WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 22 |

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

-- [ Страница 4 ] --

К числу глутатион-зависимых антиоксидантных ферментов, осуществ­ ляющих утилизацию не только АФК, но и продуктов пероксидации, относят Se-зависимую глутатионпероксидазу (ГП) и фосфолипидгидропероксидглутатионпероксидазу, а также глутатион-8-трансферазу (ГТ), которая про­ являет свою Se-независимую глутатионпероксидазную активность.

Две формы глутатионпероксидазы близки по ферментативной актив­ ности, но различаются по отношению к мембранам. ГП - селеногликопротеин, не связанный с мембранами, присутствует в цитозоле клеток и практиче­ ски во всех органеллах, катализирует восстановление Н2О2 и водораствори­ мых органических гидроперекисей (алифатических и циклических углеводо­ родов, полиненасыщенных жирных кислот, глицерина, холестерина, прогес­ терона, простагландинов и т.д.) [43,45,59,130]. Молекула ГП имеет молеку­ лярную массу 74 кДа и состоит из четырех идентичных субъединиц [26,45].

Активация фермента осуществляется цАМФ-зависимой протеинкиназой [26,45]. ГП высоко чувствительна к Oi", вызывающему угнетение активности фермента [45,87].

Фосфолипидгидропероксидглугатионпероксидаза связана с мембрана­ ми и способна утилизировать перекиси без их предварительного гидролиза фосфолипазами, например, перекиси полиненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов [133]. Данный фермент по сравнению с ГП оказывает меньшее влияние на утилизацию общего пула перекисей, но имеет сущест­ венное значение в поддержании нормальной структуры и функций биологи­ ческих мембран [133].

Таким образом, глутатионпероксидазы принимают участие в двух ли­ ниях ферментативной защиты клеток от «окисидативного стресса» [43,45]:

во-первых, в утилизации Н2О2, во-вторых, в восстановлении гидроперекисей жирных кислот и других органических перекисей:

Конечными продуктами реакций являются ОГ и вода (спирт жирной кислоты или другого, подвергнутого пероксидации вещества, не обладающе­ го цитотоксичностью). Кроме того, глутатионпероксидазная реакция являет­ ся основным источником образования ОГ, обладающего высокой биологиче­ ской активностью [43,45,133].

В настоящее время (с использованием метода ингибиторного анализа) показано, что восстановление Н2О2 и органических гидроперекисей ГП, каталазой осуществляется независимо друг от друга. Так, использование инги­ битора каталазы (3-амино-1,2,4-триазола) не вызывает роста активности ГП, и, наоборот, дефицит селена, приводящий к снижению активности ГП более чем в 65 раз, не влияет на активность каталазы [20].

Данные В.И.Кулинского и Л.С.Колесниченко [45] свидетельствуют о большей значимости ГП по сравнению с каталазой в обезвреживании не только органических гидроперекисей, но и Н2О2. В основе этого факта лежит наличие у ГП значительно более высокого сродства к перекиси водорода (Km для глутатионпероксидазы составляет 10"^ М, а для каталазы - выше 10'^ М) [20]. Это подтверждается и данными, свидетельствующими о том, что оксидативное повреждение тканей Н2О2 развивается при дефиците глутатиона и ГП, но не каталазы [20,22].

Глутатион-8-трансфераза (ГТ) не разлагает перекись водорода, но спо­ собна катализировать превращения органических гидроперекисей в соответ­ ствующие спирты, проявляя «неселеновую» глутатионпероксидазную актив­ ность. Антиперекисная функция глутатионтрансферазы в клетке характери­ зуется рядом особенностей:

1) сродство большинства органических гидроперекисей к ГТ ниже, чем к глутатионпероксидазе [20], однако эффективность работы глутатиотрансферазы достигается за счет ее более высокого содержания в клетке.

Так, в тканях печени крыс содержание ГТ составляет до 10 % от общего бел­ ка [36].

