D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro

Изучено влияние различных концентраций дейтериевой воды (25– 75%) на полимеризацию микротрубочек, выделенных из мозга крупного рогатого скота. Показано, что D₂O ингибирует сборку микротрубочек в экспериментах in vitro....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	1991
Автори:	Сорочинский, Б.В., Прохневский, А.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 1991
Назва видання:	Биополимеры и клетка
Теми:	Клеточная биология
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/153556
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro / Б.В. Сорочинский, А.И. Прохневский // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 3. — С. 95-98. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-153556
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1535562019-06-15T01:25:50Z D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro Сорочинский, Б.В. Прохневский, А.И. Клеточная биология Изучено влияние различных концентраций дейтериевой воды (25– 75%) на полимеризацию микротрубочек, выделенных из мозга крупного рогатого скота. Показано, что D₂O ингибирует сборку микротрубочек в экспериментах in vitro. Вивчено вплив різних концентрацій (25–75 %) дейтерієвої води на полімеризацію мікротрубочок, які були виділені із мозку великої рогатої худоби. Показано, що D₂O інгібує утворення мікротрубочок in vitro. The influence of the deuterium water different concentrations (25 – 75%) on the polymerization of bovine brain microtubules has been investigated. It was shown that D₂O inhibited microtubules assembly in vitro. 1991 Article D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro / Б.В. Сорочинский, А.И. Прохневский // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 3. — С. 95-98. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0002D7 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/153556 576.32/36 ru Биополимеры и клетка Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Клеточная биология Клеточная биология
spellingShingle	Клеточная биология Клеточная биология Сорочинский, Б.В. Прохневский, А.И. D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro Биополимеры и клетка
description	Изучено влияние различных концентраций дейтериевой воды (25– 75%) на полимеризацию микротрубочек, выделенных из мозга крупного рогатого скота. Показано, что D₂O ингибирует сборку микротрубочек в экспериментах in vitro.
format	Article
author	Сорочинский, Б.В. Прохневский, А.И.
author_facet	Сорочинский, Б.В. Прохневский, А.И.
author_sort	Сорочинский, Б.В.
title	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro
title_short	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro
title_full	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro
title_fullStr	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro
title_full_unstemmed	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro
title_sort	d₂o ингибирует сборку микротрубочек in vitro
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	1991
topic_facet	Клеточная биология
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/153556
citation_txt	D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro / Б.В. Сорочинский, А.И. Прохневский // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 3. — С. 95-98. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
series	Биополимеры и клетка
work_keys_str_mv	AT soročinskijbv d2oingibiruetsborkumikrotrubočekinvitro AT prohnevskijai d2oingibiruetsborkumikrotrubočekinvitro
first_indexed	2025-07-14T05:01:09Z
last_indexed	2025-07-14T05:01:09Z
_version_	1837597217130545152
fulltext	Β Клеточная биология У Д К 576.32/36 Б. В. Сорочинский, А. И. Прохневский D2O ИНГИБИРУЕТ СБОРКУ МИКРОТРУБОЧЕК IN VITRO Изучено влияние различных концентраций дейтериевой воды (25— 75%) на полиме- ризацию микротрубочек, выделенных из мозга крупного рогатого скота. Показано, что D2O ингибирует сборку микротрубочек в экспериментах in vitro. Введение. Биологическая активность дейтериевой воды хорошо извест- на [1]. Обработка дейтериевой водой приводит к существенным мо- дификациям многих биологических процессов, оказывая влияние, в частности, на развитие эмбрионов лягушки и морского ежа [2, 3] , со- зревание нейтрофилов [4], выработку лейкотриснов С4 эритроцитами [5], изменяет функции мембран и нарушает