Тіамінфосфатгідролазна активність плазматичних мембран нервових клітин - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наукРобота виконана у відділі біохімії коферментів Інституту біохімії ім. Науковий керівник - доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Пархоменко Юлія Михайлівна, провідний науковий співробітник відділу біохімії коферментів Захист відбудеться 21 березня 2011 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.240.01 в Інституті біохімії ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біохімії ім.Висока чутливість нервової тканини до дефіциту вітаміну В1 (тіаміну), яку виявилось неможливим пояснити лише з позиції участі тіаміндифосфату (ТДФ) як коферменту ряду ензимів вуглеводного обміну, стала причиною зародження гіпотези щодо існування специфічної “нейротропної” функції цього вітаміну. Пошуки, так званих, “некоферментних” механізмів участі тіаміну в клітинному метаболізмі були ініційовані відкриттям того факту, що при вродженому генетичному захворюванні - “хворобі Лея” (або зверхнекротизуючої енцефаломіелопатії) - спостерігалось гальмування в мозку синтезу тіамінтрифосфату (ТТФ), похідного тіаміну, роль якого в клітинах до цього часу остаточно не зясовано [Plaitakis Подальші дослідження додали доказів щодо існування у вітаміну В1 функцій, окремих від його коферментної функції, але вони ще й навели на думку, що не наявність якихось унікальних тіамінзалежних біохімічних процесів в нервових клітинах, а саме особливості їх структурно-функціональної організації є причиною високої чутливості нервових клітин до дефіциту вітаміну В1 [Пархоменко Ю.М. и др., 1996]. На підставі спостережень декількох груп вчених було зроблено припущення про існування в нервових клітинах рухомого пулу тіаміну і його фосфатів, циркуляція якого між внутрішньоклітинним простором і пресинаптичною щілиною спряжена зі змінами мембранного потенціалу нервової клітини [Bettendorff L., 1996; Itokawa Y., 1996; Пархоменко Ю.М. и др., 1996]. Палладіна НАН України, проблема “Біохімія тварин та людини ”(шифр 2.28.4) за бюджетними темами: тема №4: № держреєстрації 0102V000628, “Дослідження молекулярних механізмів взаємодії вітамінів, коферментів та їх білків-акцепторів в регуляції внутрішньоклітинного метаболізму в нормі та патології” (2002-2006 рр.), № держреєстрації 0107U003251, “Дослідження молекулярних механізмів реалізації біологічної ролі вітамінів та їх специфічних білків-акцепторів у забезпеченні функціонування та життєздатності клітин за норми та за умов деяких патологій” (2007-2011 рр.); тема № 15: № держреєстрації 0107V007187, “Дослідити роль білків в реалізації специфічних клітинних функцій вітамінів В1, РР та Е за різних метаболічних станів” (2007 - 2011 рр.); проект ДФФД МОН України, № держреєстрації 0109V005634, “Характеристика молекулярних механізмів дії вітаміну В1 та його похідних на метаболізм і проведення сигналу в нервовій тканині” (2009-2010 рр.).Тіамінзвязувальний білок відіграє важливу роль у функціонуванні нервових клітин, оскільки є однією із центральних ланок рухомого пулу похідних тіаміну в цих клітинах. Дослідження тіамінтрифосфатазної активності, яку виявляє цей протеїн, є важливим для розуміння його структурно-функціональної організації в плазматичній мембрані нервової клітини. У дослідах, виконаних на фракції плазматичних мембран синаптосом мозку щурів, проведено дослідження властивостей реакції ензиматичного гідролізу ТТФ, а також локалізації відповідного активного центру протеїну в мембрані. Із використанням методу визначення активності маркерних ензимів плазматичної мембрани (ацетилхолінестерази - активний центр локалізований на зовнішній поверхні мембрани та уабаїнчутливої Na ,K -ATP-ази - активний центр локалізований на внутрішній поверхні мембрани) до та після оброблення мембранної фракції розчином дигітоніну (0,005-0,2 %), було встановлено, що ензим, який відповідає за гідроліз ТТФ в ПМС, локалізований на внутрішній поверхні мембрани. Показано, що ТТФ конкурентно пригнічує звязування тіаміну тіамінзвязувальним білком у складі ПМС (значення уявної константи інгібування Кі становить 2,1±0,1 МКМ), а звязування тіаміну сприяє підвищенню реакції ензиматичного гідролізу ТТФ відносно контролю.