Диссертация (1151325), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Прежде всего это должны быть соединения, зарекомендовавшиесебя в подобного рода исследованиях, с хорошо изученными биологическимихарактеристиками и физико-химическими параметрами (растворимостью,периодом полураспада, приемлемой для наших условий биотрансформацией,невысокимикомплексообразующимибиожидкостейорганизма),свойствамиоптимальнымссоотношениемкомпонентамитоксической,мутагенной и липидмодифицирующей активности и т.д.
(Kasamoto et al.,2014). И, самое главное, эти соединения должны быть инструментом,позволяющим модифицировать и отслеживать различные стороны липидногообменавзависимостиотцелевыхустановокпротоколаопыта.8Впредварительныхэкспериментахбылипроведенысравнительныеисследования нескольких препаратов.
Наиболее подходящими для насоказались два модификатора ‒ циклофосфамид и используемые в медицинелиганды адренорецепторов (Takahashi et al., 2014; Ward et al., 2014). Этимодификаторы позволили оценить значимость перекисного окислениялипидов и адреналин-зависимый липогенез в генетической изменчивости,биоэлементном гомеостазе, а также некоторые другие параметры клетки.Циклофосфамид (ЦФ) ‒ противоопухолевое и иммунодепрессивное средство,широко известное и изученное лекарственное соединение (Kasamoto et al.,2014).
Важным являетсяегоспособность индуцировать перекисноеокисление липидов (ПОЛ) составной части липидного обмена практическивсех клеток эукариот (Jnaneshwari et al., 2013). Кроме того, ЦФ проявляетвысокую алкилирующую активность, которая достаточно часто реализуетсяв метаболизме липидов. Учёт алкилирующего потенциала циклофосфамидаможет привести к обнаружению новых каналов влияния алкилирующихреакций, происходящих на уровне липидного обмена, на исследуемые намифизиологические параметры (генетическую изменчивость и др.).
Необходимотакже отметить неоднозначное (ингибирующее или стимулирующее) влияниелигандов адренорецепторов на липолиз (Lee et al., 2013; Tayel et al., 2012).Предметом нашего изучения были такие параметры клетки, какгенетический и биоэлементный гомеостаз клетки, в условиях модификацииразличныхсторонметаболизмагомеостазаклеткиприлипидов.нарушенииСостояниегенетическогоантиоксидантно/прооксидантногоравновесия мы оценивали по интенсификации в клетках процессовмутагенеза и антимутагенеза. Следует подчеркнуть, что, формируя протоколэкспериментов, мы решали и другую задачу ‒ оценивали возможностьиспользования анализа профилей жирных кислот ДНК-связанных липидов вкачестве молекулярного индикатора нестабильности клеточного генома.Изучениесодержаниябиоэлементоввусловияхповышенной9пероксидации липидов позволило выявить существенные отклонения всодержании ряда элементов от физиологической нормы (Ибрагимова и др.,2013).
С учётом этого был составлен прогноз повреждений в элементзависимых звеньях системы липогенез ‒ липолиз, что в итоге можетпослужитьподходомдляформированияуниверсальнойрабочейсамоподдерживающей патогенетической цепочки, характерной для многихсистемных заболеваний.Актуальность исследования. В ряду биологически важных молекуллипиды занимают особое место (Albi et al., 2013; Khandelia et al., 2014;Lazzarini et al., 2015).
Это уникальный класс биомолекул с двойственнойприродой:ворганическихсредахлипидыпредставляютсобойнизкомолекулярные соединения, а в водных растворах ‒ биомакромолекулы,образующие организованные липидные поверхности. Липиды служат«каркасом» для всех клеточных мембран, выполняя барьерную функцию.Они важны для энергетики клетки при запасании энергии в форметриглицеридов. Многие липиды или их производные являются важнейшимиучастниками переноса регуляторных сигналов (Шмырина, 2005; Hannun,Obeid, 2008; Jimenez-Rojo et al., 2014; Zhang et al., 2014). Данные сигналымогут быть самыми разнообразными ˗ от программируемой гибели клеток(апоптоза) (Шмырина, 2005; Kagan et al., 2004) до активации клеточногоделения и связывания с субстратом (Forrester et al., 2004).
В последнее времялипиды признаются исключительно важными молекулами, участвующими впроцессе при передаче сигнала и эндомембранном транспорте, например припередаче сигнала сфинголипидами (церамидами) (Шмырина, 2005; Hannun,Obeid, 2008; Kamath-Loeb et al., 2014) или в сфингомиелиновых рафтах(Rajendran, Simons, 2005). Известны примеры регуляции активности геновжирнымикислотами,аполиненасыщенныежирныекислоты,какустановлено, являются ингибиторами пролиферации клеток (Kamath-Loeb et10al., 2014). Предполагается, что нарушения в процессах метаболизма липидовмогут лежать в основе таких «болезней века», как онкологические, сердечнососудистые заболевания (Christofaro et al., 2014; Jones et al., 2014; Lepore etal.,2014),атеросклероз,болезньАльцгеймераидругиенейро-дегенеративные заболевания (Nguyen et al., 2014; Rocha et al., 2014).Задачами липидомики являются определение всех находящихся вданный момент в клетке липидов, изучение их биологической роли вкомплексе с белками, вовлеченными в метаболизм, а также исследование ихфункций, включая оценку пероксилипидома и его индикаторов (Шмырина,2005; Flasinski, Hac-Wydro, 2014), и роли в метаболических путях ирегуляции генов.
