Біохімічні особливості безрецепторної міжклітинної сигналізації

Поверхнево активні і мембранотропні властивості регуляторних пептидів, їх взаємодія з ліпідними моношарами. Властивості вірусу тютюнової мозаїки, параметри гідрофобності. Біохімічні ефекти пептидів міжклітинної сигналізації на біологічних мембранах.

Рубрика Биология и естествознание
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 16.07.2012
Размер файла 125,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Рибальченко Тарас Володимирович

БІОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ БЕЗРЕЦЕПТОРНОЇ МІЖКЛІТИННОЇ СИГНАЛІЗАЦІЇ

03.00.04 - біохімія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі біохімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий керівник: академік НАН України, професор Кучеренко Микола Євдокимович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри біохімії

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Тугай Василь Андрійович, Інститут біохімії ім. О.В. Паладіна НАН України, провідний науковий співробітник кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Могилевич Сергій Євгенович, Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, завідувач лабораторії

Провідна установа: Львівський національний університет імені Івана Франка

Захист відбудеться “13” травня 2002 року о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.24 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: Київ, проспект Академіка Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. 504 (актовий зал).

Поштова адреса: 01033, Київ-033, вул. Володимирська, 64, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, біологічний ф-т, Спеціалізована вчена рада Д.26.001.24.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: Київ-01033, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий “12” квітня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 проф. О.В. Брайон

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Для регуляції росту, поділу, диференціації та організації в тканині і для координації функцій клітинам необхідний обмін інформацією одна з одною і з зовнішнім середовищем. Такий обмін інформацією (одночасно з іншими процесами) забезпечує дивовижну здатність живих організмів підтримувати як постійність внутрішньоклітинного складу, так і постійність внутрішньоклітинного середовища. Такий феномен, який має назву гомеостаз, забезпечується функціонуванням складної системи регуляторних механізмів, в якій мембранні механізми міжклітинної сигналізації займають чи не найважливіше місце. Взаємодія клітин відбувається трьома основними способами: через хімічні речовини, через сигнальні молекули плазматичних мембран при безпосередньому контакті клітин та через щілинні контакти, які дають можливість клітинам обмінюватись складовими цитоплазми. Вельми важливе значення із перерахованих способів має перший, який забезпечує сигналізацію на віддалі за рахунок хімічних сигналів - речовин, які синтезуються і секретуються спеціалізованими клітинами. Різноманітними за складом і варіабільними за структурою серед таких інформонів найбільш розповсюдженими є біорегулятори білково - пептидної природи [Громов, 1992; Вирогин и др., 1998; Zamyatnin, 1991].

Механізми хімічної міжклітинної сигналізації розрізняються за віддалю дії інформонів: ендокринна сигналізація (ендокринні клітини секретують інформони, останні транспортуються кров,ю і діють на клітини - мішені), паракринна сигналізація (клітини виділяють локальні інформони - медіатори, які діють в радіусі близько міліметра) і синаптична, яка використовується в нервовій системі за рахунок інформонів - нейромедіаторів на віддалі між пре - і постсинаптичними мембранами [Албертс, 1994; Кучеренко і ін., 1995; Кольман, Рем, 2000]. На часі вважається встановленим, що існує ще два механізми регуляції метаболізму клітини сигнальними молекулами пептидної природи (тетини, цитокіни, фактори росту) - аутокринний і інтракринний [Пальцев, Иванов, 1995; Рибальченко, Островська, 1998]. У кожному із перших чотирьох випадків клітина - мішень реагує на певний позаклітинний сигнал за допомогою спеціальних рецепторів плазматичної мембрани (ПМ). За цією концепцією для передачі інформаційного сигналу в клітину регуляторний пептид має бути зв'язаний з специфічним рецептором ПМ [Кухарь и др.,1992; Авдонин, Ткачук, 1994; Кучеренко и др.,1986;Геннис, 1997].

Разом з тим, останніми роками встановлена здатність регуляторних пептидів змінювати функціональну активність клітин завдяки первинним механізмам, які не включають пряме зв'язування пептидних молекул з специфічними рецепторами [Погребной, 1987; Мураневич, 1993; Могилевич і ін., 1995, 1996; Островська, 1995, 2001]. Ці ефекти пов'язуються з взаємодією пептидів з ліпідним матриксом ПМ [Рибальченко і ін., 1990-1998; Schwyzer,1986, 1987; Seeling, 1990]. Тому актуальність досліджень участі ліпідного матриксу ПМ у міжклітинній хімічній сигналізації не викликає сумнівів. Особливо перспективними в цьому плані є дослідження мембранотропних властивостей пептидів з використанням штучних ліпідних і везикулярних фракцій біологічних мембран. Основною перевагою таких досліджень є можливість проведення експерементів в умовах контрольованого середовища.

Рівень біохімічної активності біорегуляторів, в т.ч. ліків синтетичного та природнього походження в значній мірі є результатом їх мембранотропної активності, особливостей взаємодії з компонентами плазматичної мембрани, зокрема, з її ліпідним матриксом [Schwyzer, 1986, 1987; Seeling et al., 1989, 1990], чим можуть визначатися подальші шляхи передачі сигналу в клітину. Сама ж мембранотропна активність пептидних біорегуляторів визначається такими факторами як довжина пептидного ланцюга, кількість заряджених амінокислотних залишків, рівень гідрофобності та оптична ізомерія їх молекул [Могилевич, 1995; Островська, 1995; Рибальченко, Островська, 1998].

