Реакции цикла зрительного пигмента в палочках у представителей амфибий и млекопитающих

• Автор: Кореняк, Дарья Александровна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Цель и задачи исследования

Научная новизна результатов исследования

Основные положения, выносимые на защиту

Теоретическая и практическая значимость работы

Апробация работы и публикации результатов исследования

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Строение фоторецепторов позвоночных животных

1.2. Структура и свойства зрительных пигментов
1.3. Фотолиз родопсина палочек
1.3.1. Быстрые стадии фотолиза родопсина
1.3.2. Медленные стадии фотолиза родопсина
1.4. Каскад фототрансдукции
1.4.1. Активация каскада фототрансдукции
1.4.2. Инактивация каскада фототрансдукции
1.5. Электрический ответ фоторецепторов на свет
1.6. Регуляция каскада фототрансдукции и световая адаптация
1.7. Темновая адаптация и цикл зрительного пигмента
1.7.1. Темновая адаптация
1.7.2. Реакции зрительного цикла в фоторецепторах
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Экспериментальные животные
2.2. Приготовление препарата
2.3. Микроспектрофотометрия
2.3.1. Устройство микроспектрофотометра
2.3.2. Процедура измерения
2.3.3. Обработка экспериментальных данных
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Фотолиз родопсина палочек
3.1.1. Медленные стадии фотолиза родопсина палочек лягушки
3.1.1.1. Спектры поглощения наружных сегментов палочек
3.1.1.2. Временной ход изменения концентраций продуктов фотолиза
3.1.1.3. Кинетическая схема медленных стадий фотолиза родопсина
3.1.2. Медленные стадии фотолиза родопсина палочек крысы
3.1.2.1. Спектры поглощения интактньгх палочек
3.1.2.2. Временной ход изменения поглощения фотопродуктов
3.2. Диффузия родопсина и продуктов его фотолиза в мембранах дисков
наружных сегментов палочек сетчатки амфибий
3.3 Фотореакции метародопсина II
3.3.1 Фотоконверсия метародопсина II в палочках сетчатки лягушки
3.3.2. Фотоконверсия метародопсина II в палочках сетчатки крысы
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Влияние температуры на медленные стадии фотолиза родопсина в интактных палочках лягушки и крысы
4.2. Сравнение результатов исследований фотолиза родопсина in vivo и in vitro
4.3. Поведение продуктов медленных стадий фотолиза родопсина в интактных палочках
4.4. Фотореакции метародопсина II в интактных палочках лягушки и
крысы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АТФ - аденозинтрифосфат ГДФ — гуанозиндифосфат ГТФ - гуанозинтрифосфат
надфн2 - восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат НСП - наружный сегмент палочки РДГ - ретинолдегидрогеназа
РДГ-реакция - реакция, катализируемая ретинолдегидрогеназой цГМФ — циклический 3',5'-гуанозинмонофосфат цГМФ-ФДЭ или ФДЭ - фосфодиэстераза цГМФ
ABCR / АВСА4 (ATP-Binding Cassette, Retina) - белок, транспортирующий транс-ретиналь к РДГ Агг - аррестин
BSI (Blue Shifted Intermediate) - синечувствительный продукт СаМ— кальмодулин-подобный белок
CRALBP (Cellular Retinal-Binding Protein) - белок, транспортирующий 1l-z/мс-ретиналь к плазматической мембране клетки пигментного эпителия CRBP (Cellular Retinol-Binding Protein) - белок-переносчик транс-ретинола в клетках пигментного эпителия сетчатки глаза GC (Guanilate Cyclase) - гуанилатциклаза
GCAP (Guanilate Cyclase Activating Protein) - белок, активирующий гуанилатциклазу
GPCR (G-Protein Coupled Receptors) - рецепторы, сопряженные с
G-белками
Gy -трансдуцин
IRBP (Interphotoreceptor Retinoid-Binding Protein) - белок, транспортирующий щранс-ретинол из НСП в клетки пигментного эпителия сетчатки глаза, и 11 -цис ретиналь в обратном направлении

гуанилатциклазой. цГМФ-управляемые катионные каналы плазматической мембраны наружного сегмента вновь открываются; и фоторецепторная клетка возвращается в исходное «темновое» состояние.
Основное количество- работ по - изучению процессов; активации? и выключения каскада; фототрансдукции- было выполнено- на палочках. Работы на колбочках немногочисленны; из-за трудоемкости; получения достаточного количества, материала для« биохимических, исследований. Однако* есть основания?; полагать, что рассмотренные механизмы, достоверно; установленные для? палочек,. функционируют и в колбочках. Помимо электрофизиологических данных [Gobbs, 1985]; на это указывает также обнаруженные; в колбочках белки сигнального каскада, [обзор: Mustafi et al., 2009]: Кроме того? передача сигнала? о поглощении света в колбочках происходит с участием того же, что и«в палочках, посредника — цТМФ; Известно, что процесс инактивации каскада протекает в колбочках намного быстрее, чем в палочках [Firsov et all,.2007]. Однако окончательно не установлено* каким-образом-это достигается.
Таким образом, в фоторецепторной? клетке в ответ на поглощение кванта света включается каскад, биохимических реакций, посредством которых происходит, преобразование энергии- внешнего« сигнала- в электрический? ответ фоторецептора.
1.5. Электрический ответ фоторецепторов на свет
Электрофизиологические ■ исследования, проведенные на изолированных фоторецепторных клетках, с использованием внутриклеточных отведений, показали, что мембранный потенциал фоторецепторов в темноте довольно низок (около —30 мВ), а их ответ на свет является гиперполяризацией, длящейся в течение всего; периода освещения [обзоры: Каламкаров и Островский, 2002; Burns & Lamb, 2003; Lamb & Pugh, 2006]. Такое изменение мембранного потенциала при