синтез белков [6]. Большой интерес вызывает способность D2O ингибировать процес· сы клеточного деления. Этот эффект был зарегистрирован для многих линий клеток животных и на растительных клетках [1]. Обработка пролиферирующих клеток растворами дейтериевой воды приводит к задержке митозов на стадии перехода интерфаза /профаза ; эффекты, индуцируемые тяжелой водой, зависимы от дозы. Увеличение концент- рации D2O до 75—80 % полностью ингибирует прохождение клеток по циклу [7]. Однако механизмы антимитотической активности D2O не изучены. Методами иммунофлюоресценции и электронной микроскопии об- наружено, что обработка клеток тяжелой водой вызывает нарушения в механизмах образования веретена деления и формирование в цито- плазме характерных пучков и агрегатов микротрубочек [1]. Н а осно- вании таких наблюдений широкое распространение получило пред- ставление о том, что система микротрубочек является мишенью для действия D2O на клетки, поскольку эффекты, индуцируемые D2O, на- поминают таковые при действии таксола на систему микротрубочек. В то же время эти результаты не всегда подтверждаются [7]. Открытым также остается вопрос о механизмах взаимодействия D2O с системой микротрубочек. Можно предположить, что т я ж е л а я вода оказывает влияние собственно на сборку микротрубочек или (и) на процессы обновления этих структур. В этом сообщении приводят- ся данные, полученные в отношении действия дейтериевой воды на по- лимеризацию микротрубочек in vitro. Сборка микротрубочек — это ключевой этап в· образовании и функционировании этих структур, вы- полняющих функцию основного интегрирующего звена цитоплазмы [8] . Материалы и методы. Микротрубочки выделяли из мозга крупно- го рогатого скота двумя циклами полимеризации — деполимеризации [9]. В качестве буфера, стабилизирующего микротрубочки, использо- вали буфер Бершадского [10]. Белок определяли по методу, описан- ному в работе [11]. Сборку микротрубочек индуцировали повышением температуры растворов до 37 °С и добавлением GTP до конечной концентрации © Б. В. С О Р О Ч И Н С К И Й , А. И. П Р О Х Н Е В С К И Й , 1991 ISSNt 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И К Л Е Т К А . 1991. Т. 7. № 3 1 мМ. Регистрировали процесс сборки по изменению оптической плот- ности растворов на спектрофотометре DU-8 Beckman, длина волны 360 нм, интервалы между измерениями 1 мин. В экспериментах по влиянию таксола на процесс сборки микро- трубочек раствор GTP заменяли раствором таксола. Таксол выделяли из тканей Тисса ягодного (Taxus baccata) по методу, описанному ра- нее [12]. D2O любезно· предоставлена нам Б. А. Королем (ИБФ АН С С С Р ) . Результаты и обсуждение. Отличительной особенностью белков, формирующих цито.скелетные структуры, является ИХ С ПО СО б H О'СТЬ ΠΟ- лимеризоваться in vitro при определенных условиях среды. Процесс сборки микротрубочек зависит от многих факторов—тем'пературы, рН, Рис. 1. Изменение оптической плотности растворов микротрубочек в процессе их поли- меризации (концентрация белка 1 м г / м л ) : 1 — контроль; 2 — Ю - 5 M таксол; 3, 4, 5 — 25, 50 и 75 %-ная D 2 O соответственно Рис. 2. Изменение оптической плотности растворов микротрубочек в отсутствие доба- вок G T P (концентрация белка 1 м г / м л ) ; 1 — контроль; 2, 3, 4 — 25, 50 и 75 % - н а я D 2 O соответственно наличия ионов Mg++ и отсутствия Ca++, наличия в среде GTP. Поли- меризация микротрубочек — это сложный кооперативный процесс, ко- торый начинается при достижении критической· концентрации белка в растворе. Условно' его можно разбить на несколько этапов — стадию нуклеации, этап латерального роста и элонгацию микротрубочек [13]. Образование микротрубочек чаще всего регистрируют по изменению оптической плотности растворов (рис. 1, кривая 1). Заканчивается процесс полимеризации примерно через 15—20 мин после e m иници- ации при достижении равновесной концентрации молекул тубулина в растворе и в составе микротрубочек. Предполагается, что разные час- ти кривой могут описывать разные события в процессе полимеризации [13]. Л а г - ф а з а (1—4 мин), по-видимому, соответствует процессам ну- клеации, фаза возрастания оптической плотности (4—12 мин) отража- ет процессы латерального роста и элонгации микротрубочек, а выход кривых на плато (12—15 мин) отражает достижение равновесия в кон- центрации димеров тубулина в растворе и в составе