Функциональные свойства Ca2+ -активируемых хлорных каналов харовых водорослей

• Автор: Катаев, Анатолий Ахсарбекович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые сокращения.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1Л Характеристика ионных каналов плазматической и вакуолярной

мембраны клеток харовых водорослей.

1.1.1 Анионные каналы плазматической мембраны растений.

1.1.2 Кальциевые каналы

1.1.2 Кальций активируемые хлорные каналы

1.1.3 Калиевые каналы плазматической мембраны растений.

1.1.4 Механочувствительные ионные каналы харовых водорослей. .
1.2 Роль ионов Са при передаче сигнала в клетках растений
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Растительный материал
2.2 Процедура удаления тонопласта. Перфузия клетки.
2.3 Фиксация напряжения на плазматической мембране.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 Изменение электрических параметров плазмалеммы и характера развития переходных токов в процессе удаление тоиопласта
3.2 Активация ионами Са2т хлорных каналов перфузируемой плазмалеммы клеток харовой водоросли
3.3 Ионная специфичность активационного механизма хлорного
канала
3.4 Зависимость амплитуды тока от внутриклеточной концентрации
Са2 и раствора
3.5 Са2 индуцируемая инактивация хлорных каналов.
3.5.1 Предотвращение инактивации хлорных каналов двухвалентными катионами.
3.5.2 Влияние местных анестетиков на инактивацию Са2 активируемых хлорных каналов харовой водоросли.
3.6 Действие природного комплекса аверсектина С и авермектина А на Са2 зависимый хлорный ток плазмалсммы клеток i
3.6.1 ГЛМКа зависимая регуляция СГ тока в клетках i.
3.6.2 Действие аверсектинаС на Са2 зависимый СГ ток в клетках. .
3.6.3 Действие авермектинов АI, А2, В, В2 на Са2 зависимый
СГ ток.
3.6.4. Защитное действие бикукулина
3.6.5. Действие авермектинов с внутренней стороны
плазматической мембраны клеток i.
3.6.6. Действие авермектина А на характерное время перехода Са2 зависимых хлорных каналов из инактивированного состояния в
закрытое.
Глава 4. ОБУЖДЕНИЕ.
4.1 Роль Са в управлении хлорными каналами.
4.2 Предотвращение необратимой инактивации конкурентами Са2
4.3 Действие Авермектинов на Са зависимый С1 ток плазмалеммы клеток i.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые установлено, что С1 каналы плазмалеммы активируются за счет увеличения концентрации ионов Са в цитоплазме, а не напряжением, как считалось ранее. Получены интегральные характеристики СГ канала плазмалеммы такие, как зависимость амплитуды тока от концентрации ионов свободного Са2 в цитоплазме клетки и значениям внутриклеточной среды. Показано, что ионы Са, активирующие хлорные каналы плазмалеммы, являются причиной их необратимой инактивации. Впервые показано, что ряд нетитрируемых аналогов местных анестетиков, амфифильные катионы, такие как С Х4, 0X2, в и целый ряд других конкурентов Са2 способны задерживать наступление необратимой инактивации хлорных каналов и в зависимости от соотношения концентрации амфифильного катиона и ионов Са2 выводить каналы из состояния необратимой инактивации. Показано, что клетки харовых водорослей можно использовать в качестве тест объекта мониторинга существующих и скрининга потенциально новых лекарственных препаратов. Показано, что такие известные диуретики, как фуросемид и этакриновая кислота способны эффективно блокировать хлорный канал, находящийся в открытом состоянии, как изнутри клетки, так и снаружи. Установлено, что некоторые представители семейства авермектинов используемые для борьбы с паразитами животных и растений являются эффективными ингибиторами хлорных каналов не только клеток животных, но и водорослей, и возможно высших растений. Результаты работы расширяют существующее представление о механизмах регуляции ионной проницаемости биологических мембран растительных и животных клеток. Эта система позволяет проводить первичный отбор лекарственных веществ и регистрировать их мембранотронные эффекты. Она дает возможность облегчить и заменить трудоемкий и дорогостоящий скрининг этих веществ на клетках животных. Основные результаты данного исследования были доложены на Всесоюзном симпозиуме Одиночный ионный канал в биологических мембранах Пущино, г. На симпозиуме по биофизике в Югославии Сараево, г. На ом Биофизическом конгрессе Ванкувер, Канада, г. На международной конференции ii , Опатия, Югославия, г. На конференции От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям Пущино, г. На конференции Проблемы биологической и медицинской физики Украина, Киев, г. На международной конференции Рецепция и внутриклеточная сигнализация Пущино, г. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, включая 7 статей в рецензируемых журналах, 2 в сборниках и 1 авторское свидетельство, зарегистрированное в Государственном реестре изобретений. Глава 1. Гигантские интернодальные клетки пресноводных харовых водорослей i, , i i являются, как это неоднократно отмечалось Берестовский и др. v . i , прекрасной моделью поглотительных клеток растений. Наличие электровозбудимых свойств еще больше роднит эти водоросли с высшими растениями, во многих из которых тоже обнаружено явление распространяющегося электрического возбуждения i . i . . Недавно было показано . ii i, что большинство ионных каналов, кодируемых в этих геномах гомологичны ионным каналам животных клеток. Можно смело утверждать, что гигантские клетки водорослей сыграли и продолжают играть столь же важную роль в изучении транспорта ионов в растительных клетках, как и гигантский аксон кальмара в электрофизиологии клеток животных. В исследованиях было установлено, каким образом развивается электрическое возбуждение в клетках харовых водорослей. Было обнаружено, что обе мембраны плазмалемма и тонопласт имеют похожие ионные каналы . i . Са через эти каналы поступают в цитоплазму снаружи клетки или из вакуоли v . . v v i i . Увеличение концентрации свободного кальция в цитоплазме за счет входа ионов Са активируют С1 каналы в обеих мембранах независимо от напряжения на них. Далее следует процесс инактивации Са каналов, вследствие чего уменьшается поток ионов Са в цитоплазму.