WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

с выделением из него молекулы NO, содержит гемовую группу. Вблизи этой группы к ферменту присоеПредложенный нами метод детектирования оксида диняются молекулы L-аргинина и кислорода, а таказота в настоящее время широко используется в различже находится участок связывания молекулы (6R)ных лабораториях мира. Так был обнаружен оксид азота 5,6,7,8-тетрагидро-L-биоптерина (ВН4), необходимой для нормального функционирования фермента в изолированных тканях и клетках и непосредственно в СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 7, №11, БИОЛОГ ИЯ него электродом. Все эти методы более чувствительны по сравнению с ЭПР-спектроскопией, однако высокая избирательность в отношении именно NO характерна только для метода ЭПР.

СТАБИЛИЗАЦИЯ И ТРАНСПОРТ ОКСИДА АЗОТА В БИОСИСТЕМАХ Как и молекулы кислорода, молекула NO легко диффундирует сквозь клеточные мембраны, что и обеспечивает ее действие без посредства клеточных рецепторов. Речь идет о способности NO оказывать влияние на метаболические процессы как внутри клеток, произвоРис. 2. Спектры ЭПР мононитрозильных комплекдящих NO, так и в клетках, в которые этот агент постусов железа с дитиокарбаматом в активированных пает извне. Однако биологический эффект NO может макрофагах, продуцирующих NO. Вверху – спектры значительно ослабляться его гибелью в реакции с аниоЭПР макрофагов без активации у них синтеза NO.

Внизу – спектры ЭПР макрофагов после активации в нами супероксида или его связыванием с другими соних синтеза NO в присутствии L-аргинина. В этом слуединениями, в первую очередь с железосодержащими чае наблюдается интенсивный сигнал ЭПР, который комплексами, например с гемоглобином. Поэтому для свидетельствует о присутствии в системе NO. Три характерные компоненты спектра ЭПР, называемые того, чтобы защитить NO от этого воздействия и повытриплетом, обусловлены взаимодействием неспасить эффективность его действия, природа использует ренного электрона с ядром азота (см. подробнее [4]) способность этого агента включаться в различные соединения, защищающие NO от различных воздействий тканях животных (мышей и крыс). Этим методом удапри переносе его как внутри клеток, так и особенно лось показать, что именно L-аргинин является единстмежду клетками и тканями. В качестве таких соединевенным субстратом NOS, продуцирующим NO в клетний NO могут выступать S-нитрозотиолы (RS- –NO+) ках и тканях, что именно молекулы NO, а не какиеи динитрозильные комплексы негемового железа либо нитрозосоединения или ионизованные формы ((RS- )2Fe+(NO+)2).

NO (например, NO- ) являются продуктами реакции, катализируемой NOS. Наконец, было показано, что в БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ образующийся из L-аргинина оксид азота включается ИОНА НИТРОЗОНИЯ NO+ атом кислорода, поступающий не из воды, а из молекулы кислорода. Включение NO в форме ионов нитрозония NO+ в низкомолекулярные соединения (RS- –NO+ или В последние годы заметное развитие получила тех(RS- )2Fe+(NO+)2) существенно расширяет круг внутриника ЭПР-томографии, позволяющая изучать простклеточных биомолекул, с которыми он может вступать ранственное распределение NO-синтезирующих сисв реакцию. В первую очередь это касается разнообразтем по органам и внутри органов. Этим достижениям ных белков, на тиоловые группы которых низкомолемы обязаны группам американских исследователей во кулярные RS–NO могут переносить ионы нитрозония главе с Д. Звайером и японских исследователей во главе с образованием белковых S-нитрозотиолов. Это прес Т. Йошимурой. Метод ЭПР-томографии позволил вращение резко повышает реактивность тиоловых наблюдать за распределением NO по отделам мозга жигрупп белков. Поскольку тиоловые группы играют сувотных и в функционирующем изолированном сердце.

щественную роль в функционировании многих ферРазрабатываются подходы, которые позволят делать ментов, S-нитрозирование белков – один из главных такой же анализ и на более крупных биообъектах, возканалов, по которому NO может активировать или поможно на человеке.

