Диссертация (1151325), страница 22
Текст из файла (страница 22)
При выборе клеток прокариотдля данного этапа исследований мы исходили из поставленной цели, аименно: изучение влияния факторов внешней среды ˗ температуры и фазыроста, которое удобнее изучать на бактериях. На выбор объекта на данномэтапе решающую роль оказало также то обстоятельство, что белкипрокариотических объектов в меньшей степени гликозилированы посравнениюсэукариотическими,чтоупрощаетработунауровненадмолекулярного комплекса ДНК. В § 2.3.3 обсуждены результатыэкспериментов по молекулярной динамике комплексов олигонуклеотидаДНК (dA)25·(dT)25 с линолевой и олеиновой кислотами и приведенымолекулярныемоделикомплексовДНК˗жирнаякислота.Такиеисследования подчеркивают универсальность проблемы липид-нуклеиновыхвзаимодействий как для эукариотических, так и для прокариотическихклеток, и связывают разделы работы, выполненные на прокариотах (§ 2.3.1 и§ 2.3.2) и эукариотах (см.
далее § 2.3.4 – § 2.3.7 о результатах исследованияперекисногоокислениялипидов,системыантиоксидантнойзащитыорганизма, содержания биоэлементов в эксперименте при действии факторавнешней среды – мутагена циклофосфамида и антимутагенных эффектахмодуляторов липидного обмена).В научной литературе представлены работы по ДНК-связаннымлипидам как прокариот, так и эукариот. В Италии сотрудники кафедрыанатомии университета в г. Болонья, имеющие медицинское образование иначавшие масштабные исследования по липид-нуклеиновым комплексам ивзаимодействиям под руководством проф. Ф.А. Манзоли (F.A. Manzoli), еще137в начале 1970-х годов изучали роль и функции липидов хроматина винтерфазном ядре эукариотической клетки (человека или животных) и еготрехмерную структуру (Cocco et al, 2001; Mаnzoli et al., 1974; 1982; Maraldi etal., 1982).
В России группа канд. биол. наук В.А. Стручкова и канд. биол.наук Н.Б. Стражевской (Институт биофизики АН СССР, г. Пущино),заинтересовавшаяся липид-нуклеиновыми взаимодействиями, сформулировалисвою задачу шире, поставив целью изучение состава и функции липидов нетолько в хроматине эукариот, но и в нуклеоиде прокариот (Стручков,Стражевская, 1990). Поэтому наряду с липидами хроматина эукариотическихклеток животных (включая животных с перевиваемыми опухолями)(Стражевская и др., 2004; Стручков, Стражевская, 1988, 1989, 1993, 2000) ониисследовали липиды прокариотического нуклеоида. Исследовательскиегруппы, работавшие в лабораториях проф.
Е.Б. Бурлаковой и проф. А.В.Алесенко в Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН(г. Москва) интересовала роль фосфолипидов в процессах, происходящих вклеточном ядре, в частности, в хроматине, поэтому их исследования былипроведены с использованием эукариотических ДНК-липидных комплексовна экспериментальных животных (Alesenko, Burlakova, 2002). Посколькупроф.
И.К. Коломийцева (Институт биофизики клетки, РАН, г. Пущино) в теже годы интересовалась, в основном, как меняется функция и метаболизмлипидов клеточного ядра и хроматина при облучении ионизирующимизлучением, ее лаборатория также работала с объектами, выделенными изэкспериментальных животных (Kolomiytseva et al., 2002). Вместе с тем, канд.биол. наук А.С. Шмырина (НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН,г. Москва) исследовала специфичность липид-нуклеиновых взаимодействии,в основном на модельных системах, конструируя их из олиго- иполинуклеотидов и жирных кислот и холестерина (Жданов и др., 2006а,б;Шмырина, 2005; Zhdanov et al., 2002с).138В настоящее время одним из самых активных и продуктивных в миреколлективов,изучающихбиохимиюмембранныхлипидов,являетсялаборатория проф.
У. Доухана и канд. биол. наук. М.В. Богданова в Центренаук о здоровье (Университет штата Техас- Хьюстон, США). Сотрудникилаборатории более 40 лет исследуют два компонента клеточных мембранмикроорганизмов – белки и фосфолипиды. Основной темой их исследованийявляется липид-зависимый фолдинг мембранных белков бактерий, восновном работают с E.coli (Bogdanov et al., 2014; Dowhan, Bogdanov, 2009).В настоящее время интерес к ДНК-липидным взаимодействиям икомплексам клеток эукариот возрастает в связи с исследованием ядерныхлипидных микродоменов лабораторией M.V. Magni и E. Albi, Италия (Albi etal., 2013; Cascianelli et al., 2008).