Оскільки проблеми молекулярних механізмів регуляції міжклітинної хімічної сигналізації в останні роки набули актуальності, продовжуються дослідження факторів, які впливають на особливості взаємодії біорегуляторів, що мають різну структуру молекул, з клітинними мембранами. Це пов'язано з отриманням експериментальних даних про можливість безрецепторних механізмів зв'язування регуляторних пептидів (РП) клітиною [Рыбальченко, 1990; Мураневич, 1993; Рибальченко, Островська, 1998], про наявність рецепторів для енкефалінів на внутрішній поверхні плазматичної мембрани [Громов, 1992], утворення окситоцином іонних каналів в бімолекулярних ліпідних мембранах і блокування ним Мg2+, Ca2+-АТФази на везикулах ПМ, орієнтованих цитоплазматичною поверхнею в оточуючий розчин [Рибальченко, Островська, 1998], транспорт через синаптичні мембрани мет-енкефаліну [Roy, Jamal, 1982] і фрагментів речовини Р [Nakata et al., 1981] та ін. Взагалі, є вже достатня кількість публікацій про дослідження, які свідчать про достовірні біохімічні і біофізичні ефекти над- та ультрамалих концентрацій речовин, які сягають 10-17 - 10-19 М [Бурлакова и др., 1990; Ашмарин и др., 1992]. Це, в першу чергу, стосується РП, оскільки пептидна система міжклітинної сигналізації виявилась найбільш багаточисельною, а самі пептиди - поліфункціональними [Мураневич, 1993; Рибальченко, Островська, 1998; Кучеренко і ін., 2001]. Все це свідчить, що ефекти РП можуть бути опосередковані як через рецептори, так і шляхом прямого зв'язування ліпідним матриксом мембрани, молекулярна організація якого постійно уточнюється [Геннис, 1997; Jдhnig, 1981; Jacobson et al., 1995; Mouritsen, Jorgensen, 1997]. Останнє і послужило нам підставою для вивчення біохімічних особливостей певних біорегуляторів пептидної природи, які беруть участь в міжклітинній сигналізації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в рамках науково-дослідницьких тем: №416 “Первинні механізми взаємодії лікувальних засобів пептидної природи синтетичного та природного походження з плазматичною мембраною клітини”, №30 “Встановлення механізмів зв'язування енкефалінів, їх синтезованого аналогу, ригіну і тафцину з мембранами різного ступеня організації”, №97097 “Дослідження первинних механізмів зв'язування пептидних гормонів з мембранами різного ступеня організації” Київського національного університету імені Тараса Шевченка, та теми №0199У003850 “Клінічне та експериментальне обгрунтування ефективності деяких біологічно активних речовин” Медичного інституту Української асоціації народної медицини в рамках комплексної програми “Здоров'я людини”. Автор брав участь у вивченні поверхневих, мембранотропних і біохімічних властивостей низки пептидних регуляторів.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є вивчення біохімічних (в т.ч. мембранотропних) властивостей біорегуляторів пептидної природи, дослідження їх ефектів на штучних ліпідних мембранах різного ступеня організації, на фракціях ПМ і мембран саркоплазматичного ретикулуму та на міоцитах травного тракту.

Задачі досліджень: 1. Встановити біохімічні особливості регуляторних пептидів за амінокислотним складом, гідрофобністю та за змінами конформаційних і енергетичних параметрів в залежності від полярності їх молекулярного оточення. 2. Дослідити власну поверхневу активність кіоторфіну, енкефалінів, нейротензину і вірусу тютюнової мозаїки та взаємодію їх з біологічними і штучними мембранами різного ступеня організації. 3. Вивчити ефекти пептидних гормонів на Са2+-залежні мембранні АТФази, на транспорт кальцію мембранними везикулами і на скорочувальну активність міоцитів.

Об'єктом досліджень є біохімічні механізми реалізації ефектів регуляторних пептидів на молекулярному, мембранному і клітинному рівнях.

Предмет досліджень - мембранотропні ефекти кіоторфіну, енкефалінів, брадикініну, субстанції П, нейротензину, вірусу тютюнової мозаїки і ефекти пептидних гормонів на Са2+-залежні АТФази ПМ та скорочувальну активність гладком'язових клітин.

Методи досліджень. У роботі використовувались методи розрахунку гідрофобності молекул регуляторних пептидів, визначення їх поверхневої і мембранотропної активностей за змінами граничного стрибка потенціалу та поверхневого тиску ліпідних моношарів, дослідження електропровідності і ємності бімолекулярних ліпідних мембран, визначення АТФазних активностей мембран за неорганічним фосфатом та транспорту мембранними везикулами Са2+ за флуоресценцією хлортетрацикліну і методи реєстрації скоротливої активності міоцитів шлунку за допомогою механотрону.

Наукова новизна отриманих результатів. На прикладі ендогенних пептидів, мембранотропна активність яких визначається гідрофобністю, амфіфільністю, величиною позитивного заряду, кількістю амінокислотних залишків і хіральністю молекул (кіоторфін, енкефаліни, нейротензин, субстанція П, брадикінін, нейрогіпофізарні гормони) та вірусу тютюнової мозаїки підтверджено гіпотезу про “ліпідний шлях” ефектів пептидних біорегуляторів і їх аналогів. Вперше встановлено поверхневу і мембранотропну активність мет- і лей-енкефалінів, їх аналогу Љ-77, кіоторфіну та роль оптичної ізомерії в характері процесів взаємодії останнього з мембранами, що зниження рН є ініціатором взаємодії білків оболонки вірусних часток з ліпідами мембран. Встановлена специфічність дії окситоцину і дезаміноокситоцину на скорочувальну активність міоцитів шлунку щурів, що є наслідком гальмуючих ефектів цих речовин на Mg2+ Са2+-АТФазну активність ПМ при індиферентності до аналогічної активності мембран СР. Поліпотентність пептидів, як і рецепторні та безрецепторні механізми їх ефектів є загальнобіологічним явищем і реалізуються завдяки взаємодії їх молекул з ліпідним матриксом плазматичної мембрани.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані результати розширюють і поглиблюють розуміння передачі інформації між клітинами за участю пептидних біорегуляторів і можуть бути використані для: створення нових підходів в профілактиці ряду патологічних станів, пов'язаних з забрудненням оточуючого середовища; розробки нових препаратів з заданим спектром дії та підбору оптимальних комбінацій і ефективних концентрацій існуючих та новосинтезованих лікувальних засобів пептидної природи; сприяти розвитку ліпосомальної терапії і клітинної інженерії, біохімії регуляторних пептидів та молекулярної ендокринології; розробки нової моделі молекулярної організації ПМ, яка враховує як рецепторний, так і безрецепторний механізм ефектів біорегуляторів. Результати досліджень впроваджені в дослідницьку роботу і в навчальний процес біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка та Медичного інституту Української асоціації народної медицини.

Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерементів, аналізі результатів досліджень та даних літератури і формулюванню висновків роботи .

