Активность нейтральных протеаз в тканях животных при зимней спячке и гипотермии
Диссертация - Биология
Другие диссертации по предмету Биология
сердечной мышце и сыворотке крови крыс при гипотермии разной глубины и длительности.
Исследовать активность Са2+ - зависимой нейтральной протеазы в мозгу, печени, сердечной мышце и сыворотке крови крыс при гипотермии разной глубины и длительности.
Исследовать активность глицилглицин-дипептидазы в мозгу и печени пробуждающихся и лишенных зимней спячки сусликов.
Исследовать температурную зависимость общей активности нейтральных протеаз в печени в динамике зимней спячки и индуцированном пробуждении сусликов при температуре тела 10, 20, 25, 30 и 37С.
Основные положения, выносимые на защиту:
У контрольных крыс и у бодрствующих летом сусликов в зависимости от тканевой локализации (мозг, печень, сердце) наблюдается различие общей и Са2+-зависимой активности нейтральных протеаз.
В динамике зимней спячки сусликов суммарная (общая) активность нейтральных протеаз претерпевает значительные колебания, специфичные для разных тканей.
На этапах самосогревания сусликов, после индуцированного пробуждения общая активность нейтральных протеаз не зависит от температуры тела, особенно, при 20, 25 и 30С.
Активность глицилглицин-дипептидазы в тканях пробуждающихся и лишенных зимней спячки сусликов отличается.
У крыс по мере снижения температуры тела наблюдается падение активности нейтральных протеаз. Пролонгирование глубокой гипотермии 20С в течение 2 часов приводит к повышению активности исследуемых ферментов по сравнению с данными при 20С.
Научная новизна. В настоящей работе впервые в сравнительном аспекте исследована активность нейтральных протеаз при искусственной и естественной гипотермии у гомойотермных и гетеротермных животных. Выявлены органно-тканевые особенности изменения нейтральных протеаз при исследуемых состояниях животных.
Новыми являются данные об изменении общей активности нейтральных протеаз в динамике зимней спячки и индуцированного пробуждения после 2-х месячной зимней спячки сусликов.
Вперые исследована активность глицилглицин-дипептидазы в тканях пробуждающихся и лишенных зимней спячки сусликов.
Теоретическая и практическая значимость. Изучение метаболизма при искусственном и естественном охлаждении организма в сравнительном аспекте может приблизить нас к пониманию общих механизмов резистентности гомойотермных животных к низкой температуре тела, а также для понимания механизмов формирования патогенеза холодового повреждения. Решение указанных теоретических проблем, может иметь большое практическое значение при использовании метода гипотермии в медицинской практике. Материалы, полученные при выполнении данной диссертационной работы, используются при чтении курса Энзимология, спецкурса Кинетика ферментативных реакций, в учебном процессе и на практических занятиях студентов по биохимии ДГУ и филиала ЮФУ в г. Махачкале, в НИР.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на XII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов-2005 (Москва, 2005), на X Республиканской научно-практической конференции (Махачкала, 2005), на Международной научной конференции (Махачкала, 2006), на 10-й Пущинской конференции молодых ученых (Пущино, 2006), на V-й Международной научно-практической конференции (Тамбов, 2007), на совместном заседании кафедры биохимии и биофизики с НИИ биологии ДГУ (3 февраля 2009, протокол №7), на заседании кафедры биохимии и микробиологии Южного Федерального университета (21 марта 2009).
Публикации. По данной диссертационной работе опубликовано 7 работ, в том числе две в рекомендуемых ВАК журналах.
белок протеаза гипотермия спячка
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
.1 Протеолиз белков в клетке
К числу фундаментальных достижений биологии последних двадцати лет относится признание протеолиза как особой формы физиологической регуляции (Гомазков, 1996).
Протеолиз - ферментативный гидролиз белков и пептидов, катализируется протеолитическими ферментами (пептид-гидролазами, протеазами) и играет важную роль в регуляции обмена веществ в организме. С протеолизом связаны такие фундаментальные процессы жизнедеятельности, как внутриклеточный распад белков и регуляция их кругооборота, пищеварение, оплодотворение, морфогенез, защитные реакции, адаптационные перестройки обмена. Нарушение протеолиза и его регуляции лежит в основе развития многих патологических состояний (Веремеенко и др., 1988).
Протеиназы - ферменты, осуществляющие гидролиз пептидной связи в белках, включаются в функционирование белковой молекулы на самых ранних этапах биосинтеза и сопровождают белки до конечной стадии их жизненного цикла (полное расщепление, запуск апоптоза) (Ефременко, Конторщикова, 2006).
Различают 2 типа протеолиза: приводящий к полному расщеплению белковых молекул до отдельных аминокислот (тотальный) и частичный, так называемый ограниченный протеолиз, при котором избирательно гидролизуется одна или несколько пептидных связей в молекуле белка. Протеолиз первого типа происходит в результате согласованного действия различных протеолитических ферментов, тогда как реакции ограниченного протеолиза катализируются отдельными специфическими протеазами (Соловьева и др., 1995). Полный протеолиз осуществляется при внутриклеточном распаде белков под влиянием тканевых протеаз (часто называемых катепсинами). Он протекает во многих случаях внутри лизосом - клеточных органелл, содержащих набор гидролитических фер