собранных структур. Отличительной особенностью влияния таксоша на процесс поли- меризации микротрубочек является сдвиг реакции, равновесия вправо, что приводит к возрастанию общего числа собранных структур. Этот эффект обусловлен высоким сродством упомянутого алкалоида к мо- лекуле тубулина, основного белка микротрубочек. Процессы образо- вания микротрубочек в присутствии таксола отписываются кривыми без лаг-фазы, поскольку одновременно образуется множество центров нуклеации, значительно ускоряются, если судить по наклону кривой, и процессы элонгации микротрубочек (рис. 1, кривая 2). Помимо мо- дификации собственно процессов сборки микротрубочек таксол также стабилизирует и собранные структуры. Обработка таксолом приводит к изменению процессов обновления микротрубочек, сказывается на их т I S S N 0233-7G57. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. Кя 3 динамических свойствах и существенно влияет на функции этих ком- понентов клеточного скелета [8]. Кривые 3—5 (рис. 1) описывают процесс полимеризации микро- трубочек в присутствии различных концентраций дейтериевой воды. Характер кривых свидетельствует о том, что D2O ингибирует сборку микротрубочек in vitro. Можно предположить, что активность тяжелой воды в отношении микротрубочек обусловлена изотопным эффектом и изменением лабильности водородных связей. По-видимому, в присут- ствии D2O изменяется конформация молекул тубулина таким образом, что это сказывается на процессах сборки интактных структур. Изменение конформации белков, формирующих микротрубочки, под влиянием различных агентов весьма существенно отражается на процессах образования этих органелл. При этом может возникать су- перпозиция нескольких эффектов — изменения конформации молекул тубулина за счет добавок GTP (что необходимо для инициации поли- меризации) и конформационных переходов в белках, формирующих микротрубочки, под воздействием различных неспецифических факто- ров (ионизирующего излучения, химических добавок в реакционную среду и, т. п.). Иногда эти события «маскируются» при их одновремен- ной реализации [14]. Д л я исключения такой возможности мы изучи- ли также особенности поведения белков, формирующих микротрубоч- ки, в растворах D2O без добавления в среду GTP (рис. 2) . Форма кри- вых позволяет предположить, что в присутствии D2O (кривые 2—4) белки микротрубочек не полимеризуются, а агрегируют, что происхо- дит с ними также и в контроле (кривая 1). Полученные результаты свидетельствуют о том, что· в отношении сборки микротрубочек дейтериевая вода действует как агент, ингиби- •рующий этот процесс. Однако· существует вероятность того, что D2O стабилизирует в клетках уже готовые структуры. Подобное воздейст- вие может влиять на многие свойства цитоскелета, в том числе и на образование веретена деления в пролиферирующих клетках. Не иск- лючено также, что действие дейтериевой воды опосредованно в отно- шении системы микротрубочек другими клеточными органеллами [1] , поскольку это соединение вряд ли можно отнести к агентам, имею- щим в клетке свою мишень и индуцирующим специфическую ответную реакцию. Р е з ю м е Вивчено вплив різних концентрацій (25—75 % ) дейтерієвої води на полімеризацію мік- ротрубочок, які були виділені із мозку великої рогатої худоби. Показано , що D 2 O ін- гібує утворення мікротрубочок in vitro. S u m m a r y The inf luence of the deu te r ium w a t e r d i f fe ren t concen t r a t ions (25 — 75 %) on the poly- m e r i z a t i o n of bovine brain mic ro tubu les has been inves t iga ted . It w a s shown tha t D 2 O inhibited mic ro tubu les a s sembly in v i t ro . С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы 1. Lamprccht /., Schroeter D., Paweletz N. Mi tos is a r res ted by deu te r ium oxide. L ight microscopic, immunof luo rescence and u l t r a s t ruc tu r a l c h a r a c t e r i z a t i o n / / E u r . J . Cell Biol — 1990,—51, N 2 , — P . 303—312. 2. Hyperdorsoanterior embryos f rom Xenopus e g g s t rea ted wi th D 2 O / S. R. Sha r f , B. Rowning f M. Wu, J. C. Gerha r t / / D e v e l o p . Biol.— 1989.— 134, N 1 . — P . 175—188. 3. Sumito S. B., Sato / / . The isotopic e f fec t s of D 2 O in deve lop ing sea urchin e g g s // Cell S t ruc t . Func t .—1989 ,— 14, N 1 , — P . 95—111. 