ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование роли активных форм кислорода в процессах УФ-модификации лактатдегидрогеназы из "Биологические мембраны Структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами" Фосфолипазы — обширный класс липолитических ферментов, имеющих первостепенное значение для регулирования разнообразных процессов жизнедеятельности всех живых организмов. Это связано с многообразием их функций. Во-первых, они участвуют в обновлении мембранных фосфолипидов, что определяет стабильность и биохимическую активность мембран и в 1со-нечном итоге функциональное состояние целой клетки. Во-вторых, продукты фосфолипазной реакции (жирные кислоты, лизо-фосфатидилхолин, холин, диглицерид, фосфорилхолин и др.) являются мощными эффекторами мембранных процессов. В-третьих, фосфолипазам принадлежит ключевая роль в биосинтезе простагландинов, лейкотриенов и других продуктов превращения арахидоновой кислоты. Так, реакцию гидролиза фосфолипидов, приводящую к образованию свободной арахидоновой кислоты, катализирует фосфолипаза А , Эта реакция является лимитирующей стадией в каскаде ферментативных реакций биосинтеза физиологически активных эйкозаноидов. [c.157] Вместе с тем всестороннее изучение структурно-функциона.71ь-ных свойств фосфолипаз имеет важное не только теоретическ,ое, но и практическое значение для медицины и фармакологии. Многие патологические процессы, в том числе ишемия и воспаление. [c.157] Фосфолипазы (фосфатидацилгидролазы, КФ 3.1) — ферменты, катализирующие гидролитическое расщепление сложноэфирных связей в различных фосфолипидах. Фосфолипазы А , А , В, С, Б различают в зависимости от того, какая из четырех эфирных связей, имеющихся в молекулах фосфатидов, гидролизуется ферментом. Существует также цифровая номенклатура фосфолипаз соответственно положению расщепляемой сложноэфирной связи 1, 2, 3, 4 (рис, 39). [c.158] Фосфолипазы различного происхождения способны также катализировать реакции ферментативного трансалкилирования (фосфолипаза В) и трансацилирования (другие фосфолипазы). [c.158] На рис. 40 показаны УФ-индуцированные изменения функциональной активности АХЭ мембран эритроцитов, модифицированных фосфолипазой В, в интактном состоянии и после УФ-облучения в дозе 1,5 кДж/м Предварительная обработка эритроцитарных мембран раствором фосфолипазы В в концентрации 10 моль/л (pH 5,6 0,03 моль/л СаС12) с последующим удалением модифицирующего -агента путем центрифугирования практически не влияет на величину каталитической активности мембранной АХЭ уровень изучаемого параметра — 105 % по отношению к таковому для нативных мембран (100 %). Однако УФ-облучение эритроцитарных мембран, обработанных фосфолипазой В, индуцирует резкое снижение функциональной активности АХЭ до 8 %. Следовательно, воздействие УФ-света на мембраносвязанный фермент после модификации липидной фазы мембран вызывает его инактивацию, т. е. выявляется эффект, противоположный наблюдаемым изменениям (активация) исследуемого параметра при облучении интактных мембран. Таким образом, в случае химической модификации липидного компонента мембраны путем гидролиза фосфоглицеридов и сфингомиелина как на внешней, так и на внутренней поверхности мембраны фоточувствительность эритроцитарной АХЭ существенно изменяется. [c.160] Аналогичные результаты были получены и при исследовании функциональной активности АХЭ мембран эритроцитов, модифицированных фосфолипазой, в нативном состоянии и после УФ-облучения в дозе 3,0 кДж/м (рис. 41). Воздействие УФ-излучения в дозе 3,0 кДж/м на эритроцитарные мембраны, обработанные фосфолипазой В, приводит к практически полному ингибированию фермента. Следовательно, и в этом случае модификация липидной фазы мембран вызывает инактивацию АХЭ — эффект, противоположный изменениям активности белка, регистрируемым при облучении интактных мембран. [c.160] На рис. 42 показаны изменения ферментативной активности мембраносвязанной АХЭ после обработки мембран фосфолипазой В и воздействия УФ-света в дозе 4,5 кДж/м . Видно, что в результате УФ-облучения