Одним из первых был опубликован полный липидомдрозофилы (Carvalho et al., 2012). Однако в современных проектахлипидомики (Lipid Maps; Eurolipidomics) мало изученной все еще остаетсябольшая группа липидов ядра (Albi, Magni, 2004; Alеsenko, Burlakova, 2002),специфически взаимодействующих с ДНК, ‒ ДНК-связанные липиды(Стручков, Стражевская, 1993; Zhdanov, Hianik, 2002; Zhdanov et al., 2006). Всвязи с этим большой интерес представляет проведение исследований поизучению любых взаимодействий геномной ДНК с липидами с помощьюразных методов, как, например, различных типов взаимодействий и ихспецифичности (Schild et al., 2012), поскольку это может облегчитьразработку новых методов диагностики заболеваний или создание новыхтипов лекарственных средств (Богданенко, Ибрагимова, 2009; Московцев идр., 2012).В настоящей работе мы представили результаты по исследованиюкомплексов между липидами и ДНК в зависимости от влияния фактороввнешнего воздействия: оценили мутагенез и антимутагенез посредствоммодуляторов липидного обмена – лигандов адренорецепторов, определилиуровень индикаторов перекисного окисления липидов в крови и органах,активности антиокислительной системы и ферментов в крови, а также11содержание биоэлементов в органах животных при действии мутагенов;исследовали жирнокислотный и липидный профили ДНК-связанных липидовпрокариот и специфичность взаимодействия с ДНК компонентов липидома(жирные кислоты и фосфолипид).Цель настоящей работы – исследование структуры и свойствкомплексов между липидами и ДНК; влияние на них факторов внешнеговоздействия среды (температура, фазы роста, лекарственные препараты) дляизучения взаимосвязи нестабильности геномной ДНК и модуляторовлипидного обмена.Обозначенная цель обусловила постановку конкретных задач:1.
дать сравнительную характеристику жирнокислотных маркеров общихлипидовграмположительнойиграмотрицательнойбактерийвзависимости от температуры и фазы роста;2. определить жирнокислотный и липидный профили ДНК-связанныхлипидов грамотрицательной бактерии Pseudomonas aurantiaca;3. провести компьютерные эксперименты по установлению природы связейДНК с жирными кислотами и ДНК с одним из базовых фосфолипидов;4.
определить влияние лекарственного препарата с мутагенным эффектомциклофосфамида на индикаторы перекисного окисления липидов исодержание ряда макро- и микроэлементов в гомогенатах органов крыс;5. оценить мутагенный и антимутагенный эффекты модуляторов липидногообмена ‒ лигандов адренорецепторов ‒ в эритроцитах периферическойкрови мышей.12Положения, выносимые на защиту.1. Предложены критерии выявления жирнокислотных маркеров общихлипидов грамположительной бактерии Bacillus subtilis штамм OSU-142 играмотрицательной бактерии Pseudomonas aurantiaca («Нахимовская1948») штамм B-1558 в зависимости от фазы роста и температуры какфакторов внешней среды.2.
Определены жирнокислотные профили двух фракций ДНК-связанныхлипидовграмотрицательнойбактерииPseudomonasaurantiaca(«Нахимовская 1948») штамм B-1558.3. Оптимизированы структурные характеристики комплексов жирнойкислоты (линолевая кислота) и фосфатидилэтаноламина (два остаткалинолевой кислоты) с ДНК по результатам компьютерных расчетов.4. Лекарственное средство с мутагенным действием – циклофосфамид,являясь фактором внешнего воздействия, вызывает как нестабильностьгеномной ДНК и перекисное окисление липидов, так и уменьшаетсодержание семи микроэлементов (железо, медь, цинк, марганец, кобальт,молибден, селен) в органах крыс.5. Модуляторы липидного обмена, факторы внешнего воздействия ‒лигандыадренорецепторов(стимуляторыиблокаторыα-иβ-адренорецепторов) ‒ ослабляют негативные генетические эффектыциклофосфамида(какфакторавнешнейсреды)вэритроцитахпериферической крови мышей.Научная новизна результатов исследования.Впервые определены жирнокислотные маркеры и липиды, а такжекислоты, входящие в состав липидов, взаимодействующих с компонентаминадмолекулярного комплекса ДНК бактерий, независимой обработкойкомплекса Pseudomonas aurantiaca ферментами, гидролизующими либо ДНКили РНК, либо белки.13Впервыеспомощьюкомпьютерныхэкспериментовметодоммолекулярной динамики определены структурные параметры: длины связеймежду атомами ДНК и жирной кислоты и основные конформациикомплексов компонентов генома (ДНК) и липидома (олеиновой, линолевойкислотифосфатидилэтаноламина).фосфатидилэтаноламинасДНК,Обнаруженобусловленныйкомплексструктурнымиособенностями молекулы липида.Впервые исследованы биоэлементы (30 макро- и микроэлементов)эукариотическогоорганизмавсвязисмутагеннойактивностьюалкилирующего, цитостатического препарата циклофосфамида как факторавлияния внешней среды, показано достоверное снижение содержания семимикроэлементов в результате его введения.Теоретическая и практическая значимость.Предложенопонятие«надмолекулярныйкомплексДНК-липид»,основанное на способности фосфатидилэтаноламина взаимодействовать смолекулой ДНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
