Механизмы неспецифической резистентности у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия

• Автор: Протопопова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Стресс и стрессовые факторы в биологических системах. Реакции

ОРГАНИЗМОВ НА СТРЕССОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

1.2 Токсичность ксенобиотиков для гидробионтов. Механизм ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ металлов
1.3 Токсичность кислорода в биологических системах. Перекисное окисление липидов (ПОЛ)
1.4 Изменение энергетического метаболизма в результате воздействия стрессовых факторов

1.5 Ключевые механизмы клеточной стресс-резистентности

1.5.1 Антиоксидантная система

1.5.1.1. Значение антиоксидаитной системы для живых организмов .
1.5.1.2 Функциональная роль антиокидантной системы в защите гидробионтов от токсического воздействия
1.5.2 Белки теплового шока
1.5.2.1 Классификация БТШ
1.5.2.2 Функции БТШ
1.5.2.3 Механизм индукции синтеза БТШ при стрессовых воздействиях
1.5.2.4 Функциональная роль белков теплового шока в защите гидробионтов от токсического воздействия
1.6 Фауна Байкала как уникальный объект для экофизиологических исследований
1.6.1 Фауна Байкала: биоразнообразие, вопросы эволюции и явление несмешиваемости
1.6.2 История исследований механизмов устойчивости к интоксикации у эндемичных гидробионтов оз. Байкал
1.7 Выводы из обзора литературы. Постановка цели и задач исследования. Положения, выносимые на защиту
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объект исследования
2.1.1 Систематика и экология изучаемых видов
2.1.2 Показатели токсикорезистентности изучаемых видов
2.1.3 Методика сбора и содержания амфипод
2.2 Методы постановки экспериментов
2.3 Методы биохимического анализа
2.3.1 Определение перекисного окисления липидов по содержанию диеновых конъюгатов
2.3.2 Определение активности ферментов

2.3.2.1 Подготовка образцов
2.3.2.2 Определение активности каталазы
2.3.2.3 Определение активности пероксидазы
2.3.2.4 Определение активности глутатион Б-транфераз
2.3.2.5 Определение концентрации белка по методу Бредфорд
2.3.3 Определение содержания белков теплового шока
2.3.3.1 Выделение общего белка
2.3.3.2 Определение концентрации белка по методу Лоури
2.3.3.3 Электрофорез белков в полиакриламидном геле
2.3.3.4 Вестерн-блоттинг
2.3.4 Определение содержания лактата
2.4 Расчет и статистическая обработка данных
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Изменение уровня перекисного окисления липидов у амфипод в УСЛОВИЯХ интоксикации хлоридом кадмия
3.2 Изменение активности антиоксидантных ферментов у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия
3.2.1 Изменение активности пероксидазы
3.2.2 Изменение активности каталазы
3.2.3 Изменение активности глутатион Б-трансферазы
3.3 Изменение содержания белков теплового шока у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия
3.4 Изменение доли анаэробного гликолиза у амфипод в условиях
интоксикации ХЛОРИДОМ кадмия
3.5. Общее обсуждение
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АОС - антиоксидантная система АТФ — аденозинтрифосфорная кислота АФК - активные формы кислорода БТШ - белки теплового шока ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
НАДН, Н+ - Никотинамидадениндинуклеотид, восстановленный
кат - катал - единица измерения активности ферментов. 1 соответствует такому количеству фермента, которое превращает субстрата за 1 с.
кДа - килодальтон (103 атомных единиц массы)
МДА - малоновый диальдегид л - литр
мг - миллиграммы (10'3 г) мкг - микрограммы (10‘6 г) нкат - нанокатал (10'9 катал)
ПОЛ - перекисное окисление липидов
СОД - супероксиддисмутаза
Скр- критическая концентрация
ч. - часы (при обозначении времени экспозиции)
этц - электронтранспортная цепь
катал 1 моль

принято обозначать в соответствии с молекулярной массой, выраженной в килодальтонах (кДа).
Согласно современной классификации выделяют несколько основных семейств БТШ (Sanders, 1993; Панасенко и др., 2003):
• БТШ100 (молекулярная масса около 100 кДа);
• БТШ90 (молекулярная масса около 90 кДа);
• БТШ70, или шапероны (молекулярная масса около 70 кДа);
• БТШ60, или шаперонины (молекулярная масса около 60 кДа);
• низкомолекулярные (малые) БТШ (нмБТШ) (молекулярная масса от 12 до 43 к Да).
Наиболее многочисленные из всех групп стрессовых белков - семейство БТШ70 и низкомолекулярные (малые) БТШ (нмБТШ).
БТШ70 (HSP 70) - наиболее изученное семейство стрессовых белков. Белки данного семейства обладают высокой консервативностью и входят в состав систем стресс-адаптации подавляющего большинства эукариотических организмов, в том числе и водных. Все члены семейства БТШ70 имеют четыре общих особенности: высоко консервативную
последовательность, молекулярную массу приблизительно 70(~72) кДа, АТФ-азную активность и способность связывать гидрофобные сегменты денатурированных полипептидных цепей.
У животных белки семейства БТШ70 участвует во многих клеточных процессах сборки, стабилизации и транспорта белковых молекул через мембраны митохондрий и ядерную оболочку (Hutchinson et al., 1994; Hartl et al., 1996; Horst et al., 1999; Rassow et al., 1999; Höhfeld et al., 2001). При неблагоприятных условиях окружающей среды синтез БТШ70 возрастает (Sanders, 1993; Hayes, King, 1995; Флеров и др., 2003; Подлипаева и др., 2006; Смуров и др., 2007). Цитоплазматический БТШ70 мигрирует в ядро, где связывается с прерибосомами и другими белковыми комплексами, чтобы защитить их от денатурации (Gething, Sambrook, 1992; Lindquist, 1986). Также он предотвращает формирование нерастворимых белковых