Модификация структуры биологических мембран α-токоферолом в широком диапазоне концентраций

• Автор: Белов, Василий Викторович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. аТокоферол аТФ и особенности его действия.

1.1.1. Структура, номенклатура, транспорт и локализация витамина Е.

1.1.2. Функции аТФ

1.1.2.1. Антиоксидантная роль токоферолов

1.1.2.1.1. Антиокислительные способности аТФ

1.1.2.1.2. Участие аТФ в регуляция пероксидного окисления липидов в биологических мембранах

1.1.2.2. Структурные и динамические особенности мембран и модификация их аТФ.

1.2. Действие биологически активных веществ в сверхмалых дозах новая область исследований
1.2.1. Общие закономерности действия биологически активных веществ в сверхмалых дозах и существующие теории, объясняющие их.
1.2.1.1. Роль специфических рецепторных взаимодействий в механизме действия биологически активных веществ в сверхмалых дозах.
1.2.1.2. Особенности структуры жидкой воды и их роль в механизме действия биологически активных веществ в сверхмалых дозах.
1.2.2. Действие биологически активных веществ в сверхмалых дозах на биологические мембраны.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Методика приготовления растворов аТФ в спирте и вазелиновом масле.
2.2. Выделение мембран эндоплазматического ретикулума и плазматических мембран из клеток печени мышей.
2.3. Определение концентрации белка в мембранах
2.4. Применение метода спинового зонда для изучения структурнодинамического состояния микросомальных и плазматических мембран
2.4.1. Измерение вязкостных характеристик различных областей липидного бислоя мембран.
2.4.2. Определение термоиндуцированных структурных переходов в липидном бислое мембран и расчет эффективной энергии их активации.
2.5. Статистическая обработка данных.
2.5.1. Интервальные оценки распределения средних показателей.
2.5.2. Сравнение двух средних показателей
2.5.2.1. Тест или критерий Стыодента параметрический критерий.
2.5.2.2. Критерий Уилкоксона непараметрический критерий
2.5.3. Корреляционный анализ.
2.5.4. Сравнение двух стандартных отклонений критерий Фишера.
2.5.5. Вычисление суммарной ошибки в определении эффекта.
2.6. Использование инфракрасной спектроскопии для изучения структурнодинамического состояния водных растворов аТФ
2.6.1. Измерения флуктуаций показателей пропускания тонких слоев водных растворов в средней части ИКспсктра
2.6.2. Использование расстояния Махаланобиса в качестве формального критерия происходящих в воде изменений.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Влияние аТФ на структурное состояние глубоколежащих областей микросомальных мембран клеток печени мышей i vi.
3.1.1. Изменение микровязкости глубоколежащих областей липидного бислоя микросомальных мембран под действием аТФ в широком диапазоне концентраций 4 М при температуре 3 К.
3.1.2. Температурные зависимости тс и термоиндуцированные структурные переходы в глубоколежащих областях микросомальных мембран.
3.1.3. Эффективная энергия активации термоиндуцированных структурных переходов в глубоколежащих областях липидов микросомальных мембран
3.2. Влияние аТФ на структурное состояние поверхностных областей микросомальных мембран клеток печени мышей i vi.
3.2.1. Изменение жесткости поверхностных областей липидного бислоя микросомальных мембран под действием аТФ в широком диапазоне концентраций 4 М при температуре 3 К
3.2.2. Температурные зависимости и термоиндуцированные структурные переходы в поверхностных областях микросомальных мембран.
3.3. Влияние аТФ на структурное состояние глубоколежащих областей плазматических мембран клеток печени мышей i vi.
3.3.1. Изменение микровязкости глубоколежащих областей липидного бислоя плазматических мембран под действием аТФ в широком диапазоне концентраций ЮЮМ при температуре 3 К
3.3.2. Температурные зависимости тс и термоиндуцированные структурные переходы в глубоколежащих областях плазматических мембран.
3.3.3. Эффективная энергия активации термоиндуцированных структурных переходов в глубоколежащих областях липидов плазматических мембран
3.4. Влияние аТФ на структурное состояние поверхностных областей плазматических мембран клеток печени мышей i vi.
3.4.1. Изменение жесткости поверхностных областей липидного бислоя плазматических мембран под действием аТФ в широком диапазоне концентраций КЮМ при температуре 3 К
3.4.2. Температурные зависимости Б и термоиндуцированные структурные переходы в поверхностных областях плазматических мембран.
3.5. Роль полярности растворителя, в частности, воды в эффектах сверхнизких и мнимых концентраций аТФ
3.5.1. Сравнительное изучение эффекта полярных водноспиртовых и неполярных в вазелиновом масле растворов аТФ на вязкостные свойства микросомальных мембран.
3.5.2. Влияние аТФ в широком диапазоне концентраций 4 М на показатели ИКспектра тонких слоев воды.
ГЛАВА 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
4.1. Особенности и возможные механизмы действия аТФ на структуру микросомальных и плазматических мембран в трех областях концентраций
4.1.1. Неспецифичсское встраивание аТФ в мембрану как механизм его действия в физиологических концентрациях М
