Диссертация (1174310), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Такоевзаимодействие предотвращает токсическое действие свободной меди наклетку [14, 139].4) Связывание свободной меди с ферментами, использующими в качествекофактора цинк или магний. Медь вытесняет другие металлы из комплекса сбелками и, таким образом, блокирует ферментативную активность.5) Медь может связываться с β-амилоидом в клетках головного мозга,способствуя образованию сенильных бляшек при болезни Альцгеймера.6) Ионы меди могут способствовать образованию свободных радикалов.7) Медь играет важную роль в ангиогенезе, стимулируя пролиферацию имиграцию эндотелиоцитов.
Такие ангиогенные факторы, как фактор ростафибробластов, фактор некроза опухоли альфа и интерлейкин 1, являютсямедь-активируемыми.288) Высокий уровень внутриклеточной меди может вести к конформационнымизменениям и деградации антиапоптотического протеина XIAP (X-linkedinhibitor of apoptosis). Это снижает его способность ингибировать активностькаспазы-3 и ведет к гибели клетки [146].Из гепатоцитов ATP7B в норме транспортирует медь в двух направлениях:1) К просвету билиарных канальцев, откуда медь выводится с желчью изорганизма.2) К комплексу Гольджи, где медь связывается с другими ферментами, в томчисле церулоплазмином.Церулоплазмин – это медьзависимый гликопротеин, относящийся ксемействуферроксидаз.Онзадействованввысвобожденииизтканейдепонированного железа, окисляя ионы Fe2+ до Fe3+, и позволяя им связываться сферритином.
Также церулоплазмин участвует в нейтрализации свободныхрадикалов и активирует процесс окисления ЛПНП.Большинство мутаций гена ATP7B, включая мажорные H1069QArg778Leu, приводят к синтезу неполноценного, нестабильного белка.Некоторые мутации затрагиваютпромоторныйATP7B,регионкак,например, наиболее распространенная вСардинии мутация del441-427. Кромеданнойделеции,впромоторерасполагается также мутация c.-442G>A.Однако, популяционные исследованияпоказали, что в целом мутации промоторавстречаютсякрайнередко[54].Структурно белок ATP7B включает всебянесколькофункциональноспециализированных доменов (рисунок4).Рисунок 4.
Домены белка ATP7Bи29Со стороны N-конца расположен домен MBDs (metal-binding domains), вкотором расположены 6 сайтов, связывающих ионы тяжелых металлов, вчастности, меди.Каждый из этих сайтов имеет повторяющуюся последовательность аминокислот:GMXCXXC. Домен MBDs с помощью белок-белковых взаимодействий принимаетионы меди от медного шаперона Atox1(Antioxidant protein 1) [64, 74]. При этомразныеметалсвязывающиедоменыпроявляютразличнуюафинностьквзаимодействию с Atox1.
Есть также данные, что N-конец в условиях дефицитамеди может играть роль аутоингибитора [41].Трансмембранный канал состоит из восьми независимых каналов, которыеспособствуют переносу меди через мембрану. Последовательность Cys–Pro–Cys(CPC),располагающаясявшестомтрансмембранномдомене,высококонсервативна для всех АТФ-аз.
Эта последовательность является частьюинтрамембранного металлсвязывающего комплекса и может участвовать втранспорте меди. Показано, что при мутациях, повреждающих структуру данногодомена, происходит нарушение встраивания белка в клеточную мембрану имембрану комплекса Гольджи [130].Транспортировка меди требует энергии, получаемой в результате гидролизаАТФ. Характерной чертой всех АТФ-аз является то, что в своем составе они имеютАТФ-связывающий домен (или N-домен), фосфорилирующий домен (или P-домен)и фосфотазный домен (A-домен).
N-домен задействуется не только при связыванииАТФ, но и при белок-белковых взаимодействиях. В N-домене имеетсяпоследовательность SEHPL, мутации в которой ассоциированы с БВК [72]. Как разв этой последовательности находится наиболее частая для европейского населениямутация His1069Q.P-домен содержит последовательность DKTGT, которая крайне важна дляферментного фосфорилирования. Фосфорилирование остатка аспарагиновойкислоты необходимо для транспорта меди. Ацилфосфат является промежуточнымметаболитом, который приводит к изменению конформации белка и переносу меди30напротивоположнуюсторонумембраны.ВA-доменеацилфосфатдефосфорилируется.
