Tag Archives: кальцій
Оксид азоту як регулятор внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу в міоцитах матки
Ю. В. Данилович
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Проаналізовано літературні дані щодо механізмів і регуляції пасивного та активного транспорту Са2+ в міометрії. Особливу увагу приділено cGMP-залежним та незалежним шляхам дії оксиду азоту (NO) або його похідних на внутрішньоклітинний Са2+-гомеостаз гладенького м’яза матки та її скоротливу активність. У порівняльному аспекті наведені відомості стосовно впливу NO на Са2+-транспортувальні системи інших типів гладеньких м’язів. На основі власних експериментальних результатів та даних літератури запропоновано схему дії NO в міометрії, згідно з якою NO або його похідні спричинюють Са2+-залежну поляризацію сарколеми. Як свідчать наші результати, в основі цього ефекту може лежати зростання проникності сарколеми для Са2+ за дії NO або його похідних та стимуляція, принаймні початкова, пасивного транспорту катіона у міоцити крізь дигідропіридинчутливі канали. Додатковими факторами, які сприяють поляризації мембрани, можуть бути посилення транспорту протонів із міоцитів та стимуляція Na+,K+-АТР-ази. Діючи на саркоплазматичний ретикулум, нітрозактивні сполуки посилюють енергозалежне включення кальцію в цей компартмент та пригнічують Са2+-індуковане вивільнення катіона. Останні ефекти здатні забезпечити компенсацію NO-індукованого надходження Са2+ в міоцити та пригнічувати електромеханічне спряження на етапі вивільнення Са2+ з ретикулума. Похідні NO також інгібують ключову ланку запуску контрактильного акту в гладенькому м’язі – формування комплексу Са2+-кальмодулін.
Вивчення акумуляції Са(2+) в ізольованих мітохондріях гладенького м’яза за допомогою зонда Fluo-4 AM
О. В. Коломієць, Ю. В. Данилович, Г. В. Данилович, С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Доведено можливість застосування Са2+-чутливого флуоресцентного зонда Fluo-4 AM і методу спектрофлуориметрії для дослідження енергозалежної акумуляції Са2+ мітохондріями гладенького м’яза матки. Встановлено, що у присутності препарату мітохондрій флуоресцентна відповідь барвника істотно зростає у часі і прямо залежить від концентрації Са2+ в середовищі. Отже, за цих умов утворюється активна деестерифікована форма зонда, яка виявляє чутливість до Са2+. Показано, що акумуляція Са2+ мітохондріями у присутності Mg-АТР та сукцинату залежить від концентрації екзогенного Са2+ і характеризується насиченням за субстратом переносу. Уявна константа активації процесу накопичення Са2+ складає 53,9 ± 6,9 мкМ, що відповідає фізіологічній концентрації катіона в клітині поблизу мітохондрій. Транзитне додавання до середовища інкубації Са2+-іонофору А23187 спричинює швидке вивільнення іонізованого катіона з мітохондрій. В умовах дисипації градієнта протонів на внутрішній мембрані мітохондрій протонофором СССР, а також у разі пригнічення генерації цього градієнта олігоміцином та у присутності інгібітора систем Са2+-акумуляції мітохондрій рутенієвого червоного, накопичення катіона істотно знижується. Одержані результати вказують на перспективність використання Fluo-4 АМ для вивчення властивостей системи акумуляції Са2+ в ізольованих мітохондріях міометрія.
Активні форми кисню та іони Са як можливі посередники за індукування теплостійкості рослинних клітин жасмоновою кислотою
Ю. В. Карпець, Ю. Є. Колупаєв, Т. О. Ястреб, О. І. Обозний,
М. В. Швиденко, Г. А. Лугова, А. О. Вайнер
Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru
Досліджували участь активних форм кисню та іонів кальцію в реалізації впливу екзогенної жасмонової кислоти (ЖАК) на теплостійкість колеоптилів пшениці. Дія ЖАК (1 мкМ) на колеоптилі спричинює транзиторне посилення генерації супероксидного аніон-радикала (O2•–) і пероксиду водню з максимумом через 15–30 хв від початку обробки. Протягом першої години від початку дії ЖАК на колеоптилі відзначається підвищенням активності супероксиддисмутази (СОД). Надалі (через 5–24 год після початку обробки) відбувається зниження генерації АФК колеоптилями дослідного варіанта, а активність СОД наближається до значень контролю. Індуковане ЖАК посилення генерації супероксидного радикала пригнічується антиоксидантом іонолом і частково нівелюється інгібітором NADPH-оксидази імідазолом, хелатором позаклітинного кальцію ЕГТА і блокатором кальцієвих каналів хлоридом лантану. Передобробка колеоптилів іонолом, імідазолом, ЕГТА і LaCl3 також частково знімає, спричинюваний екзогенною ЖАК ефект підвищення їхньої стійкості до ушкоджуючого прогріву. Висловлено припущення, що в реалізації фізіологічних ефектів ЖАК задіяні АФК, котрі генеруються з участю NADPH-оксидази, активність якої залежить від надходження іонів кальцію з позаклітинного простору в цитозоль.
