Вікові особливості вітамінної і коферментної регуляції 2 оксоглутаратдегідрогеназного комплекса в печінці і дванадцятипалій кишці щурів - Автореферат

Накопичені численні дані по впливу вітамінів, зокрема тіаміну, на активність дегідрогеназ 2-оксокислот не враховують забезпеченість тканин іншими вітамінами, а тому відмічені різноспрямовані зміни активності цих мультиензимних комплексів [Розанов А.Я. и др., 1968; Розанов А.Я. и др., 1971]. До складу комплексів дегідрогеназ 2-оксокислот входять коферменти: ТПФ, КОА, НАД , ФАД і ліпоєва кислота, зміни вмісту яких в органах і тканинах впливають на активність комплексів [Кочетов Г.А., 1978; Ленинджер А., 1985]. Головну роль у процесах регуляції на рівні коферментів числена дослідників приділяють ТПФ завдяки його участі в лімітуючій реакції окиснювального декарбоксилювання 2-оксокислот у складі декарбоксилюючого компонента комплексу. У проблемі регуляції активності дегідрогеназ 2-оксокислот особливе місце займає питання про взаємодію їх коферментів і апоферментів, що при наявності їх певних співвідношень веде до самозбирання мультиензимних комплексів. Дослідити вплив окремих коферментів, які входять до складу 2-оксоглутаратдегідрогеназного комплексу, та їх суміші на окиснення 2-оксоглутарату в мітохондріях печінки і дванадцятипалої кишці in vitro та на рівні очищеного поліферментного комплексу.Після введення 35S-тіаміну в дозі 1,5 МКМ/кг у молодих щурів максимальне накопичення метаболітів вітаміну в тканинах дванадцятипалої кишки спостерігався через 1 год. При дослідженні проникнення 35S-тіаміну в мітохондрії дванадцятипалої кишки виявлено приблизно 30 і 40 % міченого тіаміну від загальної мітки в тканинах дванадцятипалої кишки, відповідно у молодих і старих щурів (рис. Включення 35S-тіаміну в гепатоцити характеризується двофазною динамікою як у молодих, так і у старих щурів (рис. Другий пік накопичення тіаміну в печінці характеризує інтенсивність його включення в білки, яке в значній мірі відбувається в мітохондріях, де знаходяться тіамін-залежні ферменти [Розанов А.Я. и др., 1971; Розанов А.Я., 1976; Розанов А.Я., Карпов Л.М., 1981]. За сумісного введення 35S-тіаміну з сумішшю вітамінів в тканинах дванадцятипалої кишки і її мітохондріях, також спостерігалася фазність включення мітки, але більшою мірою у молодих щурів (рис.Дослідження взаємодії тіаміну з сумішшю вітамінів реалізуються in vivo та in vitro на тканинному, субклітинному рівнях, а також на рівні очищеного 2-оксоглутаратдегідрогеназного комплексу. Відмічено суттєве збільшення вмісту мічених метаболітів тіаміну в гепатоцитах, клітинах дванадцятипалої кишки і мітохондріях з них після сумісного введення 35S-тіаміну з вітамінами у молодих (1-1,5 міс.) і старих (22-24 міс.) щурів. Найбільшою швидкістю оновлюваності тіаміну характеризувались у порядку зменшення: мітохондрії печінки, дванадцятипала кишка, печінка як у молодих (1-1,5 міс.), так і старих (22-24 міс.) щурів.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Дослідження взаємодії тіаміну з сумішшю вітамінів реалізуються in vivo та in vitro на тканинному, субклітинному рівнях, а також на рівні очищеного 2-оксоглутаратдегідрогеназного комплексу. В основі цих взаємодій полягають різні міжвітамінні взаємовідносини, але особливе місце серед них належить самосборці мультиензимних комплексів з коферментів і апоферментних білків.

2. Фазність динаміки включення 35S-тіаміну у тканини дванадцятипалої кишки і печінки характерна для молодих (1-1,5 міс.) і старих (22-24 міс.) щурів, причому строки настання максимумів співпадають з такими у мітохондріях.

3. Відмічено суттєве збільшення вмісту мічених метаболітів тіаміну в гепатоцитах, клітинах дванадцятипалої кишки і мітохондріях з них після сумісного введення 35S-тіаміну з вітамінами у молодих (1-1,5 міс.) і старих (22-24 міс.) щурів.

