КРЕСТИНИНА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА 03.00.02.- Биофизика Автореферат

реклама
На правах рукописи
КРЕСТИНИНА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ МИТОХОНДРИЙ МОЗГА
КРЫСЫ
03.00.02.- Биофизика
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Пущино 2005
Работа выполнена в Институте теоретической и
экспериментальной биофизики РАН
Научный руководитель:
кандидат биологических наук
Азарашвили Т.С.
Научный консультант:
доктор биологических наук, проф.
Евтодиенко Ю.В.
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук
Косенко Е.А.
доктор биологических наук, проф.
Ягужинский Л.С.
Ведущая организация: Институт биологии клетки РАН, Пущино.
Защита диссертации состоится «__» __________2005 г. в ______
в
Часов на заседании Диссертационного совета Д200.22.01
Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН по
Адресу: 142290, г. Пущино Московской области, ИТЭБ РАН
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТЭБ РАН
Автореферат разослан «___»___________2005 г.
Учёный секретарь Диссертационного совета Кандидат физикоматематических наук
Ланина Н.Ф.
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
протеикиназ
фосфорилирование
Осуществляемое
посредством
мембранных рецепторов, ионных каналов и других факторов является
ключевым событием во внутриклеточной сигнализации, ответственной за
регуляцию различных ферментных систем и клеточных функций. Из
многих типов посттрансляционных ковалентных модификаций белков,
которые происходят в клетках, относительно немногие обратимы в
физиологических условиях. Одним из таких типов обратной
модификации является фосфорилирование/дефосфорилирование, которое
в большинстве случаев осуществляется по аминокислотным остаткам
серина, треонина и тирозина.
Фосфорилирование/дефосфорилирование является почти универсальным
механизмом для регулирования функций белков, которые проявляют
ферментативную активность, но также и белков, вовлечённых во многие
другие биологические процессы. В настоящее время общепринято, что
обратимое фосфорилирование белков, наблюдаемое как в клетках
прокариот, так и эукариот, контролирует механизмы, регулирующие ряд
таких биохимических функций, как распад гликогена и преобразование
веществ в цикле Кребса, транскрипция гена, трансляция белка,
мембранный транспорт, передача сигналов в клетке и др.
В последнее время регуляция функций митохондрий может
осуществляться путём фосфорилирования/дефосфорилирования белков,
участвующих в процессах преобразования энергии. За последние 20 лет
обнаружены и детально изучены фосфорилирование нескольких
дегидрогеназ цикла Кребса, локализованных в митохондриальном
матриксе, и соответствующая регуляция активности дегидрогеназ ионами
Са2+ как вторичными мессенджерами посредством зависимого от
протеинкиназ фосфорилирования (Bradford and Yeaman, 1986; Denton and
McCormack, 1990; Hansford, 1994; Nichols and Denton, 1995; Rutter et al.,
1998). В митохондриях сердца обнаружены и идентифицированы
различные
цАМР-зависимые
и
-независимые
протеинкиназы.
Эндогенные протеинкиназы могут фосфорилировать ряд мембраносвязанных белков в матриксе митохондрий. За исключением хорошо
изученной роли протеинкиназ в регуляции функций митохондрий на
уровне пируватдегидрогеназы и дегидрогеназы 2–кетокислот с
разветвлённой цепью, роль фосфорилирования белков в митохондриях
мало изучена. Тем не менее, показано, что белки, фосфорилируемые
протеинкиназами, тесно связаны с комплексами дыхательной цепи.
Фосфобелок с молекулярной массой (м.м.) 18 кДа идентифицирован как
субъединица комплекса I, фосфобелок с м.м. 17 кДа - как субъединица
3
цитохрома-«с»-оксидазы; показана также ассоциация фосфобелка 42 кДа
с митохондриальными ферментными комплексами I, III, IV и V
(Sardanelli et al., 1995; Papa et al., 1996; Steenaart and Shore, 1997). Однако
остаётся
неясным,
как
осуществляется
регуляция
фосфорилирования/дефосфорилирования
мембрано-связанных
митохондриальных белков и каким образом эта регуляция влияет на
функции митохондрий.
В связи с вышеизложенным, представляется актуальным исследование
фосфорилирования митохондриальных белков с целью возможного
выявления новых фосфопептидов, выяснения их локализации в
митохондриях, транспорта ионов кальция и выяснения, каким образом
регулируются функции митохондрий.
Цель и основные задачи исследования.
Целью данного исследования было выявление новых мембраносвязанных
фосфобелков в митохондриях мозга, исследование факторов,
регулирующих их фосфорилирование/дефосфорилирование, а также
выяснение возможности регуляции функций митохондрий мозга путём
фосфорилирования/дефосфорилирования
вновь
обнаруженных
фосфобелков.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие
задачи:
1. Выявление
спектра фосфорилированных полипептидов
в
митохондриях мозга.
2.
Демонстрация
возможности
регуляции
фосфорилирования
/дефосфорилирования белков митохондрий ионами Са2+ как вторичным
мессенджером.
3.
Исследование
корреляции
открывания/закрывания
Са2+индуцированной поры с фосфорилированием/дефосфорилированием
найденных белков.
4.
Выявление видов протеинкиназ, фосфорилирующих белки в
митохондриях мозга, с помощью ингибиторного анализа. Доказательство
участия ПКА и ПКС в фосфорилирование белков митохондрий.
5. Идентификация как Са и кальмодулин - зависимой протеинфосфатазы
РР2В (кальцинейрин) как протеинфосфатазы участвующей в
дефосфорилировании белков митохондрий.
6. Исследование возможной регуляции функционирования РТР
посредством бензодиазепинового периферического рецептора (ПБР) в
фосфорилировании белков в митохондриях мозга, на примере ПБР.
4
Скачать