4. Zimmermann A., Keller H. U., Cottier H. Heavy w a t e r (D 2 O) induced shape changes , m o v e m e n t s and F-act in redis t r ibut ion in h u m a n neutrof i l g r a n u l o c v t e s // Eur . J Cell Biol.— 1988.—47, N 2 . — P . 320—326. I S S N 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № З 7— М29 97 5. Effect of deu te r ium oxide on leukotr iene C4 gene ra t ion in immuno log ica l ly s t imu- lated h u m a n leukocytes / H. Mita , Y. Yui, H. Yasueda , I. S h i d a / / I n t . Arch. A l l e r gy AppL Immuno l — 1988.—85, N 4 — P . 422—427. 6. Lin P. C., Hepfter К., Ho К. C. Modi f i ca t ion of m e m b r a n e func t ion , prote in syn the - sis and heat k i l l ing effect in cul tured Chinese h a m s t e r cells bv glycerol and D 9 O / / Cancer Res.— 1984.—44, N 12, pt 1 . — P . 5776—5784. 7. Leonard P. /., Millins J. M. D 2 O induced a l t e ra t ions of mi tos i s in PtKl c e l l s / / E x p . Cell Res .— 1987,— 172, N 1 . — P . 204—211. 8. Фултон А. Цитоскелет . Архитектура и хореография клетки. — Μ. : Мир, 1987.— 120 с. 9. Shelanski M., Gaskin F., Cantor Ch. F. Mic ro tubu le a s sembly in the absence of added n u c l e o t i d e s / / P r o c . Na t . Acad. Sci. USA.— 1973.—70, N 3 . — P . 765—768. 10. Microtubules in m o u s e embryo f ib rob la s t s ex t rac ted wi th Tr i ton X-IOO / A. D. Ber- shadsky , V. I. Ge l f and , Т. M. Svi tk ina , I. S. Tint // Cell Biol. In t . R e p t . - 1978 .—2.— P. 425—432. 11. Greenberg Ch., Graddock Ph. Rap id s ing le-s tep m e m b r a n e pro te in a s s e y / / C l i n . Chem.— 1982.—28, N 7.— P . 1725—1726. 12. Сорочинский Б. В., Прохневский А. И., Гродзинский Д. М. Простой способ выде- ления физиологически активных препаратов таксола из тканей Taxus baccata // Химия природ, соединений — 1 9 9 0 . — № 5 . — С . 702—703. 13. Voter W. Α., Ericson Η. P. The kinet ics of mic ro tubu le a s sembly / / J . Biol. Chem.— 1984.— 259, N 1 6 . — P . 10430—10438. 14. Прохневский А. И., Сорочинский Б. В. Модификация этанолом сборки микротру- бочек мозга / / Н е й р о х и м и я . — 1990.— 9, № 1 .—С. 96—100. Ин-т клеточ. биологии и генет. инженерии А Н УССР, Киев Получено 20.11.90 УДК 577.3:576.5;577.352 А. В. Тимошенко, JI. К. Герасимова, JI. И. Колупаева, С. Н. Черенкевич МЕЖКЛЕТОЧНАЯ АГРЕГАЦИЯ ТИМОІЩТОВ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ КЛЕТОК ESCHERICHIA COLI С использованием спектрофотометрического метода установлено, что бактериальные клетки Е. coli вызывают агрегацию тимоцитов крыс. Процесс межклеточной агрегации блокируется D-маннозой. Показано, что агрегационная активность бактериальных кле- ток снижается при их инактивации ультрафиолетовым (УФ) облучением и под дейст- вием высокой температуры (80 0C). Обсуждаются механизмы и возможности исполь- зования реакции межклеточной агрегации. Введение. Проблема молекулярного узнавания поверхностных струк- тур клеток микро- и макроорганизмов представляется актуальной для современной клеточной биологии. Бактериальные клетки способны эф- фективно прикрепляться к клеткам млекопитающих посредством ад- гезионных пилей (фимбрий), представляющих собой белковые струк- туры на поверхности микробных клеток [1, 2] . Эта реакция лежит в основе развития большинства бактериальных инфекций. К а к правило, эффективность взаимодействия бактериальных клеток с клетками-ми- шенями оценивается по· их адгезии на клеточных монослоях. Такой метод требует применения специальной техники, связанной с культи- вированием клеток [3]. Межклеточную адгезию можно изучать т а к ж е с использованием более доступных и оперативных агрегационных ме- тодов [4] . В случаях, когда клетки млекопитающих не образуют мо- нослоев, эти способы, по-видимому, являются наиболее адекватными, если не единственно возможными. Такая ситуация имеет место при изучении взаимодействия бактериальных клеток с Т-лимфоцитами, ха- рактеризующимися низкой адгезией к большинству подложек [5] . В настоящей работе исследована межклеточная агрегация тимо- цитов крью и бактериальных клеток Е. coli, определена углеводная специфичность этой реакции и показано, что физико-химическая обра- © А. В. Т И М О Ш Е Н К О , л . к . Г Е Р А С И М О В А , Л. И. К О Л У П А Е В А , С. Н. Ч Е Р Е Н К Е В И Ч , 1991 98 I S S N 0233-7G57. Б И О П О Л И М Е Р Ы II КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № 3·

D₂O ингибирует сборку микротрубочек in vitro

Репозитарії

Схожі ресурси