Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

ՈՒրեոթելիկ և ոչ ուրեոթելիկ արգինազների դերը պոլիամինների կենսասինթեզում

Ավթանդիլյան , Նիկոլայ Վլադիմիրի (2013) ՈՒրեոթելիկ և ոչ ուրեոթելիկ արգինազների դերը պոլիամինների կենսասինթեզում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (1126Kb)

    Abstract

    Պոլիամինները բջջի անփոխարինելի կոմպոնենտներ են, որոնք ունեն ազդեցության լայն սպեկտր [Pekka Kilpeläinen, 2002; Pegg AE, McCann PP, 1982; Pegg, A. E., Xiong, H., Feith, D. J. & Shantz, L. M. 1998]: Նրանց կենսասինթեզի նախանյութը L-օրնիթին ամինաթթուն է, որը առաջանում է L-արգինին ամինաթթվից արգինազ ֆերմենտի միջոցով [Давтян М. А., 1966, 1970; Cederbaum S. D. Et al., 2004; David E. Ash. 2004; Morris Jr., S.M.2009]: Օրնիթինից օրնիթինդեկարբոքսիլազի միջոցով սինթեզվում է պուտրեսցին պոլիամինը, որից հետո սպերմիդին և սպերմին սինթազների միջոցով այն վեր է ածվում սպերմիդինի և սպերմինի [Cuoyao W. U. et al., 1998; Mangold U. 2005; Kurt Racke et al., 2010]: Պոլիամինները հանդիպում են գրեթե բոլոր էուկարիոտների և պրոկարիոտների բջիջներում: Նրանք փոքր մոլեկուլային զանգված ունեցող միացություններ են, որոնք ունեն պոլիկատիոնային բնույթ, ինչն էլ պայմանավորում է նրանց կենաբանական ազդեցության բազմազանությունը [Coleman C. S. 1996; Coffino P. 2001; Igarashi K. Et al., 2000; Kristina K. 2010]: Երկար ժամանակ պոլիամինների դերի և նշանակության մի շարք հարցեր մնում էին չպարզաբանված: Սակայն, վերջին տարիներին պարզվել է, որ պոլիամինները, որոնցից գլխավորապես տարածված են պուտրեսցինը, սպերմիդինը և սպերմինը, մասնակցում են ԴՆԹ-ի և Ի-ՌՆԹ-ի կառուցվածքի կայունացմանը, տրանսկրիպցիոն և տրանսլյացիոն պրոցեսներին, ապոպտոզին, քրոմատինի կառուցվածքի մոդուլյացիային, ռեցեպտոր-լիգանդ փոխազդեցությանը, ազդանշանի փոխանցմանը, իոնային անցուղիների աշխատանքին, բջջի շարժունությանը, մեմբրանի կայունությանը, բջջի աճին, դիֆերենցացիային և պրոլիֆերացիային [Kuiper M. A. 2000; Lange P. S. et al., 2004; Bachrach U. 2001; Bachetti T. 2004; Cai D. Et al., 2002; Camon L. 2001; Casti A. et al., 1977; Celano P. et al., 1989; Dagostino et al., 2002; Deignan J. L. et al., 2008; Devens B. H. Et al., 2000; Filbin M. T. 2003; Gerner E. W. 2004; Liu L. 2003, 2005; Jian-Ying Wang and Robert A. Casero Jr. 2006]: Նշված բոլոր պրոցեսները անքակտելի են բջջի բնականոն կենսագործունեությունից, ինչը պոլիամիններին դարձնում է բջջի անփոխարինելի մետաբոլիտներ: Այնուամենայնիվ պոլիամինների կենսասինթեզի մեխանիզմի վերաբերյալ կան չպարզաբանված կողմեր: Մասնավորապես պարզաբանված չէ այն հարցը, թե որ արգինազն է մասնակցում պոլիամինների կենսասինթեզի պրոցեսում: Հայտնի է, որ ակադեմիկոս Մ. Ա. Դավթյանի և իր կողմից ղեկավարվող լաբորատորիայի աշխատանքների, ինչպես նաև գրականության խորը վերլուծության արդյունքում եզրակացվել է, որ բնության մեջ գոյություն ունեն արգինազի երկու իզոձևեր [Давтян М. А. и др. 1967, 1970, 2005]: Полиамины гидрофильные, поликатионные соединения, которые имеют широкое биологическое распространение [Pegg A. E. 1982; Pekka Kilpelainen 2002]. Путресцин, спермидин и спермин главные из полиаминов, которые встречаются во всех клетках эукариот и прокариот. Показано, что путресцин продукт декарбоксилации орнитина, а спермидин и спермин синтезируются спермидин и спермин синтазами при участии S-аденозилметионина. Долгое время отсутствовали данные о биологической роли полиаминов. В последные годы возрос интерес к роли и синтезу полиаминов, учитывая, что полиамины играют важную роль в стабилизации структуры ДНК. Вскоре было опубликовано множество исследований о разносторонней биологической роли полиаминов. В частности, они участвуют в стабилизации структуры мРНК и мембран, имеют важную роль в процессах транскрипции, трансляции и апоптоза, модулируют структуру хроматина, воздействуют на рецептор-лиганд взаимодействие, передачу сигнала, работу ионных каналов, на рост и движение клетки, на процессы дифференцации и пролиферации, регенерацию и рост нейронов [Kuiper M. A. 2000; Lange P. S. et al., 2004; Bachrach U. 2001; Bachetti T. 2004; Cai D. Et al., 2002; Camon L. 2001; Dagostino et al., 2002; Deignan J. L. et al., 2008; Devens B. H. Et al., 2000; Filbin M. T. 2003; Gerner E. W. 2004; Liu L. 2003, 2005]. Должны отметит, что еще не выяснены некоторые вопросы касающиеся биосинтеза полиаминов. Остается не изученным тип первого фермента синтеза полиаминов (уреотелический или неуреотелический изофермент аргиназы). Еще в 1967 году была предложена гипотеза, согласно которой в биосинтезе полиаминов участвует неуреотелическая