Кинетическое моделирование системы фосфорилирования в митохондриях гепатоцитов, страница 4

Ïîëó÷åííàÿ íàìè òåîðåòè÷åñêàÿ- 200- 400- 600H0,60,3HΔp0Δ1000pH500БΔΨ, мВ20ATPi, нмоль мг-101210864200ΔpvATP, нмоль мин-1 мг-10А406080 100 120 140 160 180В1ΔΨ, мВ22040 6080 100 120 140 160 180ADPo/ATPo0130110907050301010Pii, нмоль мг-1200vATP, нмоль мин-1 мг-1182ГΔpH0,00,30,6Ðèñ.

11. À) Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè ôîñôîðèëèðîâàíèÿ â ìèòîõîíäðèèîò ïîòåíöèàëà ìåìáðàíû: ADPo = 50 ìêÌ; AT Po = 2 ìÌ; pHo = 7, 2;M go = 1 ìÌ; M gi = 0, 35 ìÌ; P io = 10 ìÌ. Á) Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè ôîñôîðèëèðîâàíèÿ ìèòîõîíäðèè îò ýíåðãåòè÷åñêîé íàãðóçêè:AT Po = 2 ìÌ; pHo = 7, 2; pHi = 7, 8; M go = 1 ìÌ; M gi = 0, 35ìÌ; P io = 10 ìÌ. Â) Çàâèñèìîñòü ñòàöèîíàðíîé êîíöåíòðàöèè ÀÒÔîò ïîòåíöèàëà ìåìáðàíû (äàííûå äëÿ äâóõ àêòèâíîñòåé ÀÒÔ-ñèíòàçû):AT Po = 2 ìÌ; ADPo = 50 ìêÌ; pHo = 7, 2; pHi = 7, 8; M go = 1 ìÌ;M gi = 0, 35 ìÌ; P io = 10 ìÌ.

Ã) Çàâèñèìîñòü ñòàöèîíàðíîé ïîëíîéêîíöåíòðàöèè Pi îò ðàçíîñòè pH: pHo = 7, 2; pHi = 7, 8; M go = 1 ìÌ;M gi = 0, 35 ìÌ; P io = 10 ìÌ.çàâèñèìîñòü ÿâëÿåòñÿ ÷óâñòâèòåëüíîé ïî îòíîøåíèþ ê àêòèâíîñòè ÀÒÔñèíòàçû. Òàê, ïðè ìèíèìàëüíîì çíà÷åíèè àêòèâíîñòè, êîíöåíòðàöèÿ ÀÒÔâ ìàòðèêñå èìååò ÿðêî âûðàæåíûé ìèíèìóì, ÷òî ìîæíî îáúÿñíèòü íèçêîé ñêîðîñòüþ ðàáîòû ÀÒÔ-ñèíòàçû ïðè íèçêèõ çíà÷åíèÿõ ïîòåíöèàëà. ýòîì ñëó÷àå, êîíöåíòðàöèÿ àäåíèëàòîâ â ìàòðèêñå áóäåò îïðåäåëÿòüñÿðàáîòîé ÀÍÒ è ðàñïðåäåëÿòüñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçíîñòüþ ïîòåíöèàëîâìåìáðàíû è êîíöåíòðàöèåé àäåíèëàòîâ ñî ñòîðîíû ìåæìåìáðàííîãî ïðîñòðàíñòâà.

