Роль активных форм кислорода в регуляции функций клетки

• Автор: Гамалей, Ирина Акивовна
• Шифр специальности: 03.00.25
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 41 с. : ил.; 15х20 см. + Прил. (275 с. : ил. )

ОГЛАВЛЕНИЕ
Общая характеристика работы
Содержание работы
Глава I. Образование АФК в клетке
Г лава 2. Материалы и методы исследования
Г лава 3. Стимуляция ]ЧАВРН оксидазы
Глава 4, Функциональные ответы клеток на действие АФК
Глава 5. Ионные механизмы действия АФК
Глава 6. АФК-опосредованная активация клеток
Глава 7. Функциональная активность пролиферирующих
клеток в зависимости от фазы клеточного цикла
Г лава 8. АФК как сигнальные молекулы ,
Выводы
Список цитируемой литературы
Список основных публикаций по теме диссертации
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АФК - активные формы кислорода
СОД - супероксиддисмутаза
03 - опсонизированный зимозан
ФМ А - форбол-12-миристат, 13-ацетат
фМЛФ - К-фор.шя-1-метионил-1-лейщщ-7'фенялалашш
ФНОа - фактор некроза опухолей а
ЛПС - липополисахарид
ИФу - интерферон у
ФАТ - фактор активации тромбоцитов
ЭФР - эпидермальный фактор роста
ГЬОСГ-ОА - диацетат 27’-дихлородигидрофлуоресцеина
ЛВА-СДЗ) - бис(1,3-дибутирилбарбитурат)триметинокеанол
<Л - хемилюминесценция

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Активные формы кислорода, к которым относятся, в частности, перекись водорода (Н202) и супероксиданион (02*~); являются продуктами одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода. Начало исследований их биологической роли можно датировать 1969 годом, когда была открыта супероксиддисмутазная активность белка эритрокупреина [1] - белка, который катализирует дисмутацию супероксидных радикалов. С этим открытием появилась возможность регулировать количество АФК во внеклеточной среде и таким образом выяснять роль АФК в жизнедеятельности клетки. На протяжении многих лет биологическую роль АФК видели лишь в их токсическом действии; эта соединения рассматривали как химическое орудие, которым профессионально фагоцитирующие клетки (макрофаги и нейтрофилы) защищают организм от инфекционного поражения.
Ряд открытий начала 1990-х годов вызвал активную дискуссию относительно другой, регуляторной роли, которую эти соединения (в узком диапазоне концентраций) могут играть во внутриклеточных процессах. Так, было показано, что параллельно с рецептор-опосредованной активацией транскрипционного фактора МАсВ в клетках образуются АФК [2], что привело к открытию посреднической роли молекулы Н202 в передаче сигнала от рецептора фактора роста к тршюкршционному фактору МГкВ в клетках гладкой мускулатуры [3]. Было обнаружено, что не только профессиональные фагоциты, но и клетки других типов имеют специальный механизм образования АФК (см. обзор: Клюбин, Гамалей, 1997), и, наконец, признали, что химический потенциал и Н202> и 02*' недостаточен для некротического действия на клетки. Эти работы стимулировали многочисленные исследования новой роли АФК в клетке. Всплеск этих исследований (см. обзор: ватаку, ЮуиЪт, 1999) окончательно утвердил проблему регуляторной роли АФК в функционировании клетки. Однако основной круг вопросов - механизмы возникновения в клетках АФК, физиологические условия для их образования, мишени на поверхности и внутри клетки, на которые действуют АФК, и, наконец, молекулярные механизмы действия АФК - пока не находит достаточного объяснения и является предметом пристального изучения.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - выяснить роль АФК в функциональных ответах клетки.
При исследовании проблемы решали следующие задачи. 1) Рассмотреть механизмы образования АФК в клетках. 2) Выяснить,

белков) к редокс-нотенциалу [74] подтверждают актуальность этой работы.
Глава 8. АФК КАК СИГНАЛЬНЫЕ МОЛЕКУЛЫ
Преобразование клеткой внешнего стимула в функциональный ответ связано с работой множества сигнальных пострецепторных мембранных и внутриклеточных молекулярных механизмов. В сложном каскаде внутриклеточных сигналов важное место принадлежит вторичным посредникам. Критерием выполнения молекулой роли вторичного посредника является наличие в клетке механизмов и быстрого образования, и быстрой ликвидации данной молекулы. Наличие в клетке механизма быстрой генерации АФК - МАОРИ оксидазы - и специальных соединений ферментного и неферментного ряда для их уничтожения позволяет рассматривать АФК как молекулы, пригодные для выполнения роли вторичных посредников. А способность и Н2О2 (ЮуиЬт е! а!., 1996), и С)А [75] к диффузии является дополнительным доводом в пользу посреднической роли АФК. Мы показали, что активация клеток определенными биологически активными соединениями сопровождается кратковременным подъемом концентрации АФК в клетке. Ингибирование активности МАОРИ оксидазы либо связыванием внутриклеточного С а2', либо подавлением гликолиза, за счет которого пополняются запасы окисляющегося МАБРИ, подавляло и изучаемые ответы клеток на активацию. Анализ собственных и литературных данных (<3ата1еу, К1уиЬш, 1999) показывает, что АФК могут действовать прямо как эффекторные молекулы и из внеклеточного окружения, и из тех внутриклеточных мест, в которых они образованы.
В малых концентрациях (мкМ) АФК активируют (или модулируют) те же клеточные функции (рост, пролиферацию, секрецию, локомошпо, фагоцитоз, синтез белков), что и многие естественные активаторы. При этом АФК действуют на те же звенья каскада сигналов, что и естественные активаторы, в частности на активность тирозинкиназ, фосфолипаз, МАР-киназ, ионных каналов плазматической мембраны и саркоплазматического ретикулума, на фосфорюшрование белков и по тирозину, и по серину (треонину), на концентрацию внутриклеточного Са2+. Многочисленные работы показывают, что перечисленные звенья внутриклеточной цепи передачи сигнала могут регулироваться АФК, которые образуются внутри клетки при действии гормонов, ростовых факторов и других стимулов. Большая часть данных относится к Н202. Существенно меньше данных о 02*~, судьбу которого в клетке чрезвычайно сложно проследить. Список естественных активаторов, действие которых сопровождается обязательным образованием и