Сигнальні посередники при індукуванні теплостійкості проростків пшениці короткочасним прогрівом
Ю. В. Карпець, Ю. Є. Колупаєв, Т. О. Ястреб
Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru
Досліджували ефекти функціональної взаємодії іонів кальцію, активних форм кисню (АФК) та оксиду азоту (NO) в клітинах коренів проростків пшениці (Triticum aestivum L.) за індукування розвитку їх теплостійкості короткочасною дією гіпертермії (прогрів за температури 42 °С протягом 1 хв). Транзиторне збільшення вмісту NO і H2O2, спричинене прогрівом, пригнічувалося обробкою проростків антагоністами кальцію ЕГТА (хелатор позаклітинного кальцію), хлоридом лантану (блокатор кальцієвих каналів різних типів) і неоміцином (інгібітор фосфатидилінозитолзалежної фосфоліпази С). Спричинене загартовуванням збільшення вмісту пероксиду водню частково знімалося дією інгібіторів нітратредуктази (вольфрамату натрію) і NO-синтази (NG-nitro-L-arginine methyl ester – L-NAME), а підвищення вмісту оксиду азоту пригнічувалося обробкою рослин антиоксидантом іонолом і скавенджером пероксиду водню диметилтіосечовиною. Ці сполуки і антагоністи кальцію також частково знімали ефект підвищення теплостійкості проростків, спричинений загартовуючим прогрівом. Зроблено висновок про роль кальцію в активації ензиматичних систем, що генерують активні форми кисню і оксид азоту, та у функціональній взаємодії цих сигнальних посередників за індукування теплостійкості проростків загартовуючим прогрівом.
Активні форми кисню і стресовий сигналінг у рослин
Ю. Є. Колупаєв, Ю. В. Карпець
Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru
В огляді узагальнено дані щодо основних процесів і компартментів, які беруть участь в утворенні активних форм кисню (АФК) у рослинних клітинах. Охарактеризовано особливості будови і регуляції NADPH-оксидази як одного з основних ензиматичних продуцентів АФК. Як можливі сенсори редокс-сигналів у рослинних клітинах розглянуто двокомпонентні гістидинкінази, АФК-чутливі транскрипт-фактори, АФК-чутливі протеїнкінази і редоксрегульовані іонні канали. Обговорено взаємодію між АФК та іншими сигнальними посередниками, особливо оксидом азоту та іонами кальцію. Проаналізовано роль АФК як сигнальних посередників у розвитку стійкості рослин до гіпертермії, осмотичного шоку й інших абіотичних стресорів.
Роль іонів Са в індукуванні теплостійкості колеоптилів пшениці брасиностероїдами
Ю. Є. Колупаєв1, А. О. Вайнер1, Т. О. Ястреб1, О. І. Обозний1, В. О. Хрипач2 1Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна; e-mail: plant_biology@mail.ru; 2Інститут біоорганічної хімії НАН Білорусі; e-mail: khripach@iboch.bas-net.by Із використанням хелатору іонів кальцію ЕГТА та інгібітора фосфатидилінозитолспецифічної фосфоліпази C – неоміцину – досліджували участь Са2+ в трансдукції сигналів екзогенних брасиностероїдів (БС) (24-епібрасиноліду – 24 ЕБЛ і 24-епікастастерону – 24-ЕКС), що спричинюють підвищення теплостійкості клітин колеоптилів пшениці (Triticum aestivum L.). 24-годинна обробка відрізків колеоптилів 24-ЕБЛ і 24-ЕКС в концентрації 10 нМ спричинювала транзиторне посилення генерації супероксидного аніон-радикала клітинною поверхнею та подальше підвищення активності супероксиддисмутази і каталази. Попередня обробка колеоптилів ЕГТА і неоміцином значною мірою пригнічувала ці ефекти та нівелювала спричинюване БС підвищення теплостійкості колеоптилів пшениці. Обговорюються можливі механізми залучення кальцієвого сигналінгу в утворення активних форм кисню в рослинних клітинах й індукування теплостійкості рослинних клітин за дії екзогенних БС.