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи були представлені на наукових форумах: VІІ Український біохімічний з'їзд (Київ, 1997 р.); XV з'їзд Українського фізіологічного товариства (Київ 1998 р.); ІІ з'їзд біофізичного товариства України (Харків 1998 р.); ІІ національний конгрес анатомів, гістологів, ембріологів і топографічних анатомів України (Луганськ 1998 р.); ІІ Міжнародна конференція “Біоресурси та віруси” (Київ 1998 р.); Українська наукова конференція з міжнародною участю “Мікроциркуляція та її вікові зміни” (Київ 1999 р.); ІІІ міжнародна конференція “Біоресурси та віруси” (Київ 2001 р.).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 11 наукових робіт, в т. ч. 7 статей (одна депонована) та 4 тез доповідей на конференціях і з'їздах.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 158 сторінках і складається із вступу, огляду літератури, розділу з описом матеріалів і методів досліджень, 4 розділів власних досліджень, заключення, висновків і списку бібліографічних посилань, що налічують 226 роботи, з яких 94 українською і російською мовами і 132 - англійською. Робота ілюстрована 30 рисунками і 11 таблицями.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень

Мембрани СР білих скелетних м'язів кроля виділяли за методом [Тугай, 1990; Федорів, 1993], а фракцію ПМ міоцитів тонкого кишківника кроля - з урахуванням розробок в цій області [Погрібний, 1986; Островська, 1995]. Визначення Са2+-АТФазних активностей ПМ і СР (нМ Фн / мг білка хв.) проводили за [Островська, 1995; Кучеренко і співавт., 1995, 2001]. Транспорт кальцію в мембранних везикулах вимірювали за інтенсивністю флуоресценції хлортетрацикліну (10 мкМ, збудж. - 390 нм, випром. - 540 нм) на спектрофлуориметрі Hitachi SP850 [Millman et al., 1980; Nagasaki, Kasai, 1980].

Дослідження поверхневої активності пептидів та їх взаємодії з ліпідними моношарами проводили на межі розподілу фаз “розчин електроліту - повітря” та “розчин електроліту - моношар ліпідів - повітря” [Островська, 1995; Могилевич, 1995]. Поверхневий тиск (П) моношарових структур вимірювали за допомогою напівзануреної платинової пластинки за методом Вільгельмі, чутливість - 0,1 мН/м. Граничний стрибок потенціалу (ГСП), що виникає при формуванні поверхневих структур на поверхні субфази, вимірювали за методом динамічного конденсатора, чутливість - 2 мВ. Для відведення ГСП використовували хлор-срібний електрод (занурений у субфазу) і золоту пластинку діаметром 1 см, яка вібрувала у повітрі над поверхнею розподілу фаз з частотою 1450 Гц. Розчин пептидів вносили в об'єм субфази за допомогою насосу Бернулі, що запобігає безпосередньому їх попаданню на поверхню розчину. Моношари ліпідів формували шляхом нанесення розчину ліпідів (індивідуальні ліпіди і азолектин - сумарна фракція фосфоліпідів із бобів сої) у хлороформі на поверхню субфази (0,01 М KCl, 0,01 М трис-НCl, рН=7,2). Дистильовану воду додатково очищали від поверхнево активних речовин за допомогою апарату “Аквілегія” [Гевод, 1997].

Плоскі бімолекулярні мембрани (БЛМ) формували на отворі (0,8 мм) у тефлоновій скляночці [Могилевич, 1995] із ліпідів (індивідуальні ліпіди, азолектин), розчинених у n-декані. Струм (І) крізь мембрану вимірювали в умовах фіксації потенціалу (U) за допомогою швидкодіючого операційного підсилювача (чутливість - 0,1 пА). Опір мембрани вираховували за формулою R=U/І, провідність - G=1/R, а ємність - за циклічними вольт-амперними характеристиками і рівнянням: С=Іс/dU/dt-Іc/f, де f - швидкість розгортки мембранного сигналу до 50 мВ, а Іс - ємнісний струм.

Скоротливу активність ізольованих м'язових смужок шлунку щурів у розчині Кребса реєстрували в ізометричному режимі за допомогою механотрону 6МІСХ; чутливість методу - 0,05 мН [Шевчук, Каплуненко, 1990].

Величини параметрів гідрофобності - середню гідрофобність (Нф), співвідношення гідрофобних і гідрофільних амінокислот (R3) та дискримінантну функцію (Z) - молекул регуляторних пептидів розраховували за Ч. Кантор і П. Шиммел (1984).

Результати досліджень обробляли за загальновизнаними статистичними методами з використанням програм Statgraphycs.

Результати досліджень та їх обговорення

Поверхнева і мембранотропна активність регуляторних пептидів. Встановлено, що за мембранотропною активністю оптичні ізомери кіаторфіну (H-Tyr-Arg-OH) можна розташувати в ряд: L-LD-LL-DD-D, про що свідчить рис. 1. Аналогічні властивості притаманні і енкефалінам (H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-OH/Leu-OH). Характер взаємодії мет- і лей-енкефалінів з штучними ліпідними мембранами залежить від С-кінцевого амінокислотного залишку молекул (табл.1), що повністю підтверджує наші теоретичні розрахунки та дослідження взаємодії амінокислот з БЛМ, як це видно з рис. 2. При низькій іонній силі розчину (до 0,01) і низьких концентраціях енкефалінів іони Мg2+ справляють найбільш активний вплив на мембранотропні властивості обох пептидів - інкорпорація останніх в мембрану розпочинається з концентрації 10-11 М. В присутності іонів К+ і Са2+ аналогічний ефект спостерігається лише при наномолярних концентраціях пептидів. Ці дані свідчать, що ефекти іонів на взаємодію енкефалінів опосередковані як впливом іонів на фізико-хімічний стан ліпідів, так і на поведінку пептидів у розчині [Гевод, 1990; Островська та ін., 1997]. Синтетичний аналог енкефалінів Љ-77 (Lys (TFA)-Tyr-D-Ala-Gly-Phe(NO2)-NH2-AcOH-2H2O) з вдвічі більшою (ніж енкефаліни) анальгетичною активністю [Боброва,1983.], займає проміжне положення між мет- і лей-енкефалінами як за рівнем гідрофобності, так і за значенням Сmin.