2) некоторые изоформы ГТ, общее количество которых у человека и высших животных составляет не менее 10 [135], по сравнению с ГП более активны к пероксидам тимина и ДНК. В состав хроматина входит особая форма глутатионтрансферазы, которая восстанавливает окисленную ДНК и рассматривается как фермент репарации [36]. Если в цитозоле клеток до 68% общей глутатионпероксидазной активности приходится на ГП, то в ядре ее доля составляет только 14% [36]. Поэтому глутатион-трансфераза рас­ сматривается как основной фермент антиоксидантной защиты ядра.

ГП и ГТ действуют синергично, обеспечивая защиту клетки от по­ вреждающего действия АФК и продуктов СРО, дополняя в различных органеллах активность друг друга. Об этом свидетельствуют и данные о совме­ стной активации ферментов посредством цАМФ-зависимого протеинкиназного механизма [26,36], а также эффект индукции неселеновой пероксидазной активности ГТ при дефиците активности глутатион-пероксидазы, вы­ званном недостатком в пище селена [36].

За счет превращения восстановленной формы глутатиона в окислен­ ную система глутатиона принимает ведущее участие в поддержании в тканях тиол-дисульфидного равновесия [43,65,134,135,140,161], которое необходи­ мо для осуществления таких процессов жизнедеятельности клеток, как рабо­ та мембранных структур, деятельность цитоскелета, клеточное деление, ре­ гуляция активности гормонов пептидной структуры [135]. Для эффективного поддержания динамического равновесия между содержанием белковых тиолов и дисульфидов (со значительным преобладанием концентрации первых) в организме высших животных параллельно функционирз^ют две дисульфидредуктазные системы: глутатионовая и тиоредоксиновая [43,135,161].

При этом глутатионовая является ведущей, так как в различных тканях она обеспечивает восстановление до 74-88 % низкомолекулярных и 88 % белкоВ Х дисульфидов, а также все смешанные дисульфиды глутатиона с белками [43,135].

Перенос протонов с глутатиона на дисульфиды происходит под дейст­ вием двух ферментов: протеиндисульфидизомеразы [140] и тиолтрансферазы [134], различающихся по специфичности к окисленным субстратам и компартментализации в клетке. Наряду с глутатион-зависимыми антиоксидантными ферментами, они также относятся к третьей группе ферментов обмена глутатиона [138].Тем не менее, эффективность функционирования глутатионовой дисульфидредуктазной системы во многом определяется не активностью этих ферментов, а соотношением концентраций восстановлен­ ной и окисленной форм глутатиона, в норме различающихся на два и более порядка [44]. Поэтому глутатион рассматривается в качестве основного ком­ понента редокс-буфера клетки, устойчиво поддерживающего характерную для нее восстановленную среду [135,161].

В свою очередь выполнение ферментами системы глутатиона функций поддержания тиол-дисульфидного равновесия и восстановленной среды клетки, антиоксидантной защиты во многом определяется возможностями быстрой наработки восстановленной формы глутатиона.

1.1.5. Восстановление окисленной формы глутатиона Как уже отмечалось выше, основными источниками поддержания вы­ сокого содержания ВГ в клетке являются ферменты четвертой группы обме­ на глутатиона - глутатионредуктаза и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа [138].

Глутатионредуктаза - флавопротеин, состоящий из двух идентичных субъединиц, содержащих флавинадениндинуклеотид, молекулярная масса фермента около 105 кДа (эритроциты человека) [138]. ГР является классиче­ ским цитозольным ферментом, активность которого регулируется цАМФзависимым механизмом [120]. Каталитическая активность ГР также зависит от состояния ее SH-rpynn, поэтому при физиологических концентрациях ВГ оказывает ингибиртощее влияние на фермент [94]. ГР катализирует сле­ дующую реакцию:

Скорость НАДФН-зависимого восстановления окисленного глутатиона в ВГ под действием глутатион-редуктазы (ГР) намного превосходит воз­ можности его синтеза de novo в тканях [43]. Необходимым условием для осуществления глутатионредуктазнои реакции является наличие в тканях достаточного уровня НАДФН, так как его расходование при этом в 6 раз выше, чем на биосинтез жирных кислот и обеспечение процессов микросомального окисления [20]. Основным источником восстановленной формы НАДФ является ключевая реакция пентозофосфатного пути метаболизма уг­ леводов - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназная (Г-6-Ф-ДГ), которая и лимити­ рует возможности редокс - циклирования глутатиона [69,70].