4.1.2. Специфическое взаимодействие аТФ со связывающими центрами на мембране и инициирование образования микродоменных структур в ней в качестве возможных механизмов действия аТФ в СМД 9 М
4.1.3. Роль полярных свойств растворителя воды в механизме действия мнимых концентраций аТФ 1 М.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Список сокращений
БАВ биологически активное вещество
ФАВ физиологически активное вещество
СМД сверхмалая доза
ПОЛ пероксидное окисление липидов
АО антиоксидант
АОА антиоксидантная акивность
аТФ атокоферол
пкС протеинкиназа С
ФК фенозан К
ТРГ тиротропинрилизинггормон
ТФА отетрадеканоилфорбол ацетат
ФЛ фосфолипид
ФХ фосфатидилхолин
ФЭ фосфатидилэтаноламин
ЖК жирная кислота
ЭР эндоплазматический ретикулум
ПМ плазматическая мембрана
Зонд С5 5доксилстеариновая кислота
Зонд Сб доксилстеариновая кислота
ЭПР электронный парамагнитный резонанс
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В печени был обнаружен белок массой кДа, аминокислотная последовательность которого гомологична цисретинальдегидсвязывающему белку сетчатки ,. Этот белок содержится только в гепатоцитах и ни в каких других тканях. В исследованиях i vi установили, что токоферолсвязывающий белок участвует в переносе ТФ между микросомами и липосомами. Было показано также, что токоферолсвязывающий белок имеет различное сродство к различным токоферольным изомерам, которое убывает в ряду аРу5. В печени крыс был обнаружен другой токоферолсвязывающий белок массой около кДа, но который в отличие от предыдущего присутствует в цитозоли других тканей, кроме печени, например, в сердце . Для этого белка наблюдается также очень высокая аффинность по отношению к аТФ. В конечном итоге, благодаря своей липофилыюсти, ТФ сосредотачивается в липидном бислое мембран клетки и внутриклеточных органелл. ТФ по субклеточным фрак циям в печени . Табл. Содержание аТФ во внутриклеточных мембранах печени. В саму мембрану аТФ встроен таким образом, что хроманольнос ядро его молекулы расположено в липидном бислое между 7 и 2 углеродными атомами жирной кислоты ЖК и преимущественно у 7. Эти результаты были получены методами тушения и переноса энергии флуоресценции , а также фурьеИКспектроскопии в работе , где, кроме того, было продемонстрировано свидетельство водородного связывания феноксильной гидроксигруппы аТФ с карбонильным или фосфатным кислородами молекул ФЛ. Эти же авторы установили, что молекула аТФ вращается вокруг оси, перпендикулярной плоскости бислоя см. Функции аТФ. Являясь незаменимым компонентом всех биологических мембран, аТФ принимает активное участие во внутриклеточных процессах, которое связано с двумя основными направлениями его деятельности. ТФ и способностью влиять на вязкостные характеристики мембран при локализации в них, а также образовывать комплексы с продуктами гидролиза липидов, оказывающих детергентноподобное действие на мембрану. Подробно об этом будет рассказано в следующих разделах. Вовторых, это функционирование, напрямую не связанное с мембраннозащитной ролыо ,. Так, на транскрипционном уровне аТФ может влиять на скорость транскрипции определенных генов, в частности, кодирующих СЭЗб, аТТР, атропомиозин и коллагеназу. На посттрансляционном уровне аТФ способен ингибировать активность пкС и 5липоксигеназы, а также активировать фосфатазу 2А и диацил глицеролкиназу. Кроме того есть данные, что аТФ регулирует множество путей, связанных с воспалением, канцерогенезом, апоптозом, клеточным циклом, ингибирует клеточную пролиферацию, агрегацию тромбоцитов и адгезию моноцитов. Некоторые авторы , полагают, что эти эффекты напрямую не связаны с антиоксидантной активностью аТФ, а являются результатом специфических взаимодействий аТФ с белковыми компонентами клетки в частности, с токоферолсвязывающими белками, ТАР , непосредственно участвующими в регуляции генов и передаче сигналов в клетке, а также неспецифических взаимодействий с мембранными компонентами клетки, приводящих к активации мембранносвязанных сенсорных белков и запуску дальнейшего каскада реакций. Антиоксидантная роль токоферолов. Конец х е гг. АО, стабилизаторов лекарств на жировой основе и т. Конец х годов и по настоящее время изучение свойств токоферолов как важных компонентов биомембран, оценка роли токоферолов в регуляции ПОЛ мембран. ЛЛ. Антиокислительные способности аТФ. Антиокислительные свойства аТФ связаны прежде всего с его ролью ингибитора пероксидного окисления. Сущность этого процесса состоит в замене активных в реакциях передачи цепи пероксильных радикалов окисляющегося субстрата на значительно менее активные радикалы ингибитора 1п, которые в дальнейшем в зависимости от соотношений концентраций реагентов и соответствующих параметров скоростей реакций гибнут в реакциях обрыва при взаимодействии с радикалами 1Ю2 или 1п или вступают в реакции продолжения цепи. Я Я молек. Я Я молек. ЯОг ЯОг молек. ЯОг 1п молек. Схема 1. Модель ингибированного окисления углеводородов. Процесс может протекать как в режиме инициированного окисления, так и автоокисления.