Рис. 1. Зміни поверхневого тиску при адсорбції ізомерів кіоторфіну моношарами азолектину

Таблиця 1. Взаємодія енкефалінів з азолектиновими моношарами різної початкової щільності (По)

По, мН/м

П при дії 10-6М пептиду, мН/м

Сmin, М

Г, М/м2

Si, нм2/молекулу

лейенкефалін

4,0

7,0

13,4

5,2

2,4

0,0

8,5·10-9

6,0·10-10

0,0

4,352·10-7

3,180·10-7

0,0

3,80

5,20

0,0

метенкефалін

4,4

13,7

6,9

2,5

1,0·10-11

5,3·10-11

3,338·10-7

1,913·10-7

4,98

8,68

Примітки:

Сmin - мінімальна концентрація пептиду, необхідна для зміни П;

Г-рівень граничної адсорбції;

Si - площа мембрани, що припадає на 1 молекулу енкефалінів

Т. ч., навіть низька мембранотропна активність і мінімальна різниця в амінокислотному складі енкефалінів, фізико-хімічний стан мембрани і склад оточуючого її середовища є важливими складовими мембранного “каталізу” взаємодії з опоідними рецепторами [Elhebil, Premilat, 1992; Ishida, 1991], які локалізовані на обох моношарах ПМ [Громов, 1992], забезпечуючи поліфункціональність ефектів пептидів.

Рис. 2. Ємність БЛМ в присутності: 1-метионін; 2-фенілаланін; 3-лейцин; 4-тирозин; 5-гліцин

Нейротензин (НТ) має незначну поверхневу активність і його локальні моношари при концентрації в субфазі 10-6 М займають 65 % площі. Наявність на поверхні розділу фаз ліпідних моношарових структур сприяє не тільки концентруванню молекул НТ в полярній зоні мембрани, а й вбудовуванню молекул пептиду в моношар. Активність такої взаємодії залежить від щільності моношару, а сам процес є 2-фазним (табл.2: ГІ, ГІІ).

Перша фаза є більш повільною, її інтенсивність практично не залежить від щільності упаковки молекул ліпопротеїнової мембрани і триває до досягнення адсорбції НТ 16 пМ/см2. Після цього, паралельно з зниженням Сmin, інтенсивність процесу зростає в 3,6 рази. Вбудовування НТ в азолектинову мембрану є також 2-фазним, потребує більших Сmin, які зростають пропорційно зростанню щільності мембрани (табл. 2), а кількість інкорпорованого нейротензину (Г) в 2 - 3 рази переважає аналогічний показник для ліпопротеїнової мембрани.

В фосфатидилсериновий моношар з щільністю 10 мН/м нейротензин починає вбудовуватись у концентраціях, в 30 разів нижчих, ніж при вбудуванні у азолектинову мембрану (табл. 2). На порядок нижчим є і Спер.. Тобто, чим менша щільність мембрани (менше зарядів на одиницю площі), тим вищі концентрації пептиду, які необхідні для початку процесу. Ці дані свідчать, що одним з важливих факторів інкорпорації в ліпідний матрикс пептидів є взаємодія позитивних зарядів їх молекул з негативними полярними групами ліпідів [Рибальченко, Островська, 1988].

Т.ч., ліпопротеїнові мембрани, які ближчі за своїми властивостями до зовнішнього моношару ПМ за інтенсивністю цих процесів займають проміжне положення між нейтральними азолектиновими та негативно - зарядженими фосфатидилсериновими моношарами. Білки сприяють концентруванню пептиду поблизу поверхні мембрани, а фосфоліпіди обумовлюють розвиток наступної стадії - інкорпорації НТ в ліпідний матрикс.

Аналогічно вищеописаним ми зробили спробу вивчити поверхнево активні властивості вірусу тютюнової мозаїки. Виявилося, що введення в субфазу суспензії ВТМ (10-4 часток в 1 мл) не супроводжується змінами як П, так і ГСП на межі поділу фаз. Це свідчить про те, що вірусні частки не концентруються на поверхні розчину електроліту, не створюють не тільки суцільних моношарів, а й окремих локальних ,,плям'' на поверхні субфази. Зовсім інша поведінка часток ВТМ спостерігається, коли суспензія вірусних часток вводиться в субфазу з рН 5,5 - 6,0. В таких умовах вірусні частки починають виходити на поверхню розділу фаз і утворювати “розріджену” поверхневу структуру з поверхневим тиском 0,9-2,0 мН та ГСП до 30 мВ (табл. 3). Ці дані свідчать, що при зниженні рН білок вірусної оболонки набуває частково гідрофобних властивостей, що і забезпечує йому незначну (в порівнянні до описаних вище пептидів) поверхневу активність.

Таблиця 2. Середні значення параметрів адсорбції нейротензину при наявності на межі розподілу фаз моношарових мембран різного складу і в різних діапазонах їх початкової щільності упаковки

Моношарова структура

П0, мН/м

Сmin, НМ

Рівень граничної адсорбції Г, пМ/см2

Sі, нм2

Спер*, мкМ

ДП(10)**, мН/м

Ліпопротеїнова***

3,5

7,5

9,6

18

14

6

ГІ - 16

ГІІ - 23

ГІ - 17

ГІІ - 52

ГІ - 17

ГІІ - 62

10,6

7,1

9,7

3,8

9,8

2,7

~ 0,5

--

0,16

1,65

2,1

4,2

Азолектинова

3,8

6,9

10,1

24

36

55

ГІ - 51

ГІІ - 88

ГІ - 59

ГІІ - 86

ГІ - 70

ГІІ - 145

3,2

1,1

2,8

1,4

2,4

1,1

~ 0,5

--

--

4,85

5,8

6,4

Фосфати-дилсеринова

2,2

6,5

10,2

10

4,1

1,8

ГІ - 23

ГІІ - 78

ГІ - 5

ГІІ - 49

ГІ - 11

ГІІ - 28

7,0

2,1

32,8

3,3

14,9

5,8

0,1 - 0,5

0,05

0,05

3,8

3,9

4,75

Примітки:

пер - концентрація петиду, у якій відбувається перехід від однієї фази адсорбції до іншої;