давлять разнообразные биохимические и физиологиВ настоящее время используются и другие методы ческие процессы, включающие практически все стовыявления NO в биосистемах: а) хемилюминесцент- роны жизнедеятельности клеток и тканей. Например, ный метод; б) изотопный метод, в котором прослежи- S-нитрозирование белков в кальциевых каналах клеток вается превращение аргинина в цитрулин; в) метгемо- сердца усиливает проводимость ионов кальция. Низкоглобиновый метод, в котором изучается превращение молекулярные S-нитрозотиолы активируют процессы оксигемоглобина в метгемоглобин под действием NO; транскрипции в клетках Escherichia coli, что приводит г) электродный метод, позволяющий оценивать уро- к экспрессии генов, ответственных за синтез белков вень NO по его взаимодействию с избирательным для антиоксидантной защиты. Те же S-нитрозотиолы ВАНИН А.Ф. ОКСИД АЗОТА – РЕГУЛЯТОР КЛЕТОЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА БИОЛОГ ИЯ стимулируют синтез стресс-белков, необходимых для исследований роли NO в биологии. Есть все основания поддержания интактности клеток и тканей в условиях полагать, что эти исследования обеспечат существенстресса, например при гипертермии или действии раз- ный прорыв как в фундаментальных проблемах биололичных токсических агентов. гии, так в практических ее приложениях.

В последнее время получены интересные данные Для более детального ознакомления с проблемой об инактивирующем действии S-нитрозотиолов на NO в биологии рекомендую специальные номера журпротеазу, необходимую для развития вируса иммуноналов “Биохимия” (1998. Т. 63, вып. 7) и “Вестник Акадефицита (ВИЧ). Обнаружено ингибирующее влияние демии медицинских наук” (2000. Вып. 1), а также обS-нитрозирования на каспазы, белки, инициирующие зорную статью автора в журнале “Успехи физических конечную стадию апоптоза – распад ДНК. Апоптоз – наук” (2000. Т. 170. С. 455–458).

генетически запрограммированная гибель клеток, обусловленная полной деструкцией материала генома.

ЛИТЕРАТУРА Еще один любопытный факт был получен совсем недавно: оказалось, что S-нитрозотиолы способны акти- 1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 2.

вировать теломеразу – фермент, ответственный за синтез “генетически бессмысленного” олигонуклеотида, 2. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: Добро и зло // Сосвязывающегося с концом молекулы ДНК и позволяю- росовский Образовательный Журнал. 1996. № 3. С. 4–10.

щего тем самым ДНК-полимеразе полностью копиро3. Владимиров Ю.А. Свечение, сопровождающее биохимичесвать эту молекулу (без ее укорочения) [5]. Этот резуль- кие реакции // Там же. 1999. № 6. С. 25–32.

тат чрезвычайно важен, поскольку теломераза играет 4. Тихонов А.Н. Электронный парамагнитный резонанс в биоважную роль для сохранения генетического материала логии // Там же. 1997. № 11. С. 8–15.

при клеточном делении. Теломераза существенно за5. Богданов А.А. Теломеры и теломераза // Там же. 1998. № 12.

медляет процессы старения.

С. 12–18.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Рецензенты статьи О.Н. Кулаева, А.Н. Тихонов Проблема функционирования NO как регулятора клеточного метаболизма еще далека от полного ее пони- * * * мания. Осознание важного значения NO для биосисАнатолий Федорович Ванин, доктор биологических тем, произошедшее в последние 10–12 лет, можно наук, профессор, зав. лабораторией Института химичесравнить с открытием нового “материка” в биологиской физики им. Н.Н. Семенова РАН. Область научных ческой науке. Это открытие было ознаменовано приинтересов – применение метода электронного парасуждением в 1998 году Нобелевской премии ученым, магнитного резонанса (ЭПР) в биологии и медицине, сделавшим существенный вклад в это открытие, – исследования биологической роли оксида азота. АвФ. Мьюрэду, Р. Форчготту и Л. Игнарро. Сейчас начи- тор более 150 публикаций в отечественных и зарубежнается освоение этого “материка”, то есть глубинных ных научных изданиях.

СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 7, №11,

Pages:     | 1 ||










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.