класс микросомальной GST (GSTM) [36,135]. П осуществляют четыре основных типа реакций [36]:

1) Присоединения к субстрату (R) полной молекулы восстановлен­ ного глутатиона (GSH):

2) нуклеофильное замещение:

«Уходящей» группой в этой реакции может быть галоген', NO2', HSO4", R0-, RS", CN" и др.;

3) восстановление органических гидроперекисей:

Эта реакция (неселеновая глутатионпероксидазная) рассматривалась выше;

4) изомеризация (стероидов и простагландинов).

Все ГТ - гомо- и гетеродимеры с молекулярной массой 43-57 кДа [36,123]. В каждой субъединице имеется по одному независимому активно­ му центру. В активном центре различают субцентры G и Н. Первый связыва­ ет ВГ в вытянутой конформации, в этом субцентре содержатся гистидин, аргинин и SH-rpynna [36,135]. Субцентр Н связывает гидрофобный субстрат, в нем содержится глицин [93].

Глутатионовая конъюгация занимает одно из центральных мест в ме­ ханизмах биотрансформации ряда ксенобиотиков [20,22,70]. В настоящее время известно более 40 типов химических соединений (не менее 3000), вступающих в реакции конъюгации с глутатионом [22]. Их объединяет на­ личие электрофильного центра, способного реагировать с SH-группой вос­ становленного глутатиона. Кроме того, субстрат обязательно должен быть гидрофобным или иметь гидрофобные зоны. На первом этапе глутатионовой конъюгации, катализируемом ГТ, происходит образование комплекса глутатион-ксенобиотик. Этот фермент обладает высокой специфичностью к ВГ, но низкой по отношению к субстрату [20].

«Платой» за низкую каталитическую активности ГТ является ее высо­ кое содержание в тканях, особенно в печени (от 2-4 % до 10 % от всех рас­ творимых белков) [36]. Фермент локализуется преимущественно в цито­ плазме, около 4-6 % суммарной активности ГТ в клетке приходится на долю эндоплазматического ретикулума, что позволяет обеспечить наиболее эф­ фективную детоксикацию активных метаболитов, образующихся под дейст­ вием микросомальных оксигеназ, не менее важна роль фермента и в хрома­ тине [20].

На втором этапе глутатионовой конъюгации под воздействием фер­ мента у-глутамилтрансферазы от комплекса глутатион-субстрат происходит отделение остатка глутаминовой кислоты. Данный фермент является мембраносвязанным, максимальная его активность определяется в почках. ГГТФ имеет молекулярную массу около 68 кДа и представляет собой гетеродимер, состоящий из двух субъединиц, молекулярной массой 46 и 22 к Да, соответ­ ственно [138,139].

На третьем этапе глутатионовой конъюгации под воздействием цистеинилглициндипептидазы /КФ 3.4.13.6/ происходит отделение остатка гли­ цина от субстрата, а оставшийся конъюгат ксенобиотика с цистеином может на этом этапе выводиться из организма. Цистеинилглициндипептидаза при­ сутствует в цитозоле и на мембранах эндоплазматического ретикулума, мак­ симальная активность данного фермента отмечается в печени, почках, сли­ зистой кишечника. Молекулярная масса мембраносвязанного энзима колеб­ лется в зависимости от источников получения от 180 до 320 кДа, цитозольная фракция имеет массу в пределах 92-260 кДа [138,139].

Возможен четвертый этап глутатионовой конъюгации, когда под воз­ действием N-ацетилтрансферазы тиоэфир цистеина ацетилируется по амино­ группе с образованием соответствующей меркаптуровой кислоты [20].

Ацетил-CoА-зависимая N-ацетилтрансфераза /КФ 2.3.1.5/ локализова­ на в цитозоле клеток и на мембранах эндоплазматического ретикулума пече­ ни, максимальная активность данного фермента определяется в проксималь­ ных почечных канальцах [135]. Молекулярная масса цитозольного фермента составляет 37 кДа. Коферментом N-ацетилтрансферазы является ацетилкоэнзим А, источником которого служит пируватдегидрогеназная реакция.

Конечные продукты глутатионовой конъюгации (меркаптуровые ки­ слоты) выделяются с желчью, реабсорбируются в энтерогепатическую цир­ куляцию и в конечном итоге выводятся с фекалиями и мочой [20].

Особое значение глутатионовой конъюгации в механизмах естествен­ ной детоксикации проявляется в том, что метаболиты ряда ксенобиотиков проявляют свои цитотоксические, мутагенные, тератогенные свойства, на­ чиная реагировать с нуклеиновыми кислотами и белками, лишь при «исто­ щении» возможностей конъюгации. В связи с этим одним из основных усло­ вий успешного осуществления детоксикации становится достаточность эн­ догенного конъюгирующего вещества - восстановленного глутатиона [20,70,71]. Соответственно, результатом токсического воздействия на орга­ низм химических веществ и их метаболитов, вступающих в глутатионовую конъюгацию, является дозозависимое снижение содержания ВГ в тканях.