**ДП(10) - зростання щільності мембрани при наявності в системі 10-6 М нейротензину;

*** - азолектин 60%, сиворотковий альбумін 30%, холестерин10%.

Зовсім інші ефекти спостерігаються, коли суспензія вірусних часток вводиться під азолектиновий моношар при рН 7,0. В таких умовах поверхневий тиск моношару, модифікованого частками ВТМ, зростає на 3,3±0,2 мН/м, а ГСП - на 45,0±4,0мВ. В розчині з рН 5,5-6,0 аналогічні зростання параметрів моношарів становлять 4,3±0,6 мН та 62,9±3,3 мВ (табл. 3). Дуже можливо, що у вказаних процесах беруть участь окремі білкові структури ВТМ (в першу чергу білок Р-30), яким притаманні поверхнево активні властивості і які, взаємодіючи з ліпідами, змінюють свою конформацію на ,,активну''. Таке припущення підтверджується дослідженнями останніх років. Так, в ліпідні моношари активно включаються N-кінцеві ділянки субодиниці - 2 гемаглютиніну (НА2) різних штамів вірусу грипу [Burger et. al., 1991], який відповідає за злиття вірусу з плазматичною мембраною [Букринская, Жданов, 1991], N-кінцевий пептидний фрагмент глікопептиду gp-41 вірусу ВІЛ-1 [Gordon et al., 1992], білок Gag із ВІЛ-1 [Ehrlich et al., 1996] та ін.

Таблиця 3. Зміни поверхневого тиску (П) і граничного стрибка потенціалу (ГСП) азолектинових моношарів, модифікованих вірусом тютюнової мозаїки

Досліди

Чиста поверхня електроліту, при рН=7 П і ГСП не реєструються

Моношар із азолектину

рН=5,8

рН=7,0

РН=5,5

П, мН/м

ГСП, мВ

П, мН/м

ГСП, мВ

П, мН/м

ГСП, мВ

1

0,9

22

3,0

44

4,2

62

2

1,1

26

2,8

40

3,8

58

3

1.5

26

3,7

52

5,5

70

4

0,8

28

3,8

50

5,1

68

5

2,0

24

3,6

48

4,0

66

6

1,9

26

2,9

46

4,2

64

7

0,7

30

3,1

42

4,1

60

8

1,0

28

3,4

46

5,2

64

9

1,1

20

3,5

--

5,1

62

10

1,0

22

3,4

42

5,3

60

11

3,0

40

5,1

58

1,2±0,3

25,2±2,5

3,3±0,2

45,0±4,0

4,3±0,6

62,9±3,3

Р значень П і ГСП при рН=5,8 до аналогічних значень при рН=7,0

Р<0,05

Р<0,01

Показано також, що синтезовані 12-, 16- і 24 - членні пептиди, аналогічні N-кінцевій послідовності глікопептиду gp-32 вірусу імунодефіциту мавпи, вбудовуються в ліпосоми [Martin et al., 1991], а N-кінець білка VP1 поліовірусу сприяє зв'язуванню вірусу з ліпосомами [Букринская, Жданов, 1991]. Важливо, що маючи - складчату структуру (неактивна форма?), ці пептиди, взаємодіючи з ліпідами ліпосом, переходять в спіральну (активну?) конформцію і локалізуються під кутом до поверхні мембрани.

Виходячи з описаних результатів та даних цитованої літератури можна припустити, що в первинних механізмах проникнення вірусу в клітину важливу роль відіграє ліпідний мембранний матрикс і ті вірусні білки, яким притаманні фузогенні властивості. Більш активна інкорпорація часток вірусу в ліпіди при зниженні рН викликає ще більшу дестабілізацію мембрани, що свідчить про наявність білків злиття і у простих вірусів [Букринская, Жданов, 1991; Кондратюк та ін., 1999], які є важливим фактором їх патогенності.

Біохімічні ефекти пептидів міжклітинної сигналізації на біологічних мембранах. Виходячи з описаних результатів досліджень та даних літератури Островська, 1995; Могилевич, 1995; Шамоніна, 1995; Рыбальченко, Островская, 1998; Порало та ін., 1999; Schwyzer, 1986, 1987; Seelig, 1989, 1990 про здатність регуляторних пептидів, які беруть участь в міжклітинній хімічній сигналізації, зв'зуватись з мембранними ліпідами і модифікувати їх, логічно припустити, що вони змінюють і фізіко-хімічні та біохімічні властивості біологічних мембран.

Як видно з рис. 3, субстанція П (СП), окситоцин (Окс), брадикінін (Бр) та вазопресин (Вп) викликають незначні зміни Са2+-АТФазної активності мембран СР (Р0,05). Навпаки, у фізіологічних концентраціях вазопресин, окситоцин та синтетичний пептид дезаміноокситоцин (рис. 3.) знижують Mg2+, Са2+-АТФазну активність ПМ на 42, 66 і 89 % -ів, відповідно. Виходячи з того, що вказані пептиди помітно знижують вказану АТФазну активність, починаючи з концентрації 10-14 М Островська, 1995; Рыбальченко, Островская, 1998, можна вважати їх дію специфічною. Більше того, оскільки ефекти пептидів реєструються лише на мембранних везикулах, орієнтованих цитоплазматичною поверхнею ПМ назовні, а наявність рецепторів до окситоцину в ПМ даного типу клітин не описано The IUPHAR Compendium of Receptor Characterization and Classification, 1998, їх взаємодія з рецепторами виключається. Тому є логічним висновок: гальмуюча дія Окс та Вп і блокуюча дія дезаміноокситоцину у фізіологічних концентраціях є наслідком прямої взаємодії пептидів з Mg2+, Са2+-АТФазою ПМ. Виходячи з даних рис. 3 та скринінгу ефектів дезаміноокситоцину в широкому діапазоні концентрацій Островская, 1995 можна вважати, що цей синтетичний пептид, а не окситоцин, слід вважати істинним специфічним блокатором Mg2+, Са2+-АТФазної активності ПМ міоцитів тонкого кишківника.

Досліджені пептиди у фізіологічних концентраціях проявляють різні ефекти на накопичення кальцію везикулами СР (рис. 4). Так, субстанція П, недостовірно активуючи Са2+-АТФазу СР (рис. 3), знижує накопичення Са2+ мембранними везикулами на 20%. Ефекти вазопресину в фізіологічних концентраціях мало помітні Островська, 1995, але в концентраціях, вищих на 4-и порядки, достовірний вплив вазопресину стосується не АТФазної активності (рис.3), а бар'єрних властивостей везикул СР - накопичує Са2+ знижується майже на 40% (рис. 4). Подібні ефекти притаманні і окситоцину: маючи лише тенденцію до активації Са2+-АТФази СР в концентрації 10-8М, достовірно знижує накопичення кальцію мембранними везикулами. Ці результати теж свідчать, що окситоцин ефективніше впливає на бар'єрні властивості мембранних везикул СР, ніж на їх Са2+-АТФазну активність.

