Tag Archives: Na+
Дослідження структури, механізму та регуляції активності ензимів у роботах нобелівських лауреатів. К. Анфінсен, С. Мур, В. Стайн, С. Прузинер, Є. Скоу, Д. Бойєр, Д. Вокер
Р. П. Виноградова, В. М. Данилова*, С. В. Комісаренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: valdan@biochem.kiev.ua
Отримано: 17 травня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Від часу встановлення протеїнової природи ензимів у 40-і роки ХХ ст., про що йшлося в нашій попередній статті, молекулярна структура і конкретний механізм їх дії залишались невідомими. Ці завдання постали перед дослідниками наступних поколінь, які досягли значних успіхів в їх вирішенні. Так, у 1960 р. американські біохіміки С. Мур і В. Стайн встановили повну послідовність амінокислот в ензимі рибонуклеазі. Це був один із перших протеїнів і перший ензим, в якому було встановлено первинну структуру. За це відкриття в 1972 р. їм було присуджено половину Нобелівської премії з хімії; другу половину за вирішення цієї ж проблеми отримав Крістіан Анфінсен. Роботи нобелівських лауреатів з хімії за 1997 р. – Єнса Крістіана Скоу (відкриття ензиму Na+,K+-активованої АТР-ази) та Пола Бойєра і Джона Вокера (відкриття механізму дії Н+-АТР-синтази – найважливішого ензиму біоенергетики) були величезним кроком вперед у розшифруванні механізму дії ензимів – найважливіших компонентів метаболізму в живих організмах. Друга половина ХХ ст. відзначена ще одним видатним відкриттям у галузі біології та медицини – виявленням і дослідженням протеїнів – пріонів, які спричинюють спонгіоформні нейродегенеративні енцефалопатії в людей та тварин, за яке американський біохімік Стенлі В. Прузинер у 1997 р. отримав Нобелівську премію з фізіології і медицини. Це відкриття має велике теоретичне значення для біохімічної науки. Розробка нових методів дослідження і особливо їх апаратурне оформлення стали основою для розвитку цих робіт із хімії протеїнів, що привело до значних наукових досягнень в цій галузі біохімії та молекулярної біології – «золотої ери» біохімії протеїнів.
Вплив Tl(+) на рух Ca(2+) та Na(+) крізь неонатальні кардіоміоцити і мембрани мітохондрій серця щурів
С. М. Коротков, В. П. Нестеров, Г. Б. Білостоцька,
І. В. Брайловська, А. В. Новожилов, К. В. Соболь
Інститут еволюційної фізіології і біохімії ім. І. М. Сеченова РАН, Санкт Петербург, Російська Федерація;
e-mail: korotkov@SK1645.spb.edu
Отримано: 05 вересня 2019; Затверджено: 29 листопада 2019
Відомо, що талій спричинює найскладнішу і найсерйознішу токсичну дію, яка уражає важливі органи і тканини людини. Токсична дія на біологічні організми пов’язана, зокрема, зі здатністю Tl+ порушувати гомеостаз кальцію і легко проникати крізь внутрішню мембрану мітохондрій (ВММ). Метою цієї роботи було вивчити вплив Tl+ на внутрішньоклітинну динаміку Ca2+ в неонатальних кардіоміоцитах щурів, а також на проникність натрію крізь ВММ і Tl+-індуковане відкриття пори перехідної проникності мітохондрій (ПППМ) в ізольованих Ca2+-навантажених мітохондріях серця щурів (МСЩ). Показано, з використанням флуоресцентного кальцієвого індикатору Fura 2AM, що Tl+ індукує надходження кальцію крізь плазматичну мембрану і призводить до збільшення кальцію ([Ca2+]i) в цитоплазмі. Це збільшення було ще вираженішим в експериментах із прискоренням трансмембранних потоків Tl+ нонактином. Проте, цей ефект припинявся видаленням позаклітинних іонів Ca2+, але не інгібувався блокатором (ніфедипін) кальцієвих каналів. Tl+ не вивільняв кальцій із внутрішньоклітинних депо. Tl+-потенційована проникність натрію крізь ВММ, через набухання не активованих МСЩ в середовищі, що містить TlNO3 і NaNO3, посилювалася у разі високої концентрації Tl+. Навантаження кальцієм МСЩ індукувало відкриття ПППМ, що супроводжувалося збільшенням набухання, а також зниженням потенціалу внутрішньої мембрани і стану дихання 40 (базальний) і 3UDNP (2,4-динітрофенол). Ці ефекти Tl+ пригнічувалися інгібіторами ПППМ (циклоспорин A, ADP і n-етілмалеїмід). Було показано, що Tl+-стимулюване надходження позаклітинного кальцію в кардіоміоцити може спричинити перевантаження МСЩ кальцієм і натрієм, що призводить до відкриття ПППМ, і як, наслідок, до вразливості серцевого м’яза до інтоксикації талієм.