Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro
On the in vitro and in vivo systems of different rat tissues, the reversibility of the processes of enzymatic interaction between free amino acids and formate is demonstrated. Their dependence on the intracellular localization, duration of the interaction, and concentrations of formate and amino aci...
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1763 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro / М.Ф. Гулий, Н.В. Сілонова, Т.М. Печенова, Н.Ф. Шевцова // Доп. НАН України. — 2007. — N 3. — С. 186-190. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1763 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Гулий, М.Ф. Сілонова, Н.В. Печенова, Т.М. Шевцова, Н.Ф. 2008-09-02T17:14:13Z 2008-09-02T17:14:13Z 2007 Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro / М.Ф. Гулий, Н.В. Сілонова, Т.М. Печенова, Н.Ф. Шевцова // Доп. НАН України. — 2007. — N 3. — С. 186-190. — укp. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1763 577.112.3:612.39 On the in vitro and in vivo systems of different rat tissues, the reversibility of the processes of enzymatic interaction between free amino acids and formate is demonstrated. Their dependence on the intracellular localization, duration of the interaction, and concentrations of formate and amino acids is studied. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біохімія Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro |
| spellingShingle |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro Гулий, М.Ф. Сілонова, Н.В. Печенова, Т.М. Шевцова, Н.Ф. Біохімія |
| title_short |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro |
| title_full |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro |
| title_fullStr |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro |
| title_full_unstemmed |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro |
| title_sort |
про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro |
| author |
Гулий, М.Ф. Сілонова, Н.В. Печенова, Т.М. Шевцова, Н.Ф. |
| author_facet |
Гулий, М.Ф. Сілонова, Н.В. Печенова, Т.М. Шевцова, Н.Ф. |
| topic |
Біохімія |
| topic_facet |
Біохімія |
| publishDate |
2007 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| description |
On the in vitro and in vivo systems of different rat tissues, the reversibility of the processes of enzymatic interaction between free amino acids and formate is demonstrated. Their dependence on the intracellular localization, duration of the interaction, and concentrations of formate and amino acids is studied.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1763 |
| citation_txt |
Про можливість зворотного формілування амінокислот в тканинах щурів у дослідах in vivo та in vitro / М.Ф. Гулий, Н.В. Сілонова, Т.М. Печенова, Н.Ф. Шевцова // Доп. НАН України. — 2007. — N 3. — С. 186-190. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT guliimf promožlivístʹzvorotnogoformíluvannâamínokislotvtkaninahŝurívudoslídahinvivotainvitro AT sílonovanv promožlivístʹzvorotnogoformíluvannâamínokislotvtkaninahŝurívudoslídahinvivotainvitro AT pečenovatm promožlivístʹzvorotnogoformíluvannâamínokislotvtkaninahŝurívudoslídahinvivotainvitro AT ševcovanf promožlivístʹzvorotnogoformíluvannâamínokislotvtkaninahŝurívudoslídahinvivotainvitro |
| first_indexed |
2025-11-25T22:34:38Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:34:38Z |
| _version_ |
1850563877052350464 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
3 • 2007
БIОХIМIЯ
УДК 577.112.3:612.39
© 2007
Академiк НАН України М. Ф. Гулий, Н.В. Сiлонова,
Т.М. Печенова, Н. Ф. Шевцова
Про можливiсть зворотного формiлування амiнокислот
в тканинах щурiв у дослiдах in vivo та in vitro
On the in vitro and in vivo systems of different rat tissues, the reversibility of the processes of
enzymatic interaction between free amino acids and formate is demonstrated. Their dependence
on the intracellular localization, duration of the interaction, and concentrations of formate and
amino acids is studied.
