Вплив катiонiв лужноземельних i перехiдних металiв на функцiонування мiтохондрiй печiнки щурiв

Анотації
ВОВКАНИЧ Л.С. Вплив катiонiв лужноземельних i перехiдних металiв на функцiонування мiтохондрiй печiнки щурiв. - Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук за спецiальнiстю 03.00.02 - біофізика. - Київський університет імені Тараса Шевченка, Київ, 1999.

Дисертацію присвячено вивченню механізмів дії катіонів металів (КМ), зокрема Ca²⁺, Sr²⁺, Mn²⁺, Cd²⁺ і La³⁺,на дихання, ADP-фосфорилюючу і Са²⁺-акумулюючу функції мітохондрій (МХ) печінки, та на стан неспецифічної проникності їх внутрішньої мембрани. Встановлено, що МХ здатні до енергозалежної акумуляції КМ, швидкість якої визначається ентальпією гідратації КМ та їх спорідненістю до СОО^- груп Са²⁺-уніпортера МХ. Пригнічення КМ процесів окислення субстратів та окисного фосфорилювання у МХ корелює з константами стійкості комплексів цих металів з SH^- групами цистеїну. КМ інгібують транспорт Са²⁺у МХ за конкурентним (Sr²⁺, Mn²⁺, La³⁺) та змішаним типом (Cd²⁺). Вираженість інгібування визначається ентальпією гідратації КМ та їх спорідненістю до СОО^- груп Са²⁺-уніпортера. Ca²⁺ і Cd²⁺, на відміну від Sr²⁺, Mn²⁺ та La²⁺, індукують збільшення неспецифічної проникності мембрани МХ. Sr²⁺ і Mn²⁺ здатні конкурентно пригнічувати цей процес. Отже, здатність КМ взаємодіяти з різними функціональними системами МХ неодинакова і визначається їх фізико-хімічними властивостями, зокрема ентальпією гідратації та спорідненістю до кисне- і сірковмісних груп біолігандів, що може бути використане для направленого пошуку антидотів до різних металів.
Ключові слова: мітохондрії печінки, катіони металів, дихання, окисне фосфорилювання, поглинання кальцію, неспецифічна проникність мембрани.

ВОВКАНЫЧ Л.С. Влияние катионов щелочноземельных и переходных металлов на функционирование митохондрий печени крыс. - Рукопись.

Диссертация на соискание уч? ной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.02 - биофизика. - Киевский университет имени Тараса Шевченко, Киев, 1999.