Они показали, что сфингомиелинприсутствует в ядерных доменах, активных в репликации ДНК и, возможно,в процессинге мРНК. На основании этого ученые предположили, чтоядерные липидные микродомены могут служить платформой, где идеттранскрипция, и участками заякоривания активного хроматина в гепатоцитах(Albi et al., 2013; Cascianelli et al., 2008). В другой работе по исследованиюнормальных и раковых клеток из печени они обнаружили различия не тольков липидном составе ядерных липидных рафтов и липидных микродоменов,но также и в белках, ассоциированных с этими структурами и вовлеченных вканцерогенез, таких как STAT3, Raf1 и PKCζ (Lazzarini et al., 2015).
Другойобластью интереса к ДНК-липидным взаимодействиям и комплексам клетокэукариот является рост числа эпигенетических исследований (Allis, 2016;Strahl, 2000) и возможная роль липидов в эпигенетике (Жданов и др., 2015).В частности, было показано, что природные жирные кислоты (молочная имасляная) оказывают влияние на структуру и функцию хроматина,ингибируя ферменты деацетилазы гистонов, равно как и метилированиеДНК, приводя таким образом к общим изменениям в экспрессии генов ифункции хромосом (Latham et al., 2012).
В связи с этим сегодня большое139вниманиелипидамиуделяетсябелковисследованиямядернойгеранилгеранилирование,гликозилфосфатидилированиековалентно-модифицированныхмембраныихроматина,вчастности,фосфатидилэтаноламинилированиебелков(Resh,2013).Ожидается,иличтокомбинация методов протеомики и липидомики для очистки хроматинаможет привести к выделению интактного липонуклеопротеида, что позволитидентифицировать жирные кислоты и липиды, ковалентно связанные саминокислотами.1402.3.4. ЛАБИЛЬНОСТЬ ЛИПИДОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ МУТАГЕНА ЦИКЛОФОСФАМИДА:ИНДИКАТОРЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В КРОВИ И ОРГАНАХ КРЫСИ СИСТЕМА АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМАНас заинтересовал вопрос, как лекарственные препараты с мутагеннымдействием, механизм действия которых хорошо изучен, влияют на процессыперекисного окисления липидов (ПОЛ).
Количественно оценили уровеньиндикаторов ПОЛ (гидроперекиси липидов (ГП); диеновые конъюгаты (ДК)и малоновый диальдегид (МДА)) в крови и органах лабораторныхрандобредных крыс, а также активность ферментов антиоксидантной защитыорганизма(каталазы,антиокислительнуюпероксидазы,акивность.церулоплазмина)Определениюиданныхсуммарнуюпараметровантиокислительной защиты организма при действии мутагенов и посвящен§ 2.3.4 (под действием циклофосфамида).Активные метаболиты ЦФ, образующиесяциклофосфороамид/альдофосфорамид,акролеин,в тканях (4-гидроксихлорэтилазетидинидругие), не являются свободными радикалами, весь пул метаболитов ЦФ вклеткеобладаетпрооксидантнымисвойствами,алкилируетДНКиспособствует образованию сшивок ДНК-ДНК и ДНК-белок.
В свою очередь,индуцированные свободные радикалы активного кислорода (гидроксилрадикал,синглетныйсвободнорадикальныекислород,реакции,пероксинитрит)особенноПОЛинтенсифицируютклеточныхмембран(Владимиров, 2000; Ибрагимова и др., 2012б; 2013; Чеснокова и др., 2006;Jnaneshwari et al., 2013; Pratt et al., 2011).В связи с этим мы исследовали уровень ПОЛ по содержанию егопродуктов – диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА)(ТБК-активных соединений) ‒ в гомогенатах органов (головном мозге,сердце, надпочечниках, почках, печени, селезенке, тимусе) и гидроперекисилипидов (ГП) и МДА в крови крыс.141Нами исследована активность компонентов антиоксидантной системыкрови и содержание продуктов ПОЛ в крови и гомогенатах органов через24 ч после однократного внутрибрюшинного введения циклофосфамида вдозах 20, 40, 60 и 80 мг/кг.
Основной функцией антиоксидантной защитнойсистемы является поддержание химического постоянства внутренней средыорганизма. Она является своего рода буфером, препятствующим изменениюперекисного окисления липидов, то есть переходу физиологического впатологическое состояние (Ибрагимова и др., 2012б; 2013).Все исследованные показатели ферментативной и неферментативнойсистем сравнили для двух контрольных групп: интактные и с введеннойстерильной водой для инъекций. Из наших данных следует, что активностиэтих ферментов в контрольных группах не отличаются, поэтому вдальнейших экспериментах в качестве контроля использовали только однугруппу – животных, которым была введена стерильная вода для инъекций.2.3.4.1.
Влияние циклофосфамида на индикаторы перекисногоокисления липидов в крови и органахПри изучении индикаторовПОЛ (гидроперекисей липидов ималонового диальдегида в плазме крови крыс) после однократного введенияЦФ во всех изученных дозах (20, 40, 60 и 80 мг/кг) установили, что ЦФнезначительно изменяет ПОЛ, а именно в дозе 80 мг/кг (рис. 27) повышаетсодержание МДА в крови крыс (см. приложение табл. 23–28).142Рис. 27.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