З’ясування бiологiчної ролi ряду бiогенних низькомолекулярних сполук [1–4] вiдкриває но-
вi можливостi щодо регуляцiї метаболiчних процесiв в органiзмi, корекцiї їх патологiчних
вiдхилень та спрямування у певному напрямi. На особливу увагу у зв’язку з цим заслуговує
вивчення метаболiчних процесiв iз залученням формiату [5, 6]. У попереднiх дослiдженнях
нами встановлено, що додавання формiату до iнкубацiйного середовища або введення йо-
го в органiзм супроводжується зниженням вмiсту вiльних амiнокислот та формiату в усiх
дослiджуваних органах i тканинах. Пiдвищення рiвня формiату та вiльних амiнокислот пiс-
ля гiдролiзу, можливо, пов’язане з утворенням комплексiв формiату з амiнокислотами —
формiлованих амiнокислот [7].
Такий вплив формiату на пул вiльних амiнокислот печiнки — органу, де бiосинтез бiлка
вiдбувається дуже iнтенсивно, змушує надалi ретельно вивчити можливу роль формiлова-
них амiнокислот як депо вiльних амiнокислот для синтезу нових пептидних молекул, особ-
ливо враховуючи нещодавно вiдкрите явище каналування, тобто просторово спрямованого
транспорту амiнокислот вiд мiсця їх утворення до мiсця синтезу бiлкiв [8].
Ранiше нами вже дослiджувався вплив СО2 та глiцину на данi показники [9], тож особ-
ливий iнтерес становить вивчення змiни пулу вiльних амiнокислот сироватки кровi при
введеннi in vivo їх метаболiчного попередника. Вибiр саме пулу сироватки кровi був зу-
мовлений також i тiєю обставиною, що змiни вмiсту вiльних амiнокислот сироватки кровi
вiдображають вiдповiднi змiни в iнших тканинах та органах, хоч i не є тотожними їм. Та-
кож було встановлено, що за наявностi формiату знижується вмiст вiльних амiнокислот
у рiзних органах i тканинах як у дослiдах як vitro, так i in vivo, що, за припущенням
академiка М.Ф. Гулого, зумовлено утворенням формiлованих амiнокислот [7].
186 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №3
Метою проведеного дослiдження було з’ясувати можливiсть утворення та розпаду фор-
мiламiнокислотних комплексiв у дослiдах in vitro та in vivo в рiзних органах та сироватцi
кровi щурiв.
Матерiали i методи. Дослiди проводили на статевозрiлих щурах-самцях масою тiла
180–200 г. Утворення формiламiнокислот in vitro дослiджували в гомогенатах печiнки, якi
готували на 0,1 М фосфатному буферi, pH 7,4, у спiввiдношеннi 1 : 3. Iнкубацiйна сумiш
мiстила 1 мл буфера, 1 мл гомогенату, в окремi проби додавали 30 мкмоль амiнокисло-
ти (аланiну, валiну) та 30 мкмоль формiату натрiю. Iнкубацiя тривала 30 хв при 37 ◦С.
Бiлки осаджували рiвним об’ємом 3% сульфосалiцилової кислоти. У безбiлковому фiльт-
ратi визначали вмiст вiльних амiнокислот та формiату. Частину фiльтрату гiдролiзували
при 105 ◦С в 2N НСl протягом 45 хв. Визначали сумарний та iндивiдуальний вмiст амi-
нокислот i формiату [10, 11]. Для встановлення умов гiдролiзу провели дослiдження на
стандартних препаратах формiлованих амiнокислот — глiцил-формiатi, метiонiл-формiатi
та тирозил-формiатi. Згiдно з одержаними результатами, за вибраних нами експеримен-
тальних умов розщеплювалися в основному формiлованi амiнокислоти (83–89%), тодi як
пептиднi сполуки — лише на 11–17%. Це дало нам змогу застосовувати гiдролiз в 2 N
НСl протягом 45–60 хв, тобто в умовах, за яких формiлованi амiнокислоти розщеплюються
майже повнiстю.
У дослiдах in vivo щурам одноразово внутрiшньоочеревинно вводили 147 мкмоль фор-
мiату/100 г маси тiла. Через 30 та 60 хв тварин декапiтували. У сироватцi кровi та печiнцi
визначали вмiст вiльних амiнокислот та формiату до гiдролiзу та пiсля нього.