4. Найбільшою швидкістю оновлюваності тіаміну характеризувались у порядку зменшення: мітохондрії печінки, дванадцятипала кишка, печінка як у молодих (1-1,5 міс.), так і старих (22-24 міс.) щурів.

5. Максимуми накопичення 35S-тіаміну у тканинах печінки та дванадцятипалої кишки щурів співпадають з періодами максимальної його відносної оновлюваності.

6. Збільшення швидкості окиснення 2-оксоглутарату в гепатоцитах і мітохондріях печінки відмічено в обох вікових групах тварин як після введення 35S-тіаміну, так і, особливо, після його сумісного застосування з вітамінами.

7. Виражений стимулюючий ефект на окиснення 2-оксоглутарату в мітохондріях печінки і на рівні очищеного фермента спричиняли ліпоєва кислота, коензим ацилювання і особливо суміш всіх коферментів у щурів усіх вікових груп.

8. Реасоціація мультиензимного 2-оксоглутаратдегідрогеназного комплексу потребує присутності як усіх коферментів, що входять до його складу, так і фрагментів мітохондріальних мембран.

9. Збільшення вмісту мічених метаболітів тіаміну і активності 2-оксоглутаратдегідрогеназного комплексу при його виділенні та очищенні, а також стимулюючий ефект введених вітамінів in vivo і добавлених in vitro у відповідному 2-оксоглутаратдегідрогеназному співвідношенні відповідних коферментів до очищеного ферментного комплексу, вказує на існування реасоціації субодиниць у функціональний поліферментний комплекс.

1. Розанов А.Я., Федорко Н.Л., Петров С.А. Онтогенетические особенности накопления и обновления тиамина в органах пищеварительной системы белых крыс. // Физиологич. журн. - 1989. - Т. 35, № 1. - С. 68-71. (Федорко Н.Л. Виконала експеримент щодо визначення тіаміну та оновлення його у тканинах та мітохондріях печінки білих щурів різного віку, частковий аналіз і узагальнення отриманих результатів, підготовка статті до друку)

2. Петров С.А., Федорко Н.Л., Семерюк І.А. Вивчення звязування тіаміна та його метаболітів клітинами крові і мітохондріями печінки білих щурів. // Укр. біохім. журн. - 1991. - Т. 63, № 3. - С. 109-113. (Федорко Н.Л. провела експериментальну роботу по включенню тіаміну та його метаболітів в мітохондрії печінки білих щурів, частковий аналіз і узагальнення отриманих результатів, підготовка статті до друку)

3. Абдулла Саммак Ахмед, Карпов Л.М., Федорко Н.Л., Васильева Т.В. Возрастные особенности протекторного действия комплекса витаминов при аллоксановом диабете крыс. // Вістник Одеського національного університету імені І. І. Мечникова. - 2002. - Т. 7, вип. 1. - С. 207-211. (Федорко Н.Л. проведено експериментальні роботи по визначенню активності дегідрогеназ 2-оксокислот: ПДК, 2-ОГДК, частковий аналіз і узагальнення отриманих результатів, підготовка статті до друку)

4. Федорко Н.Л. Вітамінно-коферментна корекція активності піруватдегідрогеназного комплексу в органах щурів в онтогенезі. // Вісник Одеського національного університету імені І. І. Мечникова. - 2003. - Т. 8, вип. 1. - С. 28-33.

5. Федорко Н.Л., Петров С.А. Взаємодія коферментів 2-оксоглутаратдегідрогенази на рівні мультиензимного комплексу та в мітохондріях печінки. // Вісник Одеського національного університету імені І. І. Мечникова. - 2004. - Т. 9, вип. 1. - С. 47-57. (Федорко Н.Л. проведено єксперименти по виділенню загальної фракції мітохондрій печінки статевозрілих щурів та 2-ОГДК, частковий аналіз і узагальнення отриманих результатів, підготовка статті до друку)

6. Розанов А.Я., Гандірук Н.Г., Петров С.А., Шаталова Н.Л., Запорожченко О.В., Цепколенко В.О., Кравченко Н.О. Надходження і трансформація 35S-ліпоєвої кислоти у тканини та мітохондрії травної системи в геронтогенезі при гіпоксії та наркозі // Мат. IV Українського біохім. зїзду. - Київ: Наукова думка, 1982. - Ч. 2. - С. 160.

