Метаболический контроль старения дрожжей Saccharomyces cerevisiae

• Автор: Самохвалов, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 126 с.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. . vii как возможная модель для исследования процессов старения на клеточном уровне

1.2. Регуляция гликолиза и метаболизма запасных углеводов в дрожжах . vii

1.3. Регуляция ключевых ферментов цикла Кребса в клетках дрожжей . vii

1.4. Полифосфаты. Строение, локализация, функции в клетках дрожжей . vii.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования и условия его культивирования.

2.2. Методы контроля роста и определение интенсивности дыхания

2.3. Определение жизнеспособности клеток и моделирование хронологического старения.

2.4. Разрушение клеток и получение грубого гомогената

2.5. Определение потребления глюкозы.
2.6. Определение активности ферментов
2.7. Определение ТБКактивных продуктов
2.8. Определение гликогена и трегалозы.
2.9. Определение полифосфатов
2.9.1. Определение аккумуляции в клетках ВХКД
2.9.2. Определение карбонильных групп белков.
2.9.3. Статистическая обработка данных.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование влияния замены среды на исследуемые параметры
3.2. Определение маркеров старения в клетках дрожжей . vii
3.3. Исследование метаболических изменений в стареющих дрожжах . vii с анаэробным типом метаболизма.
3.4. Исследование метаболических изменений в стареющих дрожжах . vii с аэробным типом метаболизма.
3.5. Динамика содержания неорганических полифосфатов в клетках стареющей культуры . vii
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Разработать экспериментальную модель для исследования хронологического старения дрожжей . Изучить роль ключевых ферментов гликолиза, а также гликогена и трегалозы в поддержании жизнеспособности дрожжей 5. Исследовать изменения в функциональной активности митохондрий, а также основных окислительных метаболических путей цикл Кребса, глиоксалатный цикл в хронологически стареющих дрожжах ссгеуише. Изучить изменения в полифосфатном метаболизме хронологически стареющих дрожжей 5. Впервые проведено разностороннее исследование изменений в основных метаболических путях дрожжей 5. Было показано, что в условиях роста на глюкозе старение клеток приводит к снижению активности ключевых ферментов гликолиза, потребления глюкозы и неспособности аккумулировать гликоген и трегалозу. Исследование экспрессии ГС и ТС в стареющих клетках показало, что именно снижение экспрессии этих ферментов и являлось непосредственной причиной неспособности стареющих клеток аккумулировать запасные углеводы. Потеря способности стареющих клеток накапливать запасные углеводы, приводило к снижению их жизнесопособности. Нами впервые было выяснено, что старение клеток в аэробных условиях приводит к резкому снижению функциональной активности митохондрий и основных дегидрогеназ цикла Кребса. На этом фоне для клеток стареющей культуры было характерно резкое усиление сукцинатзависимых путей метаболизма. Резкое усиление окисления сукцината было возможно, поскольку в клетках стареющей культуры происходило усиленное образование этого метаболита в ГЛЦ. Вероятно, этот механизм развился в клетках в результате внутрипопуляционного отбора. Эксперименты, проведенные на стареющих клетках 5. Шас в присутствии 1 мМ сукцината, позволили выявить мощный геропротекторный потенциал у этого метаболита. Исследование полифосфатного обмена показало, что процесс старения клеток сопровождается усиленным потреблением третьей фракции полиР, биогенез которой сопряжен с синтезом ДНК и аккумуляцией пятой фракции, функции которой остаются неизвестными до настоящего времени. На основании этих данных можно предполагать, что старение клеток приводит к переходу запасания макроэргических связей с ЛТФ на полиР. Подобный механизм является эволюционно очень древним, и его активация характерна для продолжительного действия мощных стрессфакторов Ки1асу а д. Полученные в работе новые данные о механизмах метаболического контроля старения Данная работа является фундаментальным исследованием, однако, полученные результаты могут использоваться для метаболической коррекции старения эукариотических клеток и соотвественно, иметь практическое значение для клинической геронтологии и биотехнологии. Валенсия, Испания, , 1й Конгресс ФЕМО Любляна,. Словения, 5й съезд биохимиков Испании Мадрид, Испания, , й съезд биохимиков Франции Париж, Франция, . Диссертация представлялась и получила одобрение на заседании лаборатории метаболической биофизики Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пушино. Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном заседании кафедры биохимии и биофизики Саратовского госуниверситета 9 октября года. По теме диссертации опубликовано 9 работ в зарубежных и отечественных изданиях. Запасным углеводам принадлежит основная роль в поддержании жизнеспособности хронологически стареющих клеток в анаэробных условиях. В хронологически стареющих клетках в аэробных условиях происходит усиление сукцинатной ветви окисления. Разработанная модель хронологического старения позволяет исследовать изменения в метаболизме, специфически сопряженные со старением. ИБФМ РАН Пущино, Россия лаборатории Метаболической биофизики ИТЭБ РАН, Пущино, Россия. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, описывающей материалы и методы исследования, полученные результаты и их обсуждение, заключения и выводов. Список цитируемой литературы содержит 1 источников, в том числе 3 зарубежных. Работа изложена на 6 листах машинописного текста, содержит рисунков и таблиц.