Для вивчення впливу тривалого надходження рiзних доз формiату на iнтенсивнiсть
утворення формiлованих амiнокислот щурам масою 180–200 г маси тiла на початку до-
слiду згодовували щоденно формiат у кiлькостi 15 мг, 30 мг та 45 мг на 100 г маси тiла
протягом 1,5 мiсяця. Потiм тварин декапiтували пiд ефiрним наркозом i за вмiстом вiль-
них амiнокислот та формiату в умовах гiдролiзу та без гiдролiзу визначали iнтенсивнiсть
формiлування в ядрах, мiтохондрiях, мiкросомах i цитозолi печiнки [12].
Результати дослiджень статистично опрацьованi [13].
Результати та обговорення. На першому етапi експериментiв при дослiдженнi впли-
ву формiату на пул вiльних амiнокислот сироватки кровi in vivo було показано, що за
введення 147 мкмоль формiату на 100 г маси тiла при 30-хвилиннiй експозицiї зниження
загальної суми досягає 18%, а окремих амiнокислот — вiд 7 до 36%. При 60-хвилиннiй експо-
зицiї зниження загальної суми вiльних амiнокислот дорiвнює 23% i є вiрогiдним, а окремих
амiнокислот — вiд 8 до 41%, знижується також спiввiдношення замiнних амiнокислот до
незамiнних вiд 0,91 у нормi до 0,79 при 60-хвилиннiй експозицiї з формiатом [14, 15].
Поступове посилення ефекту формiату iз збiльшенням часу експозицiї може розгляда-
тися як опосередковане свiдчення на користь ензиматичного механiзму дiї даної сполуки.
Враховуючи виняткову роль, яку вiдiграє печiнка в органiзмi для пiдтримання нормаль-
ного перебiгу в ньому найважливiших метаболiчних процесiв, нами в першу чергу вивчався
in vivo вплив формiату на пул вiльних амiнокислот печiнки. Для збереження порiвнюва-
ностi результатiв з попереднiми експериментами були вибранi аналогiчнi часовi i дозовi
характеристики. За даних умов сума вiльних амiнокислот у печiнцi в дослiдних пробах
знижувалась на 39%, при цьому вiрогiдно знижувалась кiлькiсть Про, Ала, Iлей, Лей та
спостерiгалась тенденцiя до зниження бiльшостi амiнокислот. При застосуваннi гiдролiзу
загальна сума вiльних амiнокислот в гiдролiзатi безбiлкового фiльтрату пiдвищувалася:
в контрольних пробах на 15%, у дослiдних — на 26%. Отже, одержанi нами результати
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №3 187
Рис. 1. Прирiст формiату за одноразового його введення та рiзної тривалостi дослiду (t)
також можна розглядати як доказ того, що у печiнцi щурiв, яким вводили формiат вiд-
бувається перетворення амiнокислот у формiлованi похiднi, якi як вiльнi амiнокислоти не
визначаються.
Звертає на себе увагу подiбнiсть змiн у пулi вiльних амiнокислот печiнки та сироватки
кровi, що дозволяє припустити аналогiчнiсть i механiзмiв спостережуваних змiн.
При дослiдженнi вмiсту формiату за таких самих умов in vivo залежно вiд тривалостi
експозицiї встановлено, що у тварин дослiдної групи найбiльший прирiст формiату пiсля
гiдролiзу вiдбувається через 60 хв (рис. 1), що може пояснюватися утворенням формiлова-
них амiнокислот. Через 90 хв вiдмiчається його зниження, що може бути пов’язано з роз-
щепленням утворених формiламiнокислот. Подiбна, але менш виражена залежнiсть спосте-
рiгається i в печiнцi контрольної групи тварин. Одержанi данi дають пiдставу вважати,
що в органiзмi тварин одночасно вiдбуваються два процеси — формiлування та деформi-
лування амiнокислот.