Значение системы глутатиона в метаболизме ксенобиотиков не исчер­ пывается лишь участием в конъюгации. Система детоксикации липофильных ксенобиотиков,как было указано выше, включает в себя 4 основных звена (рис. 2) [20,70,71]. При этом центральное место в метаболизме широ­ кого круга токсикантов принадлежит процессам микросомального окисле­ ния, однако успешное функционирование всей системы детоксикации воз­ можно лишь при тесном согласовании с другими звеньями [70,71].

Ксенобиотик Ог Метаболиты Нетоксичные Рис. 2. Система детоксикации липофильных ксенобиотиков [20] Данные этапы метаболизма липофильных ксенобиотиков включают в себя [69,70]:

1. действие связанных с фосфолипидами мембран эндоплазматического ретикулума цитохром Р45о-зависимых микросомальных монооксигеназ, направленное на превращение липофильных токсикантов в их гидрофильные реакционно-способные метаболиты;

2. реакции конъюгации гидрофильных метаболитов с образованием преимущественно нетоксичных продуктов;

3. синтез макроэргических соединений, необходимых для осущест­ вления реакций конъюгации;

4. ферментные и неферментные механизмы антирадикальной и антиперекисной защиты.

Таким образом, система глутатиона принимает непосредственное уча­ стие в трех (во 2, 3 и 4) из четырех этапов метаболических превращений липофильных токсикантов.

Во-первых, в реакциях обезвреживания образующихся при окислении липофильных ксенобиотиков системой цитохрома Р450 гидрофильных мета­ болитов, которые могут быть еще более токсичными, чем их предшествен­ ники. И если при относительно низком уровне токсического воздействия все метаболиты вступают в реакции конъюгации и обезвреживаются, то увели­ чение его интенсивности может приводить к истощению возможностей сис­ темы конъюгации, накоплению метаболитов в тканях и взаимодействию их с молекулами белка, ДНК, РНК [89].

Во-вторых, несмотря на то, что ВГ, необходимый для осуществления конъюгации, нельзя отнести к макроэргическим соединениям (в отличие от ацетил-СоА, уридиндифосфоглюкуроновой кислоты, 3'-фосфоаденозин-5'фосфосульфата, 8-аденозил-1-метионина) однако его синтез de novo или вос­ становление из окисленной формы, осуществляемое ферментацц системы глутатиона, требуют затрат истинных макроэргов - НАДФ-Н и АТФ [43,138].

В-третьих, ос)лществление четвертого этапа детоксикации липофиль­ ных ксенобиотиков непосредственно связано с механизмами антиперекисной защиты клетки, ключевое место в которых принадлежит системе глутатиона.

Как показано выще, данная биохимическая система принимает непосредст­ венное участие в обезвреживании как АФК, образующихся в результате дея­ тельности микросомальных монооксигеназ, так и продуктов свободнорадикального окисления органических биомолекул [4,5,20,70,71].

Таким образом, система глутатиона, участвуя в процессах конъюгации и антирадикальной защиты, занимает одно из центральных мест в метабо­ лизме широкого круга ксенобиотиков. Более того, имеются сведения о том.

что лимитирующим фактором успешной детоксикации является не актив­ ность цитохрома Р450, а уровень восстановленного глутатиона и активность ферментов, обеспечивающих поддержание его высокой концентрации в клетках (глутатионредуктаза и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа) [70,71].

Биотрансформация алкилирующих ядов также происходит при непо­ средственном участии микросомальных оксигеназ [61], что указывает на участие системы глутатиона в механизмах токсико-кинетических превраще­ ний токсикантов данной группы.

1.1.4. Роль глутатиона в обезвреживании перекисей К третьей группе ферментов обмена глутатиона относятся энзимы, принимающие участие в антиоксидантной защите и регуляции тиолдисульфидного равновесия в тканях - глутатионпероксидаза и глутатионтрансфераза.

В связи с существованием живых организмов в условиях кислородной атмосферы, наличием естественного радиационного фона и УФ-спектра сол­ нечного обл5Д1ения, а также с уч[астием СРО в ряде метаболическрх процес­ сов, происходящих в клетке (кислород-зависимое тканевое дыхание; обмен пуринов, простагландинов, гормонов; микросомальное окисление эндо- и эк­ зогенных субстратов), наличие системы запщты клетки от окислительного повреждения АФК и другими свободными радикалами является необходи­ мым условием. Нарушение баланса между антиоксидантной и прооксидантной системами в пользу последней является причиной формирования «окис­ лительного стресса». При этом существует множество экстремальных фак­ торов внешнего воздействия на организм (ионизрфующее излучение, гипери гипоксия, интоксикации и т.д.), способных стать пусковыми в генерации в клетках высокого уровня АФК (Ог", Н2О2, НО, НОСГ и др.). Биологическое значение активации СРО велико, так как повреждающему воздействию сво­ бодных радикалов могут подвергаться различные биомолекулярные структуры клетки - нуклеиновые, белковые и липидные. Полученные в настоящее время данные свидетельствуют о том, что активация СРО (в том числе и при метаболизме ряда ксенобиотиков) может явиться основой реализации меха­ низмов цитотоксичности, мутагенеза, канцерогенеза, старения и программи­ руемой клеточной гибели [4,5].

