Биохимические параметры стресс-редуцирующей реакции гидробионтов при интоксикации

• Автор: Цветков, Илья Леонидович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 401 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Биохимическая адаптация гидробионтов к токсическому воздействию и другим факторам среды обзор литературы

1.1. Молекулярные факторы адаптации. Мсталлотионсины и

другие стрессбелки

1.2. Метаболические факторы адаптации

1.2.1. Реакции свободного окисления

1.2.1.1. Ферментативная детоксикация ксенобиотиков

1.2.1.2. Антиоксидантная защита

1.2.1.3. Биомаркеры окислительновосстановительных процессов в экологическом мониторинге природных водоемов

1.2.2. Адаптивная динамика основных путей метаболизма

1.2.3. Биогенные вещества и специализированные защитные белки

в качестве факторов метаболической адаптации
1.3. Клеточная адаптация и е биохимические маркеры
1.3.1. Апоптоз запрограммированная гибель клеток
1.3.2. Аутолиз и некроз
1.4. Стресс и его общебиологическая природа
1.4.1. Основные биохимические маркеры стресса
1.4.2. Развитие стрессреакции. Неспецифическая и специфическая адаптация
ГЛАВА 2. Материалы и методы
2.1. Материалы
2.1.1. Особенности биологии подопытных животных
2.1.2. Сбор и содержание животных в лаборатории. Постановка токсикологических экспериментов
2.2. Методы
2.2.1. Количественное определение активности ферментов
2.2.2. Энзимэлектрофорез множественных форм ферментов в полиакриламидном геле
2.2.3. Изоэлектрическое фокусирование множественных форм ферментов
2.2.4. Определение субклеточной локализации множественных
форм ферментов КЗ
2.2.5. Качественное и количественное определение сорбита
ГЛАВА 3. Суммарная активность ферментов в остром токсикологическом эксперименте
3.1. Методическая основа и проблемы постановки
токсикологических экспериментов Кб
3.1.1. Верификация результатов, полученных с объединнной
пробой
3.1.2. Групповая изменчивость и репрезентативные группы
3.2. Изучение динамики суммарной активности ферментов в
остром токсикологическом эксперименте
3.2.1. Изменение активности ферментов как следствие интоксикации организма
3.2.2. Колебательная динамика активности ферментов в процессе адаптации 5 ГЛАВА 4. Изменение состава множественных форм
гидролитических ферментов при интоксикации гидробионтов
4.1. Молекулярная гетерогенность ферментов в норме
4.1.1. Процедура разделения и характеристики множественных
форм исследованных ферментов
4.1.2. Ферменты или множественные формы
4.2. Функциональные и патологические изменения состава множественных форм ферментов
4.2.1. Множественные формы ферментов как инструменты метаболической адаптации и маркеры загрязннности природных
4.2.2. Множественные формы ферментов как факторы специализации тканей, органов и межвидовой дифференциации
ГЛАВА 5. Комплекс кислых фосфатаз живородки речной
5.1. Молекулярная гетерогенность и субклеточная локализация
5.1.1. Суммарная активность и состав множественных форм
5.1.2. Тканевая специфичность и субклеточная локализация
5.2. Физикохимические свойства и функции кислых фосфатаз
5.2.1. Очистка ферментов, их зависимость от катионов металлов
5.2.2. Субстратная специфичность и метаболические функции
5.3. Реакция комплекса кислых фосфатаз на токсическое
воздействие
5.3.1. Опыты i vi
5.3.2. Опыты i viv
5.3.2.1. Динамика суммарной активности комплекса кислых
фосфатаз
5.3.2.2. Изменения состава множественных форм кислых фосфатаз 3 ГЛАВА 6. Обмен побочных метаболитов в состоянии стресса
6.1. Побочные метаболиты живородки речной
6.1.1. Сезонная динамика накопления сорбита
6.1.2. Стрессиндуцированная динамика накопления сорбита
6.2. Динамика активности сопутствующих ферментов
6.2.1. Превращение побочных метаболитов в состоянии холодового
и токсического воздействия
6.2.2. Координация факторов срочной и устойчивой адаптации. Структурный след
ГЛАВА 7. Биохимическое тестирование стоков и индикация
качества природной воды
7.1. Лабораторный токсикологический эксперимент
7.2. Исследования в природном водоме
7.2.1. Биологическая индикация качества воды
