Шановні колеги! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. На черговому засіданні семінару, яке відбудеться 13-го березня 2012 р. (вівторок) о 10-30 в Актовій залі Інституту, буде заслухано доповідь м.н.с. відділу молекулярної імунології (ІБХ НАНУ) Гергалової Г.Л. на тему «Роль нікотинових ацетилхолінових рецепторів в функціонуванні мітохондрій». Мова йде за апробацію кандидатської дисертації (спеціальність – «біохімія»). Традиційно, до цього листа додається файл із тезами доповіді (в авторському виконанні). Запрошую до участі у роботі нашого семінару. З повагою – С.О.Костерін.
Гергалова Г.Л.
в.о. м.н.с. відділу молекулярної імунології Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Роль нікотинових ацетилхолінових рецепторів в функціонуванні мітохондрій
Тези доповіді
Нікотинові ацетилхолінові рецептори (нАХР) опосередковують швидку синаптичну передачу в нервових і м’язових клітинах і регулюють вивільнення нейромедіаторів в мозку. Нейрональні субтипи нАХР експресуються також багатьма незбудливими клітинами, регулюючи їх проліферацію, міграцію, диференціацію і виживання за несприятливих умов.
Процеси клітинного виживання, на які впливають нАХР, тісно пов’язані з діяльністю мітохондрій, які забезпечують клітини енергією АТФ, регулюють рівень внутрішньоклітинного кальцію та запускають апоптоз за мітохондріальним шляхом. Згідно до ендосимбіонтної гіпотези, мітохондрії походять із прадавніх бактерій, що зберегли певну автономію у складі вищих організмів. На бактеріальних клітинах було знайдено прототип нАХР; тому ми поставили питання про можливу експресію таких рецепторів на мітохондріях вищих тварин. Пошук було зосереджено на найбільш древньому представникові суперродини нАХР – гомопентамерному рецепторі, що складається з ?7 субодиниць.
Метою дисертаційної роботи було дослідити експресію та функції ?7 нАХР на мітохондріях, ізольованих із печінки мишей.
Для цього було використано методи протокової цитофлуориметрії, сендвіч імуноферментного та імунофлуоресцентного аналізу, конфокальної та електронної мікроскопії.
За допомогою флуоресцентно-мічених токсинів змій (?-кобратоксину і ?-бунгаротоксину) та антитіл проти ?7-субтипу нАХР і проти потенціал-залежних аніонних каналів (VDAC) показано, що ?7-вмісні нАХР експресовані на зовнішній мембрані мітохондрій у комплексі з VDAC.
З використанням потенціал-чутливого флуоресцентного зонду визначено, що нікотин, спожитий in vivo, зменшує мембранний потенціал мітохондрій печінки, його дисипацію при додаванні Са2+ та змінює гранулярність мітохондрій. Подібний вплив чинять антитіла до позаклітинного домену ?7 субодиниці нАХР, введені внутрішньовенно.
За допомогою Са2+-чутливого флуоресцентного зонду встановлено, що зв’язування агоністів ?7-вмісних нАХР (10 мкМ холіну, 1 мкМ ацетилхоліну або 30 нМ PNU 282987) знижує рівень Са2+, акумульованого у мітохондріальному матриксі, приблизно на 20%. Аналогічний вплив має інгібітор VDAC 500 нМ DIDS.
Вперше експериментально доведено, що мітохондріальні ?7 нАХР залучені в ініціацію процесів апоптозу. Агоністи ?7 нАХР (холін, ацетилхолін або PNU 282987) суттєво знижують кількість цитохрому с, вивільненого із мітохондрій під дією апоптогенних чинників – 0,5 мМ Н2О2 або 90 мкМ Са2+. Вплив агоністів подібний до ефекту інгібітору VDAC (500 нМ DIDS) і повністю або частково знімається за присутності конкурентного антагоністу ?7 нАХР (50 нМ МЛА).
Приймаючи до уваги показаний зв’язок ?7 нАХР з потенціал-залежним аніонним каналом мітохондрій та однаковий вплив на вивільнення цитохрому с агоністів ?7 нАХР та інгібітору VDAC, можна припустити, що механізмом участі ?7 нАХР в регуляції апоптозу є їх вплив на потенціал-залежні аніонні канали, які є елементом мітохондріальної пори.
Загалом, дані, представлені в роботі, відкривають новий механізм регуляції функціонування мітохондрій та закладають основу для пошуку нових фармакологічних підходів впливу на апоптоз за мітохондріальним шляхом.