ГГ6. Роль глутатиона в механизмах цитопротекции Повреждения системы глутатиона занимают ведущее место в реализа­ ции механизмов цитотоксического действия широкого круга ксенобиотиков.

Так как роль системы глутатиона в антирадикальной защите клетки подробно обсуждалась выше, по-видимому, следует привести сведения об участии указанной биохимической системы и в других механизмах цитотоксичности.

В настоящее время в качестве основных причин нарушений структуры и функций биологических мембран рассматривают два патологических про­ цесса [10]: 1) увеличение интенсивности процессов окисления липидов, вхо­ дящих в состав мембран; 2) блокада сульфгидрильных групп белков, состав­ ляющих основу биомембран. Системе глутатиона принадлежит ведущая роль как в механизмах утилизации органических гидроперекисей, так и в ре­ гуляции тиол-дисульфидного статуса клетки, поэтому реализация механиз­ мов цитотоксического действия, связанных с нарушениями состояния клеточных мембран, невозможна без глубокого повреждения изучаемой биохи­ мической системы.

Соответственно, повреждения биологических мембран и усиление их проницаемости для ионов, наряду с нарушениями биоэнергетики клетки и дефицитом макроэргов, нарушениями функционального состояния белков кальциевых каналов, могут выступить пусковыми механизмами дисбаланса обмена Са^^ в клетке. Резкое перераспределение Са^"^, проникновение его в клетки по электрохимическому градиенту через поврежденную мембрану, приводят к нарушениям цитоскелета, активации фосфолипаз, протеаз, эндонуклеаз и реализации механизмов гибели клетки [20,22].

Истощение функциональных возможностей системы глутатиона, при­ водящее к активации СРО, повышению проницаемости клеточных мембран для ионов Са^^, активация фосфолипаз и эндонуклеаз, могут в свою очередь явиться причиной свободнорадикального или ферментативного (за счет эн­ донуклеаз) повреждения молекул ДНК [7,43]. Более того, глюкозо-6фосфатдегидрогеназа, занимающая ключевое место в обмене глутатиона, яв­ ляется источником пентоз, необходимых для синтеза и репарации ДНК. По­ следнее позволяет говорить о том, что уровень ВГ и активность ферментов его восстановления из окисленной формы становятся лимитирующим звеном не только в процессах биотрансформации ксенобиотиков, но и цитопротекции [99]. Принимая участие в процессах антирадикальной и антиперекисной защиты, конъюгации, обмена стероидных гормонов, транспорта аминокис­ лот, поддержания тиол-дисульфидного равновесия, система глутатиона влияет, таким образом, и на механизмы транскрипции и трансляции [20].

В настоящее время имеются сведения и о взаимосвязи нарушений сис­ темы глутатиона и процессов биоэнергетики в тканях [19,37,70]. Причинами угнетения процессов синтеза макроэргов могут стать активация свободнорадикальных процессов и повреждение мембран митохондрий, угнетение ак­ тивности тиолзависимых ферментов энергетического обмена (гексокиназа, 6-фосфофруктокиназа, глицеральдегидфосфатдегидро-геназа, пируваткиназа, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа), снижение со­ держания липоевой кислоты (кофермент пируватдегидрогеназы и акетоглутаратдегидрогеназы), изменение структуры (за счет перезамыкания тиоловых связей) и гормональной активности инсулина и глюкагона. Все эти изменения прямо связаны с истощением функциональных возможностей системы глутатиона.

Таким образом, повреждения данной биохимической системы тесно связаны с реализацией эффектов цитотоксичности.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 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.