За эту функцию в А-домене отвечает последовательностьTGE.C-конец белка не играет непосредственной роли в катализе, но обеспечиваетстабильность белка и регулирует размещение протеина [102].При БВК дефектная АТФаза-7В теряет способность переносить медь кцерулоплазмину и лизосомам, что ведет к снижению уровня церулоплазмина вкрови и нарушению экскреции меди с желчью. Результатом дисфункции генаАТР7В является аккумуляция меди в печени, а в последующем и в других тканях[2]. Это может происходить задолго до клинической манифестации БВК. Но дажедо развития клинических проявлений повышение уровня меди в цитоплазме можетповлечь за собой изменения спектра клеточных мРНК, нарушение экспрессии ифункционирования митохондриальных ферментов [105, 172].
Позже медь начинаетнакапливаться в определенных структурах головного мозга (скорлупе, хвостатомядре, бледном шаре). Содержание меди в печени у пациентов с БВК можетдостигать 3000 мкг/г сухой массы (в норме 20-50 мкг/1 г) [173].Следует также учитывать, что нарушение обмена меди может происходитьне только на уровне АТФазы-7В, но и на любом уровне каскада металлошаперонов,предоставляющих медь АТФазе-7В. Кроме этого, на клиническое течение БВКоказывают влияние другие гены-модификаторы, основным из которых являетсяAPO-e.
Кодируемый им протеин играет важнейшую роль в обмене липидов и имеетантиоксидантные и нейропротективные свойства [126].Эпигенетические различия, в дополнение к аллельной гетерогенности, могуттакже влиять на вариабельность клинических проявлений БВК.Основныммеханизмом регуляции экспрессии генов является метилирование ДНК.
Доноромметильных групп в этом случае служит S-аденозилметионин (SAM), а основнымферментом – ДНК метилтрансфераза (DNMTs). S-аденозилгомоцистеин (SAH)ингибирует метилирование. На животной модели (мыши с БВК) было показано, чтоуровень SAH находится в отрицательной корреляции с накоплением меди.31Увеличение количества меди тормозит гидролиз SAH и ведет к росту еговнутриклеточной концентрации. В свою очередь, SAH ингибирует транскрипциюDNMT, снижая метилирование и устраняя нарушения экспрессии гена. Былопоказано, что уровень DNMT значительно различается в здоровой печени и печенипациентов с хроническим гепатитом, циррозом и гепатоцеллюлярной карциномой[74].Внаучномсообществепроизводятсяпопыткиповлиятьнагипометилирование ДНК путем модификации питания. Исследование Medici иколлег на животной модели (мыши tx-j) показало, что обогащение пищибеременных самок мышей холином, являющимся донором метильных групп, ведетк более мягкому проявлению поражения печени у потомков [143].Основной причиной неврологических расстройств при БВК являетсяактивация перекисного окисления из-за избытка меди и последующий лизиснейронов.Однако,помимопроцессов,существеннуюнарушениярольвокислительно-восстановительныхповреждениинервнойтканииграютаутоиммунные процессы.
Еще Ганнушкина И.В. и др. выявили изменениеиммунных показателей у пациентов с БВК, однако не выяснили, к каким именнобелкам происходит образование антител [5]. В работе Усановой М.П. 2001г.показано, что при БВК характерно повышение уровня антител к двум белкам,Hbmp1 и Hbmp2 [26, 27].Развитие гемолиза при БВК связывают с выходом несвязанной сцерулоплазмином меди в кровь при цитолизе гепатоцитов. Свободная медьвступает во взаимодействие с мембраной эритроцитов, при этом идут процессыобразования активных форм кислорода и перекисного окисления липидов.Результатом этого является разрушение цитоплазматической мембраны.
Помимоэтого, после выхода оксигемоглобина из эритроцита, может происходить егоокисление с образованием метгемоглобина, перекиси водорода и телец Хайнца.[79].32Поражение почек при БВК возникает из-за увеличения выведения меди смочой, часто это является следствием длительного приема Д-ПАМ. Одним извариантов поражения почек при БВК является синдром Фанкони, которыйвозникает вследствие нарушения реабсорбции в почечных проксимальныхканальцах и проявляется глюкозурией, фосфатурией, аминоацидурией и др.
[145].Почечныйканальцевыйацидозигиперкальциуриямогутприводитькнефролитиазу и уменьшению плотности костной ткани [23]. ПрогрессированиеБВК сопровождается снижением клубочковой фильтрации [186]. По даннымразличных исследований, БВК манифестирует симптомами поражения почекпримерно у 1% пациентов [86]. В работе Рахимовой О.Ю. показано, что приприцельном обследовании признаки проксимальной канальцевой дисфункциивыявляются у 65% больных [22].К наиболее распространенным проявлениям поражения эндокриннойсистемы относятся нарушения регуляции репродуктивной функции у женщин инарушения метаболизма костной ткани [108].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