Ïðè óâåëè÷åíèè àêòèâíîñòè ÀÒÔ-ñèíòàçû ìèíèìóì ñãëàæèâàåòñÿ, ïîñêîëüêó â ýòîì ñëó÷àå ñîîòíîøåíèå ÀÒÔ/ÀÄÔ ðàñïðåäåëÿåòñÿ âñîîòâåòñòâèè ñ ïðèáëèæåíèåì áûñòðîãî ðàâíîâåñèÿ äëÿ ÀÒÔ-ñèíòàçû èíå çàâèñèò îò ðàáîòû ÀÍÒ. Áûëà òàêæå ïîñòðîåíà çàâèñèìîñòü ñòàöèîíàðíîé êîíöåíòðàöèè íåîðãàíè÷åñêîãî ôîñôàòà â ìàòðèêñå (ðèñ. 11Ã), êîòîðàÿïîëíîñòüþ îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ pH íà ìåìáðàíå.Íà îñíîâå ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ â äàííîé ðàáîòå áûëè ñäåëàíûñëåäóþùèå âûâîäû:191) Ïîäõîä, â ðàìêàõ êîòîðîãî çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè ðàáîòû ôåðìåíòàèëè ïåðåíîñ÷èêà îò âåëè÷èíû ýíåðãèçàöèè ìèòîõîíäðèè ó÷èòûâàåòñÿ ÷åðåç çàâèñèìîñòü êàæóùèõñÿ êèíåòè÷åñêèõ êîíñòàíò îò çíà÷åíèÿïîòåíöèàëà ìåìáðàíû, ïîçâîëÿåò êîëè÷åñòâåííî îïèñàòü ñóùåñòâóþùèå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå.2) Ïîäõîä, ïðèìåíÿåìûé â íàñòîÿùåé ðàáîòå, ïîçâîëÿåò îïèñàòü ôóíêöèîíèðîâàíèå ôåðìåíòîâ è ïåðåíîñ÷èêîâ òî÷íåå, ÷åì ðàíåå èñïîëüçîâàâøèåñÿ ìåòîäû, êàê ïî âåëè÷èíå íåâÿçêè, òàê è ïî èíòåãðàëüíîìóêðèòåðèþ Àêàèêå.3) Ôóíêöèîíèðîâàíèå àäåíèííóêëåîòèä-òðàíñëîêàçû õîðîøî îïèñûâàåòñÿ êèíåòèêîé Random Bi-Bi (êëàññèôèêàöèÿ Êëåëàíäà).4) Ýëåêòðè÷åñêèé ïîòåíöèàë çíà÷èòåëüíî âëèÿåò êàê íà ñòàäèþ ñâÿçûâàíèÿ àäåíèëàòîâ ñ àäåíèííóêëåîòèä-òðàíñëîêàçîé, òàê è íà ñòàäèþèõ ïåðåíîñà.5) Ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû àäåíèííóêëåîòèä-òðàíñëîêàçû íå ïðåâûøàåò0,5 ïðè ïîòåíöèàëå ìåìáðàíû îò 0 äî 200 ìÂ.6) Òðàíñïîðò ÀÄÔ â ìàòðèêñ ìèòîõîíäðèè ïðè ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðàõ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè çíà÷åíèè ïîòåíöèàëà ìåìáðàíû ìèòîõîíäðèè áîëåå 100 ìÂ.7)  ñîñòàâå ôóíêöèîíàëüíîé ñóáúåäèíèöû ÀÍÒ, ïî-âèäèìîìó, ïðèñóòñòâóþò çàðÿæåííûå ãðóïïû, ñìåùàåìûå â ïðîöåññå ïåðåíîñà àäåíèëàòîâ.8) Ïîòåíöèàë ìåìáðàíû è ðàçíîñòü pH âëèÿþò êàê íà ñêîðîñòü ñèíòåçà,òàê è ñêîðîñòü ãèäðîëèçà ÀÒÔ ÀÒÔ-ñèíòàçîé.9) Êîíñòàíòà ñêîðîñòè äèññîöèàöèè ÀÒÔ è ÀÄÔ â äâóõ êàòàëèòè÷åñêèõöåíòðàõ (O, L) ÀÒÔ-ñèíòàçû ñîñòàâëÿþò âåëè÷èíó ïîðÿäêà 102 ñ−1 ,÷òî ìíîãîêðàòíî ïðåâûøàåò êîíñòàíòó ñêîðîñòè êàòàëèçà.10) Ïðè âûñîêîì çíà÷åíèè ïîòåíöèàëà (160-190 ìÂ) íàñûùàþùàÿ êîíöåíòðàöèÿ íåîðãàíè÷åñêîãî ôîñôàòà â ìàòðèêñå ñîñòàâëÿåò îêîëî 1020ìÌ, íàñûùàþùàÿ êîíöåíòðàöèÿ ÀÄÔ â ìàòðèêñå ñîñòàâëÿåò îêîëî5 ìÌ.11) Âåëè÷èíà ïðîòîí-äâèæóùåé ñèëû çíà÷èòåëüíî âëèÿåò íà ñêîðîñòüðàáîòû ÀÒÔ-ñèíòàçû âî âñåì ôèçèîëîãè÷åñêîì äèàïàçîíå çíà÷åíèé(0-190 ìÂ).12) Ñèíòåç ÀÒÔ ìèòîõîíäðèåé ïðîèñõîäèò ïðè ïîòåíöèàëå îò 100 ìÌ èâûøå, ïðè áîëåå íèçêèõ çíà÷åíèÿõ ïîòåíöèàëà íàáëþäàåòñÿ ãèäðîëèç.13) Ïðè ïîòåíöèàëå îò 160 ì ñêîðîñòü ñèíòåçà ÀÒÔ íå çàâèñèò îò ∆pH .14) Ïðè âîçðàñòàíèè âíåøíåé íàãðóçêè ñêîðîñòü ñèíòåçà ÀÒÔ óâåëè÷èâàåòñÿ.15) Çàâèñèìîñòü êîíöåíòðàöèè ÀÒÔ â ìàòðèêñå ìîæåò èìåòü ìèíèìóì.ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ[1] Kramer R., Klingenberg M.