аргиназа [Давтян М. А. 1966, 1967, 1970]. В данной диссертации было исследовано участие уреотелической и неуреотелической аргиназ в биосинтезе полиаминов. Для этого была изучена кинетика ингибирования аргиназ полиаминами. Показано, что полиамины ингибируют активность неуреотелической аргиназы, не воздействуя на активность уреотелической аргиназы. Было выяснено, что полиамины ингибируют неуреотелическую аргиназу механизмом неконкурентного ингибирования. Они ингибируют активность аргиназы воздействуя на стереоспецифичкий участок фермента, находящийся вне активного центра. Уреотелический изофермент аргиназы, который встречается только в печени уреотеличеких организмов, не имеет специального центра для связывания полиаминов. С помощью гель-фильтрации и ионообменной хроматографии было доказано, что в печени существует один уреотелический и два неуреотелических изофермента, в почках два неуреотелических изофермента, в головном мозгу один неуреотелический изофермент. Polyamines of which are spermine, spermidine and putrescine, are positively charged hydrophilic organic compounds of a low molecular weight that have wide biological distribution and are presented almost in all organisms [Pegg A. E. 1982; Pekka K. 2002] . Putrescine is a product of L-ornithine decarboxylation, it also attack decarboxylated S-adenosylmethionine and gets converted to spermidne, then to spermine [Morris Jr., S. M. 2009; Kristina K. 2010]. Although the actual functions of these amines are still not entirely clear at the molecular level, recent studies have shown that in normal cell DNA stabilization require polyamine, what highly increased the interest to these molecules. Polyamines play multiple roles in different biological processes, including processes of cell growth, proliferation and differentiation, RNA structure’s stabilization, transcription and translation, apoptosis, chromatin structure’s modulation, receptor-ligand interaction, neuronal regeneration and development [Kuiper M. A. 2000; Lange P. S. et al., 2004; Bachrach U. 2001; Bachetti T. 2004; Cai D. Et al., 2002; Camon L. 2001; Dagostino et al., 2002; Deignan J. L. et al., 2008; Devens B. H. Et al., 2000; Filbin M. T. 2003; Gerner E. W. 2004; Liu L. 2003, 2005]. Meanwhile it should be noted that it is not yet clear the key issues of polyamine biosynthesis, including the character (ureotelic or non ureotelic) of the first enzyme, which is arginase. Back in 1967s there was a hypothesis, that nonureotelic arginase involved in polyamines biosynthesis [Davtyan M. A. 1966, 1970]. This dissertation outlines the participation of ureotelic and nonureotelic arginase isoenzymes in biosynthesis of polyamines. On this occasion was investigated the kinetics of arginase inhibition by polyamines in detailes. We clearly show the inhibition of nonureotelic arginase by polyamines, meanwhile the ureotelic isoenzyme show entire tolerance. Inhibition of nonureotelic arginase under the influence of polyamines has noncompetitive nature of inhibition. In another words polyamines inhibit the enzyme binding in the other regulatory part of the enzyme distinct from the active site. While the ureotelic arginase, which is presented only in the liver of ureotelic organisms, does not have any analogous regulatory center. In our previous studies we studies and investigates all known isoenzymes of arginase in various organs of rats. Through the gel-filtration and ion-exchange chromatography was shown the existance of 1 ureotelic and 2 nonureotelic isoenzymes of arginase in liver, 2 nonureotelic isoenzymes in kidney and 1 nonureotelic isoenzyme in brain. The mechanisms of the inhibitions under the influence of polyamines which are described in this dissertation were clarified through the dependence of enzymatic reaction's velocity and substrate's concentration inverse values in Lineweaver-Burk curve.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Роль уреотелической и неуреотелической аргиназ в биосинтезе полиаминов. The role of ureotelic and nonureotelic arginases in polyamines biosynthesis.
    Uncontrolled Keywords: Автандилян Николай Владимирович, Avtandilyan Nikolay
    Subjects: Biology
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 19 Dec 2016 16:12
    Last Modified: 19 Dec 2016 16:12
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3914

    Actions (login required)

    View Item