Первой преградой на пути проявления токсического действия суперок­ сидного радикала является супероксиддисмутаза (СОД) /КФ 1.15.1.1./, кото­ рая является ключевым ферментом, лимитирующим скорость превращения Oz' в другие активные формы кислорода и контролирующим скорость свободнорадикальных процессов [20,64]. СОД катализирует реакцию образова­ ния перекиси водорода и триплетного кислорода из супероксидного ради­ кала:

Образующаяся в результате реакции перекись водорода способна по механизму обратной связи инактивировать СОД [56,87], поэтому фермент локализуется и функционирует совместно с каталазой, осуществляющей следующий этап антирадикальной защиты, связанный с утилизацией пере­ киси водорода [20]:

Реакция протекает стадийно: сначала образуется комплекс фермента с одной, а затем со второй молекулой перекиси водорода. Кроме того, каталаза способна реагировать и с другими донорами водорода, осуществляя пероксидазную реакцию:

Каталаза /КФ 1.11.1.6/, является железосодержащим протопорфирином, состоит из четырех гемсодержащих субъединиц, лишенных самостоя­ тельной каталитической активности, молекулярная масса фермента около 248 кДа. Основная функция каталазы - разложение Н2О2, образующейся в результате супероксиддисмутазной реакции, пероксидазная активность ката­ лазы существенно ниже, кроме того, данный фермент принимает участие в восстановлении метгемоглобина и метмиоглобина [20,48]. Каталаза содер­ жится в цитозоле, пероксисомах клеток, максимальная активность фермента отмечается в тканях печени (в пероксисомах гепатоцитов ее содержание со­ ставляет до 40 % всего белка) [20,22].



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 22 |
 


Похожие материалы:

« ЛАРИОНОВ АЛЕКСЕЙ ВИКТОРОВИЧ РАЗНООБРАЗИЕ СТЕПНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ГРАДИЕНТЕ КОНТИНЕНТАЛЬНОСТИ КЛИМАТА В ХАКАСИИ 03.00.05 – БОТАНИКА Научный руководитель Ермаков Николай Борисович д.б.н., с.н.с. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Новосибирск - 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследования Цели и задачи исследования Защищаемые положения Научная новизна Практическая значимость Апробация работы и публикации Благодарности ГЛАВА 1. ...»

«Кочерина Наталья Викторовна АЛГОРИТМЫ ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО УЛУЧШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ Специальность 03.00.15 – Генетика Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН В. А. Драгавцев Санкт–Петербург – 2009 2 Оглавление Глава I. Введение…………………………………………………….……….…4 О реальной природе организации сложных полигенных экономически важных признаков растений…….……………………9 Глава II. Постановка задач ...»

« ГАЛКИНА МАРИЯ АНДРЕЕВНА БИОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИНВАЗИОННЫХ ВИДОВ РОДА BIDENS L. В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ 03.02.01 – БОТАНИКА ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК Научный руководитель д.б.н. Виноградова Ю.К. Москва – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ……………………………………………………………………….4 Глава 1. Объекты и методы ………………………………………………….10 Глава 2. История распространения инвазионных видов рода Bidens L. на территории Европы …………………………………… Глава 3. ...»

« Никитенко Елена Викторовна МАКРОЗООБЕНТОС ВОДОЕМОВ ДОЛИНЫ ВОСТОЧНОГО МАНЫЧА 03.02.10 – гидробиология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, Щербина Георгий Харлампиевич Борок – 2014 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8 ГЛАВА 2. ФИЗИКО–ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 17 ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 36 ГЛАВА 4. МАКРОЗООБЕНТОС ВОДОЕМОВ ДОЛИНЫ ВОСТОЧНОГО ...»

« Вознийчук Ольга Петровна ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ПОЗВОНОЧНЫХ ЦЕНТРАЛЬНОГО АЛТАЯ 03.02.04 – зоология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Ю.С. Равкин Горно-Алтайск – 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….….….4 ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ, РАЙОН РАБОТ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ………………………….…………………………….…………….….9 1.1. История изучения фауны Центрального ...»

« ТОКРАНОВ АЛЕКСЕЙ МИХАЙЛОВИЧ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ ДОННЫХ И ПРИДОННЫХ РЫБ РАЗЛИЧНЫХ СЕМЕЙСТВ В ПРИКАМЧАТСКИХ ВОДАХ 03.00.10 – ихтиология Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук Петропавловск-Камчатский – 2009 2 Официальные оппоненты: доктор биологических наук, член-корреспондент РАН Черешнев Игорь Александрович доктор биологических наук Долганов Владимир Николаевич доктор биологических наук, профессор Шунтов Вячеслав Петрович ...»







 
© 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.