Вивчення аспектів механізму дії макроциклічних трихотеценів, які синтезуються Dendrodochium toxicum, щодо тест-культур і модельних систем. Вплив на синтез білка дріжджів на етапі транскрипції, порушуючи функціонування основного ферменту цього етапу.
Аннотация к работе
Впродовж останніх десятиріч досить добре досліджена хімічна структура як простих, так і макроциклічних трихотеценів [Jarvis, Mazzola, 1982, Anderson et al., 1989, Hughes et al., 1990, Jarvis et al., 1995, Зайченко, Рубежняк, 1999,], розроблені і постійно удосконалюються методи їх аналізу та ідентифікації [Cole et al., 1986, Springer, 1986, Hack et al., 1988, Mogar, 1989]. трихотецен макроциклічний білок дріжджі Відомості щодо інших аспектів механізму дії МЦТЦ малочисельні [Pavlovkin et al., 1983, 1993, Бабичев, 1984, Okazaki et al., 1989, Кириллова, Зайченко, 1995, 1996], і не дають змоги відтворити загальну картину дії цих сполук на клітинному рівні, охарактеризувати наявність чи відсутність їх специфічної дії на окремі процеси обміну речовин. Метою даної роботи було вивчення механізмів дії МЦТЦ, які синтезуються Dendrodochium toxicum Pidopl. et Bilai 5800, з використанням комплексу тест-культур та тест-систем, адекватних специфіці біологічної дії цих сполук (антифунгальної, фітотоксичної, впливу на теплокровних). Виконання роботи передбачало вирішення наступних завдань: - дослідити дію комплексного препарату дендродохіну і виділених з нього індивідуальних компонентів МЦТЦ на ріст тест-культур, синтез у них білка та нуклеїнових кислот; вивчити дію МЦТЦ на Са 2 АТФ-азну активність і проникність мембран саркоплазматичного ретикулуму (СР) (модельної системи скорочення мязів).Підкреслюється недостатність відомостей щодо механізму дії цих метаболітів, подається критичний аналіз літературних даних з проблеми, що вивчається.Головними обєктами досліджень були МЦТЦ, що синтезуються Dendrodochium toxicum 5800: комплексний препарат дендродохін та вилучені з нього індивідуальні компоненти (верукарин А, рорідини А та Н). D. toxicum 5800 був отриманий з колекції відділу фізіології і систематики мікроміцетів. При вивченні механізму дії МЦТЦ як тест-культури використовували: Acholeplasma laidlawii PG-8, люб"язно надана в наше розпорядження докт.біол. наук I.Г. Скрипалем, Saccharomyces cerevisiae "Феодосія" - вихідна культура, що зберігалася в музеї відділу фізіології i систематики мікроміцетів, Chlorella vulgaris L 62 люб’язно надана в наше розпорядження канд.біол.наук Н.В. Як модельна система був також використаний саркоплазматичний ретикулум (СР), який вилучали зі скелетних мязів кроля. Хлорелу вирощували глибинним методом на рідкому середовищі [Методи…, 1978] в різних умовах освітлення: при помірному освітленні (4000 лк) та в темновому режимі.Тест-обєкти мали суттєві відмінності в функціонуванні білок-синтезуючої системи та процесах енергозабезпечення клітини: дріжджі (вихідна культура та три адаптовані до високих концентрацій дендродохіну варіанти), хлорела як представник еукаріот та мікоплазми - найпростіший представник прокаріот. Вплив різних концентрацій МЦТЦ на ріст тест-культур досліджували для клітин, що знаходились в середині еспоненційної фази росту. Вивчення динаміки росту інших тест-культур на середовищі без токсинів показало, що вихідний штам дріжджів S.cerevisiae досягає стадії експоненційного росту на 12-14 год., а адаптовані варіанти - на 18 год. При вирощуванні Chl. vulgaris на гетеротрофному середовищі в режимі помірного освітлення час досягнення середини експоненційної фази складав 24 год., в темновому режимі - 33 год., на автотрофному середовищі - 40 год. Встановлено, що дендродохін в концентраціях від 2 до 100 мкг/мл пропорційно пригнічує рістВ даній роботі ставилось завдання дослідити вплив як комплексного препарату дендродохіну так i його індивідуальних компонентів на синтез макромолекул у кожної з обраних нами тест-культур, які мали суттєві відмінності в процесах синтезу білку та енергозабезпечення клітин, що надавало можливість одержання більш повної картини пошкоджуючої дії досліджуваних МЦТЦ в системах прокаріот i еукаріот. Верукарин А, рорідин А та рорідин Н (1-10 мкг/мл) активували синтез РНК у Верукарин А i рорідин А також значно активували синтез ДНК, а рорідин Н - пригнічував синтез ДНК. У хлорели найбільш чутливим до дії МЦТЦ був синтез ДНК, за ним - синтез білка i, нарешті, синтез РНК. Під дією токсинів у дріжджів порушується процес синтезу РНК, що може свідчити про те, що вплив МЦТЦ відбувається вже на етапі транскрипції, який регулює синтез РНК.В цьому циклічному процесі головну роль виконують мембрани СР, які в АТФ-залежному процесі транспортують кальцій до порожнин ретикулуму проти концентраційного градієнту, забезпечуючи розслаблення [Ebashi, 1961], і під дією нервового імпульсу звільняють кальцій в цитоплазму [Rios, Pizzarro, 1988] для ініціації процесу скорочення. Враховуючи той факт, що сумарна фракція мембран СР складається з "легкої" та "важкої" фракцій мембран, що різняться за активністю Mg2 , Ca2 -АТФАЗИ (Kay, Norma, 1989), при проведені даних досліджень потрібно було розділити сумарну фракцію на її складові з метою виявлення можливої дії дендродохіну на одну з них. Встановлено, що дендродохін в концентраціях 100 - 200 мкг/мл активує Mg2 ,