Щодо аналогічних ефектів нейрогіпофізарних гормонів та дезаміноокситоцину на везикулах фракції ПМ, поверхневі, мембранотропні і гальмуючі Са2+-АТФазну активність властивості яких детально вивчені Г.В. Островською (1995-2000), то ситуація тут протилежна. Як видно з рис. 3 і 4, окситоцин у фізіологічних концентраціях знижує Mg2+ і Са2+-АТФазну активність везикул ПМ на 61 %, що є близьким до ефектів в присутності 10-4М вазопресину. Так же різко (на 65 %) Окс знижує накопичення кальцію мембранними везикулами (рис.4).

Рис. 3. Активність (А) Са2+-залежних АТФаз саркоплазматичного ретикулуму (2-6) і плазматичної мембрани (7-11) при дії пептидів: 2-10-8М СП, 3-10-8М Вп, 4-10-4М Вп, 5-10-8М Окс, 6-10-8М Бр, 7-10-8М Вп, 8-10-4М Вп, 9-10-8М Окс, 10-10-4М Окс, 11-10-8М д-Окс; 1-АТФазні активності ПМ і СР без будь-яких впливів, прийняті-за 100 %

Рис. 4. Транспорт іонів кальцію везикулами СР (2-7) та ПМ міоцитів (8-13). 2-9 - накопичення Са2+ в мембранних везикулах в середовищі з АТФ, 10-13 - вихід катіону із везикул в середовище без АТФ. 2, 12 - 5 10-3 М кофеїн, 3 - 10-8 М СП, 4 - 10-8 М Вп, 5 - 10-4 М Вп, 6, 8 - 10-8 М Окс, 7 - 10-8 М Бр, 9, 10 - 10-4 М Окс, 11 - 2 мкг/мл А23187, 13 - 120 мМ КСl, 1 - накопичення чи вихід кальцію мембранними везикулами без будь-яких впливів

Аналіз даних рис. 3 і 4 (вхід-вихід) свідчить, що, на відміну від ефектів на СР, окситоцин справляє подвійний вплив на ПМ міоцитів: гальмує Mg2+, Са2+-АТФазну активність і збільшує катіонну проникність мембрани. Останнє може бути наслідком утворення ліпід-окситоцинових каналів, наявність яких на БЛМ з вмонтованими в неї фрагментами ПМ встановлено раніше [Островська та ін., 1992, 1995, 1998].

Т.ч. отримані дані свідчать, що досліджені пептиди змінюють іонну проникність мембран. Лише Окс. і д-Окс, не впливаючи на Са2+-АТФазу СР, є прямими блокаторами Mg2+, Са2+-АТФази ПМ міоцитів. Це і обгрунтовує використання їх (особливо останнього) як специфічного блокатора вказаного ферменту.

Ефекти нейрогіпофізарних гормонів і дезаміноокситоцину на скоротливу активність гладеньких м'язів. Ідея досліджень: якщо вказані пептиди гальмують Mg2+, Са2+-АТФазну активність плазматичної мембрани міоцитів і сприяють трансмембранному рухові іонів кальцію за градієнтом, то введення цих речовин в розчин інкубації м'язових смужок повинно привести до підсилення їх скорочення за рахунок збільшення внутрішньоклітинної концентрації катіону.

Встановлено, що окситоцин (10-7 М) викликає підвищення тонусу гладеньких м'язів шлунку щурів на 1,7-1,9 мН та поступове збільшення (на протязі 30 хв.) амплітуди і швидкості наростання та спаду спонтанних скорочень. По мірі дії гормону в 1,5 рази збільшується частота спонтанних скорочень і в 1,2 - 1,3 рази зменшується їх тривалість. В таких же умовах і концентрації д-Окс виявляє аналогічні, але більш виражені ефекти. Вазопресин в концентрації 10-7 М викликає дещо інші ефекти: збільшення амплітуди скорочень не перевищує 25,0% від норми, що в 4 рази менше, ніж при дії окситоцину і в 5 разів - дезаміноокситоцину. Швидкості наростання і спаду спонтанних скорочень при дії вазопресину знижуються, а тривалість скорочень зростає.

Активація електрозбудливих клітин, до яких належать міоцити шлунку, супроводжується входом Са2+ в клітину за градієнтом концентрації [Костюк, 1986; Johnson, 2000], хоч вважається, що такої кількості кальцію недостатньо для активації скорочення гладком'язових клітин [Kuriyama, 1998]. Необхідне виділення катіону із саркоплазматичного ретикулуму [Рубцов, 1997; Зима, 2000; МсDonald, 1994; Corbett, 2000]. Виходячи з цього, ми дослідили вплив пептидів на скорочення міоцитів шлунку в умовах модифікації трансмембранного перенесення Са2+ специфічними агентами та модифікації комплексу “Са-кальмодулін” - активатора кінази легких ланцюгів міозину [Horowitz, 1996; Hill, 2000]. Встановлено, що в безкальцієвому розчині з 0,5 мМ ЕГТА Окс частково відновлює тонус і скорочення гладеньких м'язів, ефекти д-Окс переважають ефекти окситоцину, а Вп не ефективний. Окситоцин менш ефективний, ніж д-окситоцин і в присутності карбахолу (активатора спустошення внутрішньоклітинних Са-депо), трифтазину (блокатора взаємодії “Са-кальмодулін” з відповідними ферментами) та в присутності La3+ - блокатора Са2+-каналів. Вазопресин в аналогічних умовах частково відновлює лише тонус м'язів.