   Диссертация посвящена изучению механизмов влияния катионов металлов (КМ), в частности Ca²⁺, Sr²⁺, Mn²⁺, Cd²⁺, La³⁺, на дыхание, ADP-фосфорилирующую и Са²⁺-аккумулирующую функции митохондрий (МХ) печени, а также на состояние неспецифической проницаемости их внутренней мембраны.
   Установлено, что МХ обладают способностью к энергозависимой аккумуляции КМ, которая сопровождается активацией дыхания МХ и выходом Н⁺ из этих органелл. Стимулирующий эффект КМ на дыхание МХ (V_max, нмоль О₂/мин.• мг белка) уменьшается в следующем порядке: Сa²⁺ (35,71) > Sr²⁺ (33,90) > Cd²⁺ (26,32) > Mn²⁺ (22,02) >> La³⁺ (9,04). Полученный ряд тесно коррелирует с энтальпией гидратации КМ (r = -0,95) и костантами устойчивости их комплексов с ацетатом (r = -0,90) и аспарагиновой кислотой (r = -0,84). Следовательно, скорость энергозависимой аккумуляции КМ в МХ печени определяется энтальпией их гидратации и сродством к СОО^- группам Са²⁺-унипортера МХ.
   Выявленный нами ингибирующий эффект КМ на протонофор-стимулированное дыхание МХ увеличивается в ряду Са²⁺, Sr²⁺, Mn²⁺ (не влияют) < La³⁺ < Cd²⁺. Аналогичный ряд образуют КМ по их ингибирующему влиянию на ADP-стимулированное дыхание МХ: Са²⁺, Sr²⁺ (не влияют) < Mn²⁺ < La³⁺ < Cd²⁺. Оба ряда тесно коррелируют (r = 0,93-0,99) с константами устойчивости комплексов КМ с SH- группами цистеина. Таким образом, угнетение КМ процессов окисления субстратов и окислительного фосфорилирования в МХ определяется их сродством к SH- группам макромолекул МХ.
   КМ ингибируют транспорт Са²⁺ в МХ по конкурентному (Sr²⁺, Mn²⁺) или смешанному (Cd²⁺) типу. Ингибиторные константы (К_i, мкМ) транспорта Са²⁺в МХ для КМ возрастают в ряду: La³⁺ (2,11), Cd²⁺ (10,36), Mn²⁺ (49,29), Sr²⁺ (66,43). Полученный ряд характеризуется тесной корреляцией с энтальпией гидратации КМ (r = -0,78) и константами устойчивости их комплексов с ацетатом (r = -0,96) и аспарагиновой кислотой (r = -0,91). Следовательно, в механизме транспорта Са²⁺в матрикс МХ и его ингибировании катионами других металлов важное место занимает их дегидратация и взаимодействие с карбоксильными группами Са²⁺-унипортера.
   Катионы Ca²⁺и Cd²⁺, в отличие от Sr²⁺, Mn²⁺ и La³⁺, индуцируют переход внутренней мембраны МХ в состояние повышенной неспецифической проницаемости. Катионы Sr²⁺ и Mn²⁺способны конкурентно угнетать этот процесс. Вместе с тем особенности кинетики Са²⁺- и Cd²⁺-индуцированного набухания МХ указывают на различие в механизмах индуцирования ими перехода внутренней мембраны МХ в состояние повышенной неспецифической проницаемости, что, вероятно, обусловлено их неодинаковым сродством к СОО^- и SH-группам макромолекул мембраны МХ.
   Следовательно, способность КМ взаимодействовать с различными функциональными системами МХ неодинакова и определяется их физико-химическими свойствами, в частности энтальпией гидратации и сродством к кислород- и серосодержащим группам биолигандов. Это может быть использовано для направленного поиска антидотов к катионам разных металлов.
   Ключевые слова: митохондрии печени, катионы металлов, дыхание, окислительное фосфорилирование, поглощение кальция, неспецифическая проницаемость мембраны.

VOVKANYCH L.S. Effect of earthy and transient metals` cations on the functioning of rat liver mitochondria. - Manuscript.

Thesis for scientific degree of the candidate of biological sciences by speciality 03.00.02 - Biophysics. - The Taras Shevchenko Kyiv University, Kyiv, 1999.

The thesis are devoted to the investigation of the mechanisms of metals` cations (MC), including Ca²⁺, Sr²⁺, Mn²⁺, Cd²⁺, La³⁺, effect on the rat liver mitochondria (RLM) respiration, ADP-phosphorylation, Ca²⁺-accumulation and unspecific permeability of the RLM inner membrane. It has been shown, that RLM could accumulate MC in the energy-dependent process, velocity of which depends on their affinity to COO^- groups of the RLM Ca²⁺-uniporter. Inhibition of the RLM substrate oxidation and oxidative phosphorylation by MC is correlated with the stability constants of MC with SH^- groups of cysteine. MC inhibit RLM Ca²⁺ uptake in competitive (Sr²⁺, Mn²⁺ , La³⁺) and mixed (Cd²⁺) manner. The power of inhibition is determined by the MC hydratation enthalpy and their affinity to COO^-groups of Ca²⁺-uniporter. Са²⁺ and Cd²⁺, but not Sr²⁺, Mn²⁺, La³⁺, induce RLM inner membrane unspecific permeability transition. Sr²⁺ and Mn²⁺ are competitive inhibitors of that process. Hence, ability of the MC to interact with the different RLM functional systems is uniqual and is determined by their physicochemical properties, especially by their hydratation enthalpy and affinity to oxygen- and sulphur-containing groups of bioligands. It could be used for the direct search of antidotes to different metals` cations.
Key words: liver mitochondria, metals` cations, respiration, oxidative phosphorylation, calcium uptake, unspecific permeability of membrane.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Вплив катiонiв лужноземельних i перехiдних металiв на функцiонування мiтохондрiй печiнки щурiв

< Попередня		Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!

Украинская Баннерная Сеть

Украинская Баннерная Сеть

Автореферати дисертацій

Реклама