Механизмы действия фитотоксинов, продуцируемых Pseudomonas syringae, на ионную проницаемость модельных и клеточных мембран

• Автор: Гурьнев, Филипп Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.25
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 119 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Цели и задачи исследования

Научная новизна исследований

Теоретическое и практическое значение работы

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Характеристика объекта исследования

1.1.1. Молекулярная структура фитотоксинов

1.1.2. Биологическая активность фитотоксинов.

1.1.3. Каналоформерная активность сирингомицина Е в искусственных и эритроцитарных мембранах
1.1.4. Действие сирингопсптинов на проводимость модельных липидных мембран.
1.2. Мембранная активность амфифильных циклических пептидов
1.2.1. Влияние полимиксина на проницаемость модельных и клеточных мембран.
1.2.2. Мембранная активность токсинов цианобактерий
1.3. Липидсодержащие поры в клеточных мембранах.
1.3.1. Поры слияния клеточных мембран при экзоцитозе.
1.3.2. Липидсодержащие поры и апоптоз.
1.4. Потенциалуправляемый воротный механизм ионных каналов
1.4.1. Потенциалуправляемые каналы эукариот.
1.4.2. Потенциалуправляемые каналы простейших.
1.5.2. Соединения, формирующие потенциалуправляемые ионные каналы
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Формирование бислойных липидных мембран и измерение их электрических характеристик.
2.2.2. Измерение проницаемости эригроцитарных мембран
2.2.3. Действие фитотоксинов на дрожжевые клетки.
ГЛАВА З РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Характеристики проводимости фитотоксиновых каналов.
3.1.1. Многоуровневая проводимость каналов
3.1.2. Влияние липидного состава мембран и концентрации электролита на проводимость фитотоксиновых каналов.
3.1.3. Олигомерная структура каналов
3.2. Воротные характеристики каналов
3.2.1. Влияние поверхностного заряда БЛМ на воротные свойства каналов.
3.2.2. Влияние поверхностного заряда БЛМ и концентрации электролита на воротные характеристики СМЕ каналов.
3.2.3. СМЕканал липидная пора, стабилизируемая лниодепсипептидом.
3.2.4. Влияние дипольных модификаторов на воротные характеристики СМЕканалов.
3.2.5. Влияние спонтанной кривизны липидного монослоя на каналоформериую активность СМЕ
3.3. Активность фитотоксинов в БЛМ и клеточных мембранах
3.3.1. Каналоформерная активность фитотоксинов в БЛМ
3.3.2. Действие СПА и СТБ на проницаемость эритроцитарных мембран.
3.3.3. Активность фитотоксинов в клеточных мембранах
3.4. Влияние актина на каналоформериую активность сирингомицина Е
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Данные, полученные в ходе исследования влияния актина на каналоформерную активность СМЕ в БЛМ, указывают на существование актинлипидных взаимодействий, которые могут иметь гидрофобную и электростатическую природу. Эти данные дают возможность предполагать участие цитоскелета в регуляции активности ионных каналов, образуемых фитотоксинами, и планировать дальнейшую экспериментальную работу в данной области. Фитопатогенные штаммы бактерий i v. . Представители обеих групп являются циклическими липодепсипептидами в их состав входит положительно заряженная пептидная голова и гидрофобный хвост. Такая структура определяет высокую поверхностную активность этих соединений, что подтверждается низкими значениями их критической концентрации мицеллообразования 0. i . i, , . Структурные формулы фитотоксинов в цвиттерионном виде приведены на рис. В состав сирингопептина А СПА, входит пептидная цепь, образованная мя аминокислотными остатками рис. А. На аминоконцевом участке цепи находится остаток 2,3дигидро2аминобутановой кислоты , ацилированый 3гидроксидекановой кислотой. Линейная часть цепи сирингопептина содержит только гидрофобные аминокислотные остатки. Сложноэфирная связь между карбоксиконцевым остатком тирозина и треонином замыкает первые восемь остатков молекулы СПА в макролактонный цикл i . В циклической части молекулы СПА локализованы два остатка 2,4диаминобутановой кислоты , определяющие суммарный положительный заряд молекулы. Сирингопсптин , практически полный аналог СП, образован соответствующим числом аминокислотных остатков в составе пептидной цепи. А и В формы сирингопептинов различают по длине углеводородного хвоста i . Пептидная часть молекул сирингомицинов, второй группы токсиновпродуцентов . Типичным представителем этой группы соединений является липодепсинанопептид сирингомицин Е СМЕ рис. Б. 334 Рис. Структурные формулы молекул липодепсипептидов. Л сирингопептин А СПА Б сирингомицин Е СМЕ В сирингостатин А ССА Г сиринготоксин Б СТБ Д сирингомицин Е, метилированный по остатку 3ОН гидроксиаспарагиновой кислоты метилСМЕ. гомосерин. концевой остаток серила ацилирован жирной кислотой . i . Как видно из рисунка, молекула СМЕ содержит три положительно заряженных и один отрицательно заряженный аминокислотный остаток, что определяет суммарный заряд молекулы равный 2 положительным эл. , близких к нейтральным. Интегральный заряд СМЕ, метилированного по остатку 3гидроксиаспарагиновой кислоты метилСМЕ, рис. Д составляет 3 положительных заряда. Другие токсины данной группы сирингостагин А ССА, рис. В и сиринготоксин Б СТБ, рис. Г сходны с сирингомицином Е по молекулярному строению, различаясь аминокислотным составом пептидной цепи на участке между вторым и шестым остатками, зарядом и длиной жирнокислотного хвоста. i . Ii . i . i . Строение пептидной цепи и аминокислотный состав фитотоксинов весьма необычны для соединений белковой природы. Эти особенности вызваны тем, что синтез указанных соединений осуществляется специализированными ферментативными комплексами и не зависит от рибосомальнот аппарата клетки . i, ii, i . Токсиныпродуценты . i . , V, , Ii . , Ii . vi . Кроме того, недавно обнаружена активность сирингомицина Е и родственных ему соединений по отношению к патогенным для человека микобактериям i i . То обстоятельство, что фитотоксины значительно менее активны в отношении клеток млекопитающих, позволяет рассматривать их в качестве перспективных фармакологических препаратов . vi . . Установлено, что основной причиной гибели клеток под действием фитотоксинов являются нарушения физиологических процессов, протекающих в клеточных мембранах .