Для подальшого дослiдження можливостi утворення формiлованих похiдних амiнокис-
лот важливо було вивчити вплив тривалостi iнкубацiї на вмiст формiату в гомогенатах
печiнки щурiв. Виявилося, що при додаваннi до гомогенату формiату його кiлькiсть змен-
шується на 17% через 15 хв iнкубацiї, а через 30 хв iнкубацiї зростає, повертаючись до вихiд-
них значень. У присутностi аланiну рiвень формiату за 15 хв зменшується на 20% i через
30 хв поступово повертається до початкового рiвня. Додавання формiату до гомогенатiв
рiзних тканин викликає зростання його рiвня пiсля гiдролiзу вiд 13 до 25%, що свiдчить
про утворення формiлованих амiнокислот за рахунок ендогенних амiнокислот гомогенату.
За сумiсної iнкубацiї амiнокислот з формiатом зростання вмiсту формiату пiсля гiдро-
лiзу свiдчить про утворення формiламiнокислот в умовах дослiду в усiх дослiджуваних тка-
нинах (рис. 2). При розрахунку спiввiдношення вмiсту формiату в гомогенатi та в гомогена-
тi з валiном, а також формiату до формiату з валiном, яке може вiдображати використання
формiату за даних умов, виявилося, що в контролi спiввiдношення гомогенат/гомогенат +
+ амiнокислота найнижче через 30 хв, найвище через 15 хв, спiввiдношення формiат/фор-
мiат+амiнокислота найвище через 5 хв, найнижче через 15 хв. Такi змiни спiввiдношень, на
нашу думку, можуть бути обумовленi використанням формiату в процесах формiлування
амiнокислот та розщепленням утворених формiламiнокислот як за присутностi формiату,
так i без нього. Одержанi данi дають пiдставу припускати, що має мiсце утворення та роз-
щеплення формiлованих амiнокислот у тканинах тварин, а додавання формiату впливає на
iнтенсивнiсть цього процесу.
188 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №3
Рис. 2. Спiввiдношення гомогенат/гомогенат + амiнокислота ( ) та формiат/формiат + амiнокислота ( )
в печiнцi тварин за рiзної тривалостi дослiду
Рис. 3. Прирiст амiнокислот та формiату пiсля гiдролiзу за тривалого згодовування щурам рiзної кiлькостi
формiату
У попереднiх дослiдженнях in vivo та in vitro вивчався короткотривалий вплив фор-
мiату на кiлькiсть сумарних амiнокислот у пулах рiзних органiв i тканин, тому важливо
було перевiрити дiю тривалого його надходження до органiзму. Вивчали процес формiлу-
вання в ядрах, мiтохондрiях, мiкросомах та цитозолi (рис. 3). Встановлено, що зв’язування
амiнокислот з формiатом спостерiгається у всiх дослiджуваних фракцiях. Це є свiдченням
важливостi реакцiй формiлування для нормального перебiгу процесiв обмiну амiнокислот,
пептидiв та бiлкiв у окремих клiтинних органелах та в клiтинi в цiлому.
Вивчення процесiв формiлування на субклiтинному рiвнi дало змогу одержати перше
приблизне уявлення про локалiзацiю даних процесiв у клiтинi.
Одержанi на цьому етапi результати пiдтверджують нашi попереднi припущення про
те, що в субклiтинних фракцiях тканин органiзму вiдбуваються процеси як формiлування,
так i деформiлування амiнокислот. Особливий iнтерес становить факт наявностi процесiв
формiлування в цитозолi, бо вiн не лише може свiдчити про присутнiсть там не зв’язаного
з мембранними структурами ферменту, але i дає надiю на можливiсть вiдносно доступного
способу його видiлення. Значної рiзницi мiж ефектами рiзних доз формiату на органели
i цитозоль клiтин печiнки не виявлено. У iнтактних тварин цей процес вiдбувається дещо
iнтенсивнiше.