7. Розанов А.Я., Федорко Н.Л. Транспорт, метаболизм и рецепция митохондриями в пищеварительной системе коферментных пируватдегидрогеназе витаминов в геронтогенезе // Мат. IV Всесоюз. съезда геронтологов и гериатров. - Кишинев: Штиинца, 1982. - С. 33.

8. Федорко Н.Л. Субклеточное распределение ?-кетоглутаратдегидрогеназы печени крысы. // Тр. Итоговой науч. конф. молодых ученых Одесского государственного университета имени И.И. Мечникова. - Одесса: Одесского государственного университета имени И.И. Мечникова, 1984. - С. 45

9. Федорко Н.Л. Взаимодействие 14С-тиамина с инъецированными функционально связанными витаминами при окислении 2-оксоглутарата митохондриями печени крыс в геронтогенезе. // Тр. XI отчетной науч. конф. профессорско-преподавательского состава Одесского государственного университета имени И.И. Мечникова. - Одесса: Одесский государственный университет имени И.И. Мечникова, 1985.- С.38.

10. Розанов А.Я., Федорко Н.Л., Кравченко Н.О., Карпов Л.М. Активність 2-оксоглутаратдегідрогенази та піруватдегідрогенази у цитозолі, рибосомах та мітохондріях печінки щурів як показник можливої міграції їх субодиниць у клітини. // Мат. V Укр. біохім. зїзду. - Київ: Інститут біохімії АН УССР, 1987. - Ч. 2. - С. 184.

11. Rozanov A.Ya., Petrov S.A., Kravchenko N.A., Fedorko N.L. Reconstruction of ?-ketoacid dehydrogenase complexes as a regulation mechanism of the cells energy metabolism.// Proc. 14-th Intern. Congress of Bioch. - Prague (Chechoslovakia), 1988. - P. 187.

12. Petrov S.A., Kravchenko N.A., Fedorko N.L. Coenzymic and noncoenzymic regulation of pyruvate metabolism by thiamine metabolites // Proc. FEBS’89. 19th meeting. - Rome (Italia), 1989. - Abstract Book. - TU. - ?. 218.

13. Кравченко Н.А., Федорко Н.Л., Хотько А.И., Петров С.А. Применение комплекса витаминов и их метаболитов для коррекции нарушений энергетики клетки при старении // Тр. Всесоюз. конф. “Продолжительность жизни: механизмы, прогнозы, пути увеличения”. - Киев: Институт геронтологии АМН СССР, 1991. - С. 66.

14. Розанов А.Я., Петров С.А., Запорожченко О.В., Кравченко Н.О., Федорко Н.Л., Елькіна В.О., Погба С., Абу Асалі І.І. Транспорт у головний мозок і біохімічні функції в нейроструктурах вітамінно-метаболітних препаратів при екстремальних умовах. // Мат. VI Укр. біохім. зїзду. - Київ: вид. УСГА, 1992

15. Карпов Л.М., Запорожченко О.В., Розанов А.Я., Тищенко Д.В., Савлучинська Л.Г., Федорко Н.Л. Вітаміни та їх похідні як потенційні геропротектори. // Пр. конф. “Геропротектори у попередженні прискореного старіння”. - Одеса: Астропрінт, 1996. - С. 2.

16. Федорко Н.Л., Карпов Л.М., Кравченко Н.О., Савлучинська Л.Г. Структурно-функціональна перебудова мітохондрій з органів білих щурів за умов їх старіння. // Пр. Симп. “Біологічні механізми старіння”. - Харків: Харківський державний університет імені В. Н. Каразіна, 1996. - С. 133.

17. Карпов Л.М., Савлучинская Л.Г., Федорко Н.Л., Сорокин А.В., Будняк А.К., Кокошкина О.А., Шландакова В.Г. Коферментзависимые ферменты и старение. // Тр. V междунар. симп. “Биологические механизмы старения”. - Харьков: Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, 2002. - С. 32.

18. Прокопчук Т.Г., Федорко Н.Л. Активность ПДК и 2-ОГДК из печени крыс разного возраста. // Тр. конф. молодых ученых “Актуальные проблемы естествознания - 2003”. - Симферополь: Крымский национальный университет, 2003. - С. 73.