модифицированных мембран фоточувствительность фермента изменяется незначительно. Активность АХЭ в интактных мембранах после облучения снижается на 44 %, а в обработанных фосфолипазой — на 52 % по отношению к контрольному образцу. [c.160] На рис. 43 представлены данные, характеризующие зависимость функциональных свойств мембранной АХЭ от дозы облучения для интактных и обработанных фосфолипазой В эритроцитарных мембран. Полученные результаты свидетельствуют о том, что УФ-чувствительность мембраносвязанной ацетилхолинэстеразы существенным образом зависит от структурного состояния фосфолипидных компонентов биомембраны. [c.162] Фосфолипаза В катализирует отщепление гидрофильного спирта от фосфоглицеридов и сфингомиелинов. В результате отщепления полярных головок от молекул фосфолипидов могут нарушаться электростатические взаимодействия фермента с молекулами окружающих его фосфолипидов, в частности, кислого липида — фосфатидилсерина, являющегося, по-видимому, аннулярным липидом для ацетилхолинэстеразы. Фосфатидилсерин, а также фосфатидилэтаноламин локализованы преимущественно во внутренней половине липидного бислоя. Можно предположить, что гидролиз фосфолипидов и фосфатидилсерина не вызывает конформационных изменений молекул фермента, затрагивающих его активный центр, поэтому активность АХЭ при обработке мембран фосфолипазой практически не изменяется. Необходимо отметить, что обработка мембран фосфолипазой индуцирует изменения упаковки и подвижности фосфолипидов, вязкости и асимметрии липидной фазы, белок-липидных взаимодействий. Воздействие УФ-излучения на модифицированные мембраны приводит к нарушениям в функционировании мембраносвязанной АХЭ, отличающимся по направленности от таковых при облучении интактных мембран. Эти нарушения являются результатом изменения конформационного состояния продуктов гидролиза фосфолипидов в мембране при воздействии УФ-света. [c.162] Таким образом, выявляется различная УФ-чувствительность АХЭ интактных и модифицированных фосфолипазой В эритроцитарных мембран, обусловленная нарушением нативной конформации фермента вследствие воздействия на него фотохимических продуктов гидролиза фосфолипидов. [c.163] Большой интерес в настояш ее время представляют вопросы, касаюш,иеся всестороннего изучения процессов фотомодификации отдельных компонентов биомембран в присутствии химических соединений с различным механизмом действия, способных инициировать, усиливать или ослаблять фотохимические реакции. Одним из факторов системы низко молекулярных регуляторов, выполняющих роль инициаторов, катализаторов, ингибиторов и влияющих на стадию инициирования, разветвления и обрыва цепи свободнорадикальных реакций, являются низкомолекуляриые компоненты антиоксидантной системы (см. раздел 3.3). [c.163] Следует подчеркнуть, что скорость ПОЛ определяется соотношением концентраций ионов Fe , гидропероксидов, свободных радикалов ROg. Ионы железа играют одновременно функцию про- и антиоксидантов. Их антиокислительное действие проявляется только при достаточно высоких концентрациях Fe + ( 10-5—10- моль/л). [c.166] На рис. 48 представлены данные по исследованию фоточувствительности мембраносвязанной Ыа , К -АТФазы при воздействии УФ-излучения (240—390 нм) в дозах 1,5 и 3,0 кДж/м на интактные мембраны эритроцитов человека. Из анализа рисунка следует, что при облучении мембран происходит статистически достоверное снижение уровня каталитической активности исследуемого фермента. [c.169] В 1967 г. ЪШегтап показал, что УФ-излучение (255—285 нм) ингибирует На , К -АТФазную активность нервных волокон краба. Видимый свет ингибировал Ыа , К -АТФазу различных типов клеток, сенсибилизируемых метиленовым синим, бенгальским розовым или протопорфирином, благодаря фотодинамическому эффекту. Однако чувствительность Ыа , К+-АТФазы к видимому свету в отсутствие экзогенных фотосенсибилизаторов не показана. Воздействие излучения аргонового лазера (488 нм, 0,1 Вт/см ) индуцировало ингибирование Ыа+, К -АТФазы из мозга крыс дозозависимым образом. [c.170] Вернуться к основной статье