Таким чином, у результатi проведених експериментiв на in vitro та in vivo моделях
показана можливiсть зворотностi процесiв взаємодiї вiльних амiнокислот i формiату та до-
слiджена їх залежнiсть вiд субклiтинної локалiзацiї, часу взаємодiї концентрацiї формiату
та амiнокислот. Вiдсутнiсть специфiчної локалiзацiї чинникiв, що здiйснюють процеси фор-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №3 189
мiлування в клiтинах, може свiдчити про велику значущiсть даних перетворень для нор-
мальної життєдiяльностi клiтини в цiлому. Цi дослiдження потребують продовження як
у напрямку видiлення ферментiв, задiяних у процесах формiлування, так i у наступному
пошуку можливих iндукторiв та iнгiбiторiв даних перетворень.
1. Гулый М.Ф., Мельничук Д.А. Метаболическое значение углекислоты у гетеротрофных организмов //
Успехи биол. химии. – 1980. – 21. – С. 185–218.
2. Гулый М.Ф., Мельничук Д.А. Роль углекислоты в регуляции обмена веществ у гетеротрофных ор-
ганизмов. – Киев: Наук. думка, 1978. – 239 с.
3. Реутов В.П., Сорокина Е. Г., Охотин В. Е., Косицын Н.С. Циклические превращения оксида азота
в организме млекопитающих. – Москва: Наука, 1997. – 156 с.
4. Серая И.П., Нарциссов Я.Р., Современные представления о биологической роли оксида азота //
Успехи соврем. биол. – 2002. – 122, № 3. – С. 249–258.
5. Гулый М.Ф. Силонова Н.В., Мельничук Д.А. Влияние формиата на включение 14С из различных
предшественников в белки и липиды печени крыс // Укр. биохим. журн. – 1982. – 54, № 2. – С. 163–
166.
6. Силонова Н.В., Мельничук Д.А., Гулый М.Ф. Формиат, как субстрат при биосинтезе белков и ли-
пидов в тканях животных // Докл. АН УССР. Сер. Б. – 1979. – № 9. – С. 92–96.
7. Гулий М.Ф., Сiлонова Н.В., Печенова Т.М., Шевцова Н.Ф. та iн. Вплив формiату на вмiст вiльних
амiнокислот тканин i органiв щурiв in vitro та in vivo // Укр. бiохiм. журн. – 2005. – № 1. – С. 41–47.
8. Негруцький Б.С., Єльська Г. В. Бiосинтез бiлка у вищих еукарiотiв i особливостi його структур-
но-функцiональної органiзацiї // Укр. бiохiм. журн. – 2002. – 74, № 4б. – С. 11.
9. Гулий М.Ф., Мельничук Д.О. Вплив авiдину на iнтенсивнiсть включення С14 з глiцину-С14 i
NaHC14O3 в бiлки i лiпiди гомогенатiв печiнки щурiв // Укр. бiохiм. журн. – 1970. – 42, № 3. –
С. 322–324.
10. Lee J. P., Takahashi T. An improved colorimetric determination of amino acids with the use of ninhidrin //
Anal. Biochem. – 1966. – 14, No 1. – P. 71–77.
11. Freibig G., Schaller K.H. A simple reliable enzymatic assay for the determination of formic acid in urine //
Clin. chim. acta. – 1990. – 108, No 3. – P. 355–360.
12. Уильямс Б., Уилсон К. Методы практической биохимии. – Москва: Мир, 1978. – 268 с.
13. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. – Москва: Наука,
1975. – 126 с.
14. Гулий М.Ф., Печенова Т.М., Сiлонова Н.В., Шевцова Н.Ф., Клименко Л.П. Про можливiсть утво-
рення ацилованих амiнокислот в сироватцi кровi щурiв // Доп. НАН України. – 2004. – № 12. –
С. 160–164.
15. Гулий М.Ф., Сiлонова Н.В., Печенова Т.М., Сушкова В.В., Шевцова Н.Ф. та iн. Вплив формiату
на вмiст вiльних амiнокислот тканин i органiв щурiв in vitro // Доп. НАН України. – 2005. – № 1. –
С. 163–166.
Надiйшло до редакцiї 25.07.2006Iнститут бiохiмiї iм. О.В. Палладiна
НАН України, Київ
190 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №3
|