Electrophoretic control of reconstructedadenine nucleotide translocation (1982) Biochemistry, 21(5), 1082-1089.[2] Panke O., Rumberg B. Kinetic modelling of the proton translocatingCF0 F1 -ATP synthase from spinach. FEBS Lett. (1996) V.383(3) p.196200.Îñíîâíîå ñîäåðæàíèå äèññåðòàöèîííîé ðàáîòû èçëîæåíî â ñëåäóþùèõ ïóáëèêàöèÿõ:1) Metelkin E, Goryanin I., Demin O.

Mathematical Modeling ofMitochondrial Adenine Nucleotide Translocase. Biophysical Journal.2006. V.90, pp.423-432.2) Ìåòåëêèí Å. ¾Êèíåòè÷åñêàÿ ìîäåëü àäåíèííóêëåîòèä-òðàíñëîêàçûìèòîõîíäðèè¿, Ìåæäóíàðîäíàÿ íàó÷íàÿ êîíôåðåíöèÿ ñòóäåíòîâ, àñïèðàíòîâ è ìîëîäûõ ó÷åíûõ ¾Ëîìîíîñîâ - 2005¿, Ìîñêâà, Ñ. 67.3) Metelkin E. ¾Kinetic Model of Mitochondrial Adenine NucleotideTranslocase¿, 12th International Conference on Intelligent Systems forMolecular Biology (ISMB 2004), Glasgo, p.217.214) Demin O., Lebedeva G., Zobova E., Metelkin E., Plyusnina T.,Lavrova A., Gizzatkulov N.

¾Strategy to develop large-scale kineticmodels¿, E.Coli. 2nd International E.Coli Alliance Conference on SystemBiology Project Gemini, Canada, 2004.5) Metelkin E, Demin O. ¾Mathematical Modeling of MitochondrialAdenineNucleotideTranslocase¿,12thInternationalconference¾Mathematics.Computer.Education.¿, Pushchino, 2005.6) Metelkin E, Demin O. ¾Mathematical Modeling of H+ -ATP-synthase¿,15th International conference ¾Mathematics.Computer.Education.¿,Dubna, 2008.7) Metelkin E., Demin O. ¾A Kinetic Model of Mitochondrial ATPsynthase: the binding change machanism¿, Systems Biology: redeningBioThermoKinetics, Trakai, Lithuania, 2006, p.56.8) Metelkin E, ¾Kinetic Model of Mitochondrial Adenine NucleotideTranslocase¿, Russian Bioenergetics: from molecule to the cell, Moscow,Russia..