Эколого-генетическая оценка защитного эффекта аллантоина и мочевой кислоты в условиях окислительного стресса

• Автор: Азарин, Кирилл Витальевич
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Экстремальные факторы как индукторы окислительного стресса у организмов

1.2. Генетические и биохимические последствия свободнорадикальных процессов

1.3. Ферментативные механизмы контроля уровня активных форм кислорода

1.4. Неферментативные механизмы контроля уровня активных форм кислорода.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Постановка эксперимента

2.1.1. Исследование протекторного эффекта аллантоина и мочевой кислоты при действии тяжлых металлов на прорастающие растения
2.1.2. Исследование супрессии аллантоином и мочевой кислотой мутагенного эффекта ультрафиолета.
2.2. Обработка ГБО и солями тяжлых металлов семян подсолнечника и горчицы
2.2.1. Обработка семян при исследовании действия тяжелых металлов
2.2.2. Обработка семян при исследовании действия гипербарической оксигенации.
2.4. Хемилюминесцентный анализ
2.5. Анализ супероксидустраняюшей активности аллантоина и мочевой кислоты.
2.6. Определение антимутагенной активности аллантоина и мочевой кислоты i viv
2.7.Статистическая обработка результатов.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ .
3.1. Протекторный эффект пуриновых кагаболитов при действии экстремальных факторов на прорастающие семена растений.
3.1.1. Протекторный эффект аллантоина и мочевой кислоты при действии тяжелых металлов на прорастающие семена растений.
3.1.2. Анализ хсмилюминесценции
3.1.3. Влияние гипербарической оксигенации на проростки растений и протекторные свойства пуриновых катаболитов
3.2. Супрессии аллантоином и мочевой кислотой мутагенного эффекта ультрафиолета 00 им.
3.3. Исследование антиоксидантных и антимутагсннмх свойств аллантоина и мочевой кислоты.
3.3.1. Антимутагенная активность аллантоина и мочевой кислоты.
3.3.2. Анализ супероксидустраняющей активности аллантоина и мочевой кислоты
3.4. Устойчивость пластидных мутантов растений подсолнечника к действию тяжелых металлов
Заключение
Список литературы


Фагоцитирующие клетки являются другим серьезным источником энергии для окислительновосстановительных реакций генерации АФК с участием тяжелых металлов. Показано, что катализируемое металлами окисление хинонов и хиноноподобных соединений также сопровождается генерацией АФК , i, . Тяжелые металлы способны вызывать индукцию фактора некроза опухолей альфа и активировать протенкиназу С и другие стрессиндуцируемые белки, что является типичной картиной при окислительном стрессе. Металлы способны вызывать экспресию генов непосредственно, однако они способны также оказывать влияние и на межклеточные взаимодействия, обусловленные и другими веществами. На этом основан один из механизмов токсического действия тяжелых металлов нарушение передачи межклеточных сигналов. Авторы ряда работ , i, считают, что эти эффекты обусловлены способностью металлов вызывать генерацию АФК, что ведст к разрушению сигнальных молекул специфический механизм и к увеличению числа перекрестных связей тиоловых групп поверхностных белков клетки неспецифический механизм. Еще один механизм может быть связан с индукцией металлотионинов белков, неспецифически связывающих тяжелые металлы. Индукция металлотионинов одними белками может вести к изменению в концентрации других, участвующих в передаче межклеточных сигналов. Такую роль во многих процессах выполняет кальций, а, возможно, и цинк, для которого характерны большие различия в меж и внутриклеточной концентрации. Наиболее опасным проявлением влияния тяжелых металлов на проведение межклеточных сигналов является нейротоксичность. Мышьяк, свинец, марганец, ртуть, таллий и целый ряд других металлов вызывают нейрологические и поведенческие изменения у позвоночных , . Особенно нейротоксичны их алкильные производные. Однако тяжелые металлы могут оказывать и непосредственное влияние на клетки нервной системы. Так, показано, что свинец вызывает нарушения в синтезе гема, что ведет к дезорганизации всего энергетического метаболизма. Метилртуть вызывает повреждения в структуре микротрубочек и тем самым подавляет способность клеток к делению и миграции, что проявляется в виде дегенеративных изменений в развивающемся мозге. Эмбриотоксичность и тератогенез тяжелых металлов широко известны i, . Хром, кобальт, марганец, селен, цинк, никель, ванадий также обладают таким эффектом. Сильнейшим тератогеном для рыб является медь. В последнее время появилось значительное число публикаций по канцерогенному действию тяжелых металлов. Канцерогенность соединений хрома, никеля, кадмия, кобальта и мышьяка надежно подтверждена и широко известна. Канцерогенные металлы способны i viv проникать в ядро клетки и реагировать с ДНК, вызывая модификацию оснований, ингер и интрамолекулярные связки ДНК и белков, разрывы и депуринизацию ДНК , . Химизм этих процессов, наблюдаемых как i vi, так и в клетках, претерпевающих индуцированную металлами малигнизацию, сходен для самых разных воздействий, вызывающих генерацию свободных радикалов кислорода. Согласно данным литературы, окислительный характер имеют предмутационные повреждения, вызванные наиболее сильными из кацерогенных металлов никелем и хромом i . В то же время, эти металлы, за исключением хрома IV, имеют слабый генотоксический эффект в канцерогенных концентрациях, который усиливается только при достижении высоких концентраций, практически отсутствующих в окружающей среде. Однако существует ряд доказательств того, что репарационные системы чрезвычайно чувствительны к никелюН, кадмию II, кобальтуП, мышьякуШ. Возможно, повреждение ферментов репарации, вызванное вышеназванными металлами, увеличивает риск повреждения ДНК клетки другими мутагенами, в том числе и генерируемыми самой клеткой АФК, что и ведет к развитию опухолей. Механизмы инактивации репаративных ферментов тяжелыми металлами могут быть различными, может иметь место как окисление тиоловых хрупп, так и вытеснение из активных центров ферментов магния и цинка, что может вести к разрушению структур типа цинковых пальцев, часто присутствующих в репарационных ферментах .