Окислительная модификация белков и лизосомальный цистеиновый протеолиз иммунокомпетентных органов крыс в условиях модулирования синтеза оксида азота

• Автор: Абаленихина, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Оксид азота в биологических системах: синтез, регуляция и функции.

1.1.1 Синтез NO и его регуляция

1.1.2 Биологическая роль оксида азота

1.2 Современные представления об окислительной модификации белков

1.2.1 Окислительная модификация белков: механизмы и последствия

1.2.2 Эволюция методологических подходов к оценке окислительной модификации белков

1.2.3 Взаимосвязь окислительной модификации белка и протеолиза

1.3 Лизосомальный цистеиновый протеолиз: механизмы, регуляция, роль в иммуногенезе
1.3.1 Структурно-фукнкциональные особенности лизосомальных
цистеиновых протеиназ
1.3.2 Место лизосомального цистеинового протеолиза в системе
иммунитета
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Экспериментальные модели in vivo и схемы введения препаратов
2.2 Экспериментальные модели in vitro
2.3 Методы получения биологического материала in vivo
2.4 Методы получения биологического материала для экспериментов
in vitro
2.5 Биохимические методы исследования
2.6 Статистическая обработка данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Биохимико-физиологические характеристики экспериментальных моделей
3.2 Оценка состояния окислительной модификации белков
3.2.1 Характеристика окислительного карбонилирования белков под действием ингибитора синтеза оксида азота
3.2.2 Характеристика окислительного карбонилирования белков под влиянием субстрата синтеза оксида азота — Ь-аргинина.
3.3 Оценка состояния лизосомального цистеинового протеолиза.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Белки в силу особенностей своего строения являются одной из основных ловушек активных форм кислорода и азота, образующихся под действием ионизирующей радиации, фотохимических воздействий, а также в процессе металл-зависимого окисления или ряда окислительно-восстановительных реакций ферментативной и неферментативной природы [12]. Продуктом токсического действия свободных радикалов и активных форм кислорода/азота являются модифицированные белки, которые представляют собой один из мощных элементов клеточной сигнализации [100] и, одновременно, активно используются для характеристики окислительного стресса. В силу широкой природной распространенности белков и стабильности продуктов их окисления, оценка окислительной модификации протеинов считается надежным маркером оксидативного повреждения [12, 31]. В результате того, что окисленные белки возможно регистрировать не только в клетках крови и плазме, но и в тканях, накопился большой фактический материал [6, 7, 11, 15, 17, 26, 53, 188], который демонстрирует изменение уровня карбонильных производных при ряде патологических состояний. Однако, в настоящее время отсутствует единый методологический подход к трактовке результатов, что затрудняет анализ полученных данных.
В последние годы в качестве одного из агентов оксидативного стресса рассматривается эндогенно продуцируемый оксид азота [9, 172]. Наблюдающееся в настоящее время экспоненциальное нарастание исследований в области биологии оксида азота привело к обнаружению множественности его эффектов [9, 176], демонстрирующих как токсическое [140, 224], так и защитное [170, 189] действие этой «универсальной» молекулы. При этом систематические исследования взаимоотношений стимуляции и ингибирования синтеза N0 с формированием карбонильных производных не проводились.

Наличие продуктов окислительного стресса внутри лизосом изменяет их нормальную функцию и преобразует их в новый источник свободных радикалов, в результате чего происходит дестабилизация мембран лизосом, выход гидролаз в цитозоль и, как следствие, клеточное повреждение [38].
Мембрана лизосом обладает высокой проницаемостью для металлопротеидов: деградация и удаление металла переменной валентности из сложного белка повышает уровень свободного железа в клетке и может привести к интрализосомальным повреждениям свободными радикалами, образовавшимися по механизму реакции Фентона [38].
Важность лизосом в жизнедеятельности клетки проявляется не только в их уникальной способности эффективно разлагать металлопротеиды и окислительно поврежденные белки, но и отличительной способностью индуцировать каспаз-зависимый и лизосомно-зависимый апоптоз клетки [8, 42, 223]. Согласно представлениям «классического» апоптоза, каспаза-8 вызывает выход из лизосом активного катепсина В, который в результате ограниченного протеолиза активирует проапоптозный белок Вах [8]. Кроме того, в настоящее время накопилось достаточно данных, чтобы полагать, что существует механизм развития лизосомального типа апоптоза, в котором каспазы не принимают участия, а их сигнальную функцию выполняют катепсины [38, 42, 223].
На сегодняшний день наиболее изученной является деградация окислительно поврежденных белков с участием протеасом. Важный вклад в процесс утилизации внутриклеточных белков вносит 26 Б протеасома. Протеасома представляет собой мультиспецифичный комплекс по утилизации поврежденных белков клетки. 26Б протеасома состоит из 20 Б протеасомы, имеющей в своем составе пептидазные центры, и двух регуляторных комплексов, обладающих ферментативной активностью. Однако, субстратами для протеолиза в 26Б протеасоме являются белки, которые подверглись убиквитилированию, именно поэтому данный процесс получил название «убиквинтин-зависимая деградация белка» [47, 148].