Роль процессов свободного окисления дыхательных субстратов в метаболизации жирных кислот и защите от активных форм кислорода

• Автор: Попов, Василий Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 312 с. : ил

I. Литературный обзор
Глава 1. Активные формы кислорода и биохимическая адаптация окислительных процессов у растений и животных
1.1. Стресс, как совокупность ответных реакций организма на изменения условий окружающей среды
1.2. Окислительный стресс, генерация активных форм кислорода и «свободное окисление» как способ защиты от них
1.3. Возникновение гипоксических состояний при прорастании семян и механизмы адаптации к дефициту кислорода
1.4. Изменение температуры окружающей среды как фактор, регулирующий окислительные процессы
Глава 2. Биохимические механизмы свободного окисления дыхательных субстратов
2.1. Пути несопряженного транспорта электронов в митохондриях
2.1.1. Общая характеристика сукцинатдегидрогеназной системы
2.1.1.1. Регуляция активности СДГ
2.1.1.2. Экспрессия и репрессия генов СДГ
2.1.2. Несопряженное окисление в ЭТЦ растительных митохондрий при различных физиологических состояниях клетки
2.1.2.1. Альтернативная оксидаза
2.1.2.2. Ротенон-нечувствительные НАДН и НАДФН дегидрогеназы
2.1.2.3. Явление монополизации ЭТЦ
2.1.3. Электронный транспорт, несопряженный с запасанием энергии, у бактерий

2.2. Механизмы увеличения протонной проводимости внутренней мембраны митохондрий эндогенными и искусственными разобщителями
2.3. Пероксисомы - органоиды, совмещающие несопряженное окисление и детоксикацию активных форм кислорода
2.3.1. Микротельца и их метаболическая функция
2.3.2. Трансформации жиров в углеводы и ее связь с пероксисомами
2.3.3. Глиоксилатный цикл как промежуточный этап глюконеогенеза
2.3.3.1. Распространение и локализация глиоксилатного цикла
2.3.3.2. Экспрессия и регуляция работы глиоксилатного цикла
2.3.3.3. Глиоксилатный цикл в тканях животных
2.3.3.4.1-гёпоёа ё пшёпоаа ёфоёобаоёёадй ёд бадёё-н'иб ГЗашё^на
II. Объекты и методы исследования
Глава 3. Использованные материалы и методы
3.1. Объекты исследования
3.2. Выделение клеточных органелл
3.3. Определение активности ферментов
3.4. Выделение и очистка ферментов
3.4.1. Экстракция
3.4.2. Фракционирование белков с помощью сульфата аммония
3.4.3. Г ель-фильтрация
3.4.4. Ионообменная хроматография
3.5. Исследование кинетических характеристик и регуляции активности ферментов
3.6. Радиоизотопные исследования
3.7. Аналитический электрофорез
3.8. Определение молекулярной массы
3.9. Анализ интенсивности дыхания митохондрий, мембранного потенциала, уровня восстановленности хинонов и скорости генерации активных форм кислорода
3.10. Блотинг-анализ
3.11. Определение количества белка
3.12. Определение содержания хлорофилла
3.13. Статистическая обработка экспериментальных данных
III. Результаты исследования.
Глава 4. Индукция ферментов глиоксилатного цикла в животных тканях при голодании и индуцированном диабете как биохимический механизм ускоренной мобилизации запасных липидов
4.1. Обнаружение индукции глиоксилатного цикла в печени крыс при голодании
4.2. Обнаружение индукции глиоксилатного цикла в печени крыс при экспериментальном диабете
4.2.1. Разработка модели экспериментального диабета
4.2.2. Индукция ферментов глиоксилатного цикла при экспериментальном диабете
4.3. Изучение субклеточной локализации глиоксилатного цикла в животных тканях
4.4. Очистка изоцитратлиазы из печени крыс и изучение ее свойств
4.5. Изучение малатсинтазы из печени голодающих крыс
4.6. Индукция изоформ малатдегидрогеназы в печени крыс при пищевой депривации
4.7. Индукция аконитатгидратазы в гепатоцитах голодающих крыс

восстановлении NAD+ при окислении сукцината у митохондрий, выделенных в градиенте перколла, участвуют два процесса: восстановление NAD+ за счет сукцината и восстановление NAD+ за счет малата, экскретируемого из матрикса в межмембранное пространство. Присутствие NAD+ в межмембранном пространстве (в состоянии 4) ведет к активации внешней малатдегидрогеназы и образование внешнего NADH. Эта реакция обусловлена присутствием АТР и NADH (Palmer, 1984) в матриксе, высоким pH среды и, вследствие этого, неактивной формой малик-энзима. В таком состоянии малатдегидрогеназа митохондрий не работает в прямом направлении, так как затруднено окисление NADH в ЭТЦ. Торможение этой реакции в матриксе ведет к прекращению образования оксалоацетата, что обуславливает увеличение активности СДГ (Lance, Rustin, 1984). Соотношение важности двух NAD-восстанавливающих систем (за счет сукцината и за счет малата) зависит от концентрации NAD+ внутри и вне митохондрий, от системы, удаляющей оксалоацетат и от pH среды.
Особую роль израют превращения янтароной кислоты при адаптации к стрессу. Для тканей миокарда была показана возможность в гипоксических условиях деградации эндогенного пула аспартата и глутамамта. 2-оксикислоты, продуцируемые в реакциях переаминирования, превращаются в сукцинат. Доля АТР, вырабатываемая при переработке глутамата в сукцинат, составляет для анаэробного метаболизма в тканях человеческого сердца от 10 до 20%. Инкубация в гипоксических условиях тканей миокарда при добавлении 2-оксоглутарата, малата и фумарата (5 мМ каждого) повышала уровень накопления сукцината в 3-4 раза. Визнер и др. предполагают, что малат после дегидратации до фумарата может служить альтернативным электронным акцептором цитоплазматической NADH в условиях дефицита кислорода,