7.2.2. Эксперимент в природных условиях биотестирование путм переселения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С, что также привело к появлению в гемолимфе моллюска необратимо дена турированных и фрагментированных белков , . В более поздних работах стрессбелки дифференцируют уже более детально. Белки стресс общее название группы стрессбелков с молекулярной массой около , i исследовали у мидии i viii . Моллюсков собирали па шести станциях северного адриатического побережья Хорватии, различных по величине антропогенной нагрузки. Белки выявляли в экстрактах жабр с помощью моноклональных антител к белку теплового шока мышей после ДСНэлектрофореза и двумерного электрофореза изоэлектрофокусирование и ДСНэлектрофорез, и в результате установили, что у исследуемого моллюска в жабрах присутствуют два стрессбелка, связывающихся с антиН8Р белок , названный i 5,,9, и i 5,,6. Присутствие обоих белков было отмечено во всех популяциях моллюсков, однако выявлены четкие количественные различия и, прежде всего, в зависимости от уровня загрязненности воды. Небольшие изменения солености воды в течение года не вызывали изменений количества белков стресс. В связи с этими данными обсуждается использование белков и из жабр М. Позже стрессбелок был обнаружен у дрейссены. Была показана корреляция содержания мРНК этого белка в тканях жабр с загрязненностью воды в нескольких природных местах обитания моллюска i,. В другой работе уровень экспрессии гена у голубой мидии i i . Установлено, что все испытанные факторы способны менять уровень экспрессии , а следовательно, их обязательно нужно учитывать в ходе биомониторинга во избежание неправильной интерпретации результатов по белкам стресс i , . У другого вида двустворчатых моллюсков устрицы viii i идентифицировано 4 белка типа БТШ , комплекс из нескольких белков, и митохондриальный . При этом стресс, который испытывали моллюски, был вызван интоксикацией кадмием и повышенной температурой. В результате было показано, что у представителей трх изолированных друг от друга популяций моллюсков индукция СбМТ и ШР предположительно, гомолог Н8Р происходит одинаково, как в ответ на токсическое воздействие, так и повышение температуры, а также комбинацию этих факторов. В тоже время Н8С, Н8Р и Н8Р были обнаружены только в значительно более жестких условиях С, в отличие от Н8Р, выявленного уже при С. На этом основании СбМТ и Н8Р отводится главная роль в формировании устойчивости к неблагоприятному воздействию в качестве защитных белков. Интересно также, что комбинированный стресс вызвал значительно большую экспрессию СбМТ и меньшую Н8Р, что указывает на снижение термотолерантности при интоксикации кадмием руашпа ег а1, . Рассмотрим теперь эти процессы и обуславливающие их механизмы с точки зрения экологической биохимии. Биологическое окисление включает в себя все ферментативные окислительновосстановительные, процессы, протекающие в живом организме с участием молекулярного кислорода, и четко распадается на две совокупности реакций совершенно разного назначения. Одна из этих совокупностей окисление, сопряженное с фосфорилированием на уровне электронтранспортной цепи, предназначено для синтеза АТФ путем превращения энергии окислительновосстановительного потенциала в энергию химических связей значительно более мобильную форму возникающий в электронтранспортной цепи потенциал привязан к субклеточным мембранам, прежде всего, внутренней мембране митохондрий и потому востребованную гораздо шире в конечном счете, во всех синтетических процессах в живой клетке. Другая совокупность окислительновосстановительных реакций . В каталитическом центре оксигеназ молекулярный
кислород преобразуется в активную форму типа СЬ, О2, ОН и др. Ре2ЧРе3 и СиоСи2 в качестве кофакторов. Вторым субстратом оксигеназ служит органическое соединение, которое окисляется путем включения в ее структуру кислорода. Именно оксигеназы представляют для нас наибольший интерес, поскольку ферментативное, а значит, строго направленное и контролируемое превращение молекулярного кислорода и взаимосвязанный с ним метаболизм ксенобиотиков являются непосредственными механизмами токсикорезистентности при интоксикации организма соединениями органической природы.