Т.ч., представленні результати свідчать, що вазопресин, окситоцин і дезаміноокситоцин здатні взаємодіяти з ліпідами плазматичної мембрани, вбудовуватись поміж них і впливаючи на фізико-хімічні властивості ліпідного матриксу, Са2+-залежні АТФази, мембранні рецептори та системи вторинних месенджерів, змінювати функції міоцитів. Такий регуляторний вплив нейрогіпрофізарних гормонів на ПМ в цілому і на окремі її компоненти (включаючи безрецепторне гальмування Са-насосу) підтверджується свідченнями однонаправленої дії окситоцину і вазопресину на багатьох тканинах, хоч і з різною активністю [Рыбальченко, Островская, 1998; Emori et. al., 1991; Hajjar, Boventre, 1991; Hong, Moody, 1991]. А також тим, що окситоцин і вазопресин продукуються не тільки гіпоталамо-гіпофізарною системою, а й клітинами шлунково-кишкового тракту [Громов, 1992; Friedmann et. al., 1991; Loesch et. al., 1991].

***

Т.ч., розглядаючи біохімічні особливості поліфункціональності РП, поки що не так легко визначити вклад нерецепторних механізмів в міжклітинні взаємодії при наявності високоселективних рецепторів. Проте описані молекулярні механізми нерецепторної дії РП забезпечують, на нашу думку, реалізацію їх ефектів на клітини, які не мають до них специфічних рецепторів. Ще більше значення цих механізмів для реалізації ефектів тих біорегуляторів, які є продуктами посттрансляційної модифікації РП, мембранних рецепторів і інших мембранних білків (в т.ч. і ферментів). Можливо, ці механізми є головними в реалізації дії нетипових для норми регуляторних пептидів, синтез яких відбувається при стресі та патологіях, коли різко змінюються біохімічні особливості міжклітинної сигналізації та синтез нових вторинних месенджерів, в т.ч. пептидної і ліпідної природи.

ВИСНОВКИ

пептид гідрофобність міжклітинний мембрана

1. У міжклітинній хімічній сигналізації ліпідний матрикс плазматичної мембрани виконує “каталітичну” роль в первинних процесах взаємодії як малих регуляторних пептидів (кіоторфін, енкефаліни та ін.), так і нуклеопротеїдів (вірус тютюнової мозаїки). Оскільки інтенсивність такої взаємодії (адсорбція, інкорпорація) залежить як від хімічної структури і хіральності молекул пептидних біорегуляторів, так і від біохімічних та механо-електричних властивостей ліпідного матриксу, можна стверджувати, що різні зміни в молекулярній організації ПМ є визначальними для вибору клітиною ізоформ хімічних сигналів (утилізонів, інформонів та нуклеопротеїдів) для трансформації їх енергії рецепторними і нерецепторними механізмами в енергію клітинного збудження.

2. Ліпіди плазматичної мембрани сприяють взаємодії ізомера кіоторфіну L-Tyr-L-Arg з ними, а мембранні білки завдяки своїм зарядам і гідрофільно-гідрофобному балансу гальмують вбудовування дипептиду в гідрофобну область ліпідного матриксу і він концентрується в області полярних головок. За мембранотропною активністю оптичні ізомери кіоторфіну мають ряд L-LD-LL-DD-D, що співпадає з їх анальгетичною активністю і свідчить про важливу роль хіральності в мембранотропних процесах.

3. Інкорпорація молекул мет- і лей-енкефалінів та їх синтетичного аналогу Љ-77 в ліпідні мембрани, фізико-хімічний стан мембрани та іонний склад оточуючого середовища як і мінімальна різниця в амінокислотному складі пептидів є важливими складовими, що забезпечують їх поліфункціональність.

4. Молекули нейротензину не тільки концентруються у зоні полярних головок ліпідів, але й вбудовуються в гідрофобну область мембрани. Головна роль у цьому процесі належить саме ліпідним компонентам мембрани, оскільки інкорпорація пептиду в азолектинові моношари зростає у порівнянні з ліпопротеїновими моношарами в 2 - 3 рази.

5. Основна роль в первинних механізмах проникнення ВТМ в клітину належить ліпідному мембранному матриксу і вірусним білкам, яким притаманні фузогенні властивості. Про це свідчить більш активна інкорпорація вірусних часток в ліпідні моношари при зниженні рН до 5,5.

6. Окситоцин і в більшій мірі дезаміноокситоцин, не впливаючи на Са2+-АТФазу саркоплазматичного ретикулуму є прямими інгібіторами Mg2+, Са2+-АТФ-азної активності плазматичних мембран міоцитів і АТФ-залежного транспорту кальцію. Це обгрунтовує можливість використання дезаміноокситоцину як специфічного блокатора транспортної Са2+-залежної АТФази плазматичної мембрани гладком'язових клітин травного тракту.

7. На прикладі низки регуляторних пептидів (РП) міжклітинної хімічної сигналізації за результатами проведених досліджень і даних літератури припускається, що їх інкорпорація в ліпідний матрикс ПМ ініціює щонайменше 9 нерецепторних механізмів модуляції функціональної активності клітин. Зміна біохімічних і фізико-хімічних властивостей мембрани і утворення небішарових структур (1), алостеричні зміни рецепторів (2), регуляція активності білків-переносників (3), модифікація іонних каналів (4), утворення пептид-ліпідних каналів (5), пряма регуляція G-білків (6) і ферментів-продуцентів вторинних месенджерів (7), утворення месенджерів пептидної природи (8) та тетинів і цитокінів (9) внаслідок часткового протеолізу інкорпорованих в мембрану РП.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кучеренко М.Є., Рибальченко Т.В., Островська Г.В., Рибальченко В.К. Миготлива модель молекулярної організації плазматичної мембрани // Доповіді НАН України. 2001. - № 7. - С. 149-152.

2. Рибальченко Т.В., Гурняк О.М., Яблонська С.В., Рибальченко В.К. Удосконалення рідинно-мозаїчної моделі молекулярної організації плазматичної мембрани // Вісн. Київ. ун-ту ім. Тараса Шевченка. Пробл. регул. фізіол. функцій. - 2001. - Вип. 7. - С. 29-32.

3. Рыбальченко Т.В., Островская Г.В., Кондратюк Е.А., Мельник Ю.Н., Гурняк О.Н. Безрецепторная межклеточная химическая сигнализация // Нейрофизиология. - 2000. - Т. 32, №3. - С. 281-282.

4. Кучеренко М.Є., Рибальченко Т.В., Могилевич Б.Р. Міжклітинна хімічна сигналізація на прикладі субстанції П // Вісн. Київ. ун-ту ім. Тараса Шевченка. Проблеми регуляції фізіологічних функцій. - 1999. - Вип. 5. - С. 17-22.

