Теплоемкость водных растворов гликопротеина,
Некоторые экспериментальные доказательства в пользу концепции о молекулярном механизме биологического действия физико-химических факторов в сверхмалых дозах.
Основные положения концепции сверхмалых доз
Ранее нами были сформулированы представления о механизме действия физико-химических факторов в сверхмалых дозах (СМД) [1,2]. Эти представления имеют принципиальные отличия от других объяснений феномена СМД [3-7] и заключаются в том, что отрицается необходимость физического переноса одиночных молекул биологически активных веществ для проявления ими соответствующих эффектов в СМД. Мы предположили, что в основе действия физико-химических факторов в СМД лежит изменение пространственной организации структуры, названной «малый матрикс» (ММ). ММ заполняет вне- и внутриклеточное пространства, в него погружены соответственно конструкция внеклеточного матрикса, клеточные органеллы, цитоскелет. ММ межклеточного пространства объединяет все клетки, входящие в гистоструктуру соответствующего органа, в единую функционирующую систему и обеспечивает поддержание ее целостности. ММ как со стороны цитоплазмы клетки, так и со стороны межклеточного пространства контактирует с плазматической мембраной. Возможно, что состав ММ цитоплазматического и межклеточного пространств различается, что связано с различными задачами, выполняемыми ММ внутри и вне клеток. Мы полагаем, что ММ микроокружения клеткиобеспечивает восприятие, распространение по структуре органа и затем уничтожение поступившего извне информационного сигнала [2].
|
|
|
Благодаря способности изменять свою пространственную организацию, ММ инициирует или, наоборот, блокирует развитие того или иного каскада молекулярных взаимодействий, которые являются материальной основой восприятия и распространения информационного сигнала по структуре ткани. Вариабельность пространственной организации ММ обусловливает возможность соответствующих конформационных изменений молекул-участников данного каскада событий, связанных с распространением информационного сигнала. Способность ММ достаточно быстро изменять свою пространственную организацию определяется свойствами его компонентов - низкомолекулярных белков и воды, представленных в виде континуальных систем [2].
Низкомолекулярные адгезивные белки
С явлением СМД мы столкнулись в 70-х годах, исследуя адгезивные белки из тканей млекопитающих [8-11]. Адгезивные белки из печени и легкого крыс оказывали мембранотропное действие в концентрациях 10 (-8) - 10(-9) мг белка/мл и оказывали влияние на клеточную адгезию при 10(-11)- 10(-12) мг белка/мл. Дальнейшие исследования показали, что обнаруженные нами адгезивные белки являются низкомолекулярными гликопротеинами, причем степень гликозилирования достигает 50-60%.По способности сохраняться в растворимом состоянии в насыщенном растворе сульфата аммония, идентифицированные адгезивные гликопротеины могут быть сопоставлены с S100 белками [12], первый представитель которых был обнаружен в 1965 г.[13].
|
|
|
В настоящее время S100 белки активно изучаются [14,15], однако сведения об их гликозилировании отсутствуют. Практически нет и сведений об их функции. Предполагается, чтоэта группа белков играет важную роль в процессах клеточной пролиферации, дифференцировки, адгезии, миграции, апоптоза и др. Считается, что такое многообразие биологических эффектов, производимых S100 белками, обусловлено способностью этих белков регулировать концентрацию ионов кальция, функционирующих в качестве вторичных мессенждеров, за счет их связывания [15,16].
Необходимо отметить, что в литературе отсутствуют сведения и о действии S100 белков в СМД. Обнаруженные нами низкомолекулярные адгезивные гликопротеины, согласно данным рН-изоэлектрофокусирования, условно делятся на три основные группы: кислые, нейтральные и основные (рис.1). Следует отметить, что такая картина количественного распределения адгезивных белков типична для исследованных нами тканей органов: кровь, печень, легкое, сердце, тимус, мозг, сетчатка и ретинальный пигментный эпителий глаза.
|
|
|
Все адгезивные низкомолекулярные белки были исследованы с помощью оригинального метода оценки влияния на вязкоупругие свойства ткани ткани печени при деформационных воздействиях [17]. Было установлено, что все белки проявляют биологическую активность в СМД, соответствующих 10(-14)-10(-19) М р-ру.
Во всех тканях низкомолекулярные кислые и основные адгезивные белки являются доминирующими по сравнению с нейтральными. Однако, наиболее изученным нами к настоящему времени оказался белок из сыворотки крови млекопитающих с рI в области рН 4,6-4,7, относящийся к группе условно нейтральных адгезивных гликопротеинов.
Этот гликопротеин с мол. массой около 12000 Да, масса белковой части около 5500 Да, углеводной части, представленной N-олигоманнозидными цепями, - около 6500 Да, проявлял разнообразные биологические эффекты в сверхмалых дозах, а также в «мнимых» растворах (рис.2). Этот гликопротеин - ГПЯ-12 - оказывал влияние на свойства плазматической мембраны гепатоцитов (причем только в условияхсохранения гистоструктуры железы), клеточную пролиферацию, рост культуры фибробластов млекопитающих in vitro, а также проявлял ранозаживляющее, хондропротекторное и остеостимулирующее, гепатопротекторное действия [17-22].
|
|
|
Методом оценки влияния на вязкоупругие свойства ткани печени при деформационном воздействии было показано, что ГПЯ-12 проявляет биологическую активность в состоянии «мнимых растворов» (рис.2,3). Изучение зависимости величины биологического эффекта, производимого ГПЯ-12, от его концентрации показывает, что она имеет полимодальный характер, причем наиболее ярко выражен максимум биологической активности в области 10(-10) и 10(-14)-10(-19) М. Интересно отметить, что в состоянии «мнимых» растворов величина биологического эффекта ГПЯ-12 также всегда достоверно отличается от контрольных данных [область 10(-23)- 10(-25) М] (рис.2,3). Исследование биологического эффекта, производимого ГПЯ-12 в трех концентрациях, соответствующих 10(-9) М; 10(-19) М; 10(-29) М р-ру, показало, что во всем временном интервале опытные данные статистически достоверно отличались от контрольных (рис.3). Небольшие различия между опытными и контрольными данными в первые две часа инкубации органной культуры печени, очевидно, объясняются адаптацией ткани печени в первые часы культивирования. Обращает на себя внимание тот факт, что характер кривых, отображающих временную зависимость величины биологического эффекта ГПЯ-12, для всех исследуемых концентраций аналогичен. Эти данные позволяют высказать предположение о том, что молекулярный механизм, лежащий в основе биологического эффекта ГПЯ-12 в концентрациях 10(-9) М и 10(-19) М р-ра и в состоянии «мнимого» раствора - 10(-29) М, одинаков и, очевидно, обусловлен изменением состояния воды, вызванным воздействием гликопротеина.
Таким образом, в свете сформулированной нами концепции о механизме феномена СМД, можно высказать предположение о том, что роль низкомолекулярных адгезивных белков, относящихся ксемейству S100 белков, состоит в их способности влиять на воду и переводить ее в состояние, отвечающее стадии восприятия информационного сигнала.
Теплоемкость водных растворов гликопротеина,
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 256; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!