5. Кондратюк О.А., Рибальченко Т.В., Савчук О.М., Рибальченко В.К. Взаємодія вірусу тютюнової мозаїки з азолектиновими моношарами // Вісн. Київ. ун-ту ім. Тараса Шевченка. Пробл. регул. фізіол. функцій. - 1999. - Вип. 4. - С. 26-31.

6. Рибальченко Т.В. Міжклітинна сигналізація на прикладі субстанції П / Київ. ун-т. - Київ, 1999. - 42 с. - Укр. - Деп. в ДНТБ України 04.01.99, №6 - Ук99.

7. Рибальченко Т.В., Рибальченко Р.В. Вплив окситоцину на скоротливу активність гладких м'язів // Вестн. пробл. биол. и мед. - Харьков. - 1996. - №12. - С. 15-18.

8. Кондратюк О.А., РибальченкоТ.В., Бойко А.Л., Гурняк О.М. Роль ліпідів мембран в первинних механізмах проникнення вірусу в клітину // Тези доп. ІІІ Міжнар. конф. “Біоресурси та віруси”. - Київ - 2001. - С. 80.

9. Кондратюк О.А., Рибальченко Т.В., Токарчук Л.В., Савчук О.М., Свиридовська Л.В. Первинні механізми взаємодії вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ) з плазматичною мембраною // ІІ Міжнар. конф. “Біоресурси та віруси”. - Київ. - 1998. - С. 90.

10. Рибальченко В.К., Островська Г.В., Мельник Ю.М., Порало І.В., Рибальченко Т.В. Роль оптичної ізомерії в мембранотропній активності кіоторфіну // XV з'їзд Укр. фізіол. тов-ва. Фізіол. журн. 1998. - Т. 4, №3. - С. 11.

11. Рибальченко В.К., Островська Г.В., Могилевич Б.Р., Ковальчук Т.О., Порало І.В., Цивінська С.М., Рибальченко Т.В., Коцюба В.Л., Кондратюк О.А., Мельник Ю.М., Савчук О.М., Бичко А.В. Роль мембранних ліпідів в міжклітинній хімічній сигналізації // ІІ з'їзд біофіз. тов-ва. Харків. - 1998. - С. 90.

АНОТАЦІЯ

Рибальченко Т.В. Біохімічні особливості безрецепторної міжклітинної сигналізації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія; Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.

Дисертаційна робота присвячена вивченню біохімічних особливостей міжклітинної хімічної сигналізації на прикладі регуляторних пептидів. Встановлені поверхнево активні і мембранотропні властивості низки регуляторних пептидів (кіоторфіну, енкефалінів, нейротензину, нейрогіпофізарних гормонів, субстанції П, брадикініну) і вірусу тютюнової мозаїки. Досліджено вплив окремих з них на Са2+-залежні АТФазні активності плазматичної мембрани і саркоплазматичного ретикулуму міоцитів та пасивний і АТФ-залежний транспорт Са2+ цими мембранами. На мембранах різного ступеня організації встановлено, що ліпідний мембранний матрикс виконує “каталітичну” роль в первинних процесах взаємодії пептидів з мембранами, забезпечуючи як рецепторні, так і нерецепторні їх ефекти. На прикладі низки регуляторних пептидів міжклітинної хімічної сигналізації припускається, що їх інкорпорація в ліпідний матрикс ініціює щонайменше 9 нерецепторних механізмів модуляції функціональної активності клітин.

Ключові слова: міжклітинна сигналізація, плазматична мембрана, штучні ліпідні мембрани, регуляторні пептиди, Са2+-залежні транспортні АТФази, міоцити.

АННОТАЦИЯ

Рыбальченко Т.В. Биохимические особенности безрецепторной межклеточной сигнализации. - Рукопись.

Дисертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 - биохимия; Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2002.

Дисертационная работа посвящена изучению биохимических особенностей межклеточной химической сигнализации на примере регуляторных пептидов. Установлены поверхностно активные и мембранотропные свойства ряда регуляторных пептидов (киоторфина, энкефалинов, нейротензина, нейрогипофизарных гормонов, субстанции П, брадикинина) и вируса табачной мозаики. Исследовано влияние отдельных из них на Ca2+-зависимые АТФазные активности плазматических мембран и саркоплазматического ретикулума миоцитов, на пасивный и АТФ-зависимый транспорт Ca2+ этими мембранами. На мембранах разной степени организации установлено, что липидный мембранный матрикс выполняет “каталитическую” роль в первичных процессах взаимодействия пептидов с мембранами, обеспечивая как рецепторные так и нерецепторные их ефекты. На примере ряда регуляторных пептидов межклеточной химической сигнализации предпологаеться, что их инкорпорация в липидный матрикс плазматической мембраны инициирует по меньшей мере 9 нерецепторных механизмов модуляции функциональной активности клеток.

Ключевые слова: межклеточная сигнализация, плазматическая мембрана, искусственные липидные мембраны, регуляторные пептиды, Са2+-зависимые транспортные АТФазы, миоциты.

ANNOTATION

Rybalchenko T.V. Biochemical features of nonreceptor intercellular signaling.- Manuscript.

The dissertation (manuscript) is present in accordance with requirements for the degree of candidate of biological sciences in speciality 03.00.04 - biochemistry; Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2002.

The dissertation is devoted for study of biochemical features intracellular biochemical signaling on examples of the regulatory peptides.The surface activities and membranotropic properties of some rugulatory peptides (kiotorfin, enkephalines, neurotensine, neuropituitary hormones, substance P, bradikinine) and tobacco mosaic virus are revealed. The influence of some of them on the activities Ca2+ - dependent ATP-ase of of plasma membrane and sarcoplasmatic reticulum of myocytes and passive and ATP- dependent transport Ca2+ these membranes are investigated. On different degree organisation of the membranes there were established that lipid membrane matrix functionts as primary process interaction peptides with membranes, providing the effects of receptors and nonreceptors. For instance some regulatory peptides of the intercellular chemical signaling are assumed that their incorporate into lipid matrix of the plasmic membrane initiate about 9 nonreceptor mechanisms to modulate of the cell`s functional activity.

Key words: inracellular signaling, plasma membrane, regulatory peptides, Ca2+ - dependent transport ATP - ase, myocytes.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.