Введение к работе
Актуальность проблемы. Одна из актуальных проблей современной биохимии связана с разработкой новых информативных тестов, позволяющих не только оценивать соотояние отдельных структурных компонентов в составе макромолекулярного комплекса, но и характеризовать целостное состояние всей надмолекулярной структуры. Новый методический подход, оонованннй на идее т.н. "многокоординатной экстракции" белка из структуры, предложенной Арутгая-ном и др. /Arutunian et ai , 1988 /, и экспериментально разработанный в данной работе на примере белков плазматических мембран эритроцитов, в определенной мере решает проблему оценки "статуса" /нативного структурного состояния/ белковой молекулы, интегрированной в состав сложной макроструктуры.Разработанные физико-химкчеокие характеристики белков позволяют отразить в совокупности их пространственное расположение в составе комплекса, характер взаимодействия с ближайшим молекулярным окружеішем.
Уровень современных знаний о структуре мембран обширен; од
нако эволюция'Представлений о структурно-функциональных особен
ностях этих клеточных структур далеко еще не завершена. Метод
многокоординатной экстракции позволяет получить качественно но
вую, графически описываемую информацию о мембранных белках,
разнообразных по структуре и свойствам.
Особенностью клеточных мембран является способность их к структурным переходам, индуцированным структурными перестройками основных компонентов - липидов и белков. Одной из [актуальных задач, выдвигаемых на современном этапе исследования биомембран, является выявление структурных переходов в мембранах, сопровождающих переключение клетки из одного метаболического состояния в другое, а также структурных сдвигов, обусловленных эволюционными, возрастными, гормональными, патологическими изменениями в организме. Разработанный в работе методический подход позволяет решить проблему оценки состояния белков мембраны в норме и при специфическом воздействии, сопровождающемся структурными изменениями.
Цель и задачи исследования. Основная цель данной работы -экспериментальная разработка метода многокоординатной экстракции для исследования статуса белков мембран эритроцитов с де-
_ 4 -монстрацией чувствительности метода в сравнительных исследованиях. В связи с реализацией основной цели данной работы были поставлены конкретные задачи:
разработать оптимальные условия для воспроизводимого выделения мембранных структур, экстракции и электрофореза мембранных белков о целью наладки метода;
исследовать экстрагируемость белков мембран эритроцитов кур и человека в разных деухкоординатных системах о поиском эффективных координат для экстракции балков мембран эритроцитов. Продемонстрировать чувствительность новых физико-химических характеристик, предоставляемых разработанным методом;
провести сравнительные исследования по выявлению ожидаемых сдвигов статуса белков плазматических мембран эритроцитов человека, вызванных: а/ длительным хранением крови в банках, б/ модификацией мембран ферментом типа фосфолипаза ^ "$
в/ температурной модификацией мембран;
- исследовать экстрагируемость белков мембран эритроцитов? выделенных из крови разных доноров»
Научная новизна и практическая ценность работы. Метод многокоординатной экстракции, разработанный на примере белков мембран эритроцитов, является новым методическим подходом к изучению белков - компонентов сложных надмолекулярных структур. На основе введенных физико-химических параметров получена качественно новая информация о статусе белков эритроцитарных мембран человека и кур, систематизированная в виде банка данных по совокупности таблиц-диаграмм и поверхностей экстракции для 27 белковых полос мембран эритроцитов кур и 20 белковых фракций- мембран эритроцитов человека. Показана уникальность информации практически о каждом исследуемом балке, характеризующая типы взаимодействий, стабилизирующих белок в общей структуре. Выявлены новые возможности классифицировать мембранные белки на основе типа экстрагируемое, разграничены типы экстрагируемое мембранных белков.эритроцитов кур и человека в трех двухкомпонентных системах. Выявлены сдвиги статуса белков мембран эритроцитов человека, обусловленные: а/ длительным хранением крови, б/ модификацией мембран фосфолипазой A, в/ предварительной инкубацией эритроцитов при 37С до 2-х часов. Показаны возможные отклонения в экстрагируемости исследуемых бел-
- 5 -ков мембран эритроцитов, выделенных из крови разных доноров.
Практическая ценность работы определяется возможностью широко применять метод многокоординатной экстракции для решения различных задач биохимии и молекулярной биологии, связанных с изучением не только клеточных мембран, но и других сложных макромолекулярных объектов. Практический интерес представляет применение метода в качестве информативного и чувствительного теста для выявления сдвигов статуса белков в составе различных макромолекулярных структур, обусловленных эволюционными, возрастными, гормональными, патологическими изменениями в организме.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 14 Международном биохимическом конгрессе /Прага, 1988/, на 3-ей конференции молодых ученых ИЭБ АН Арм. ССР /Дилижан,1989/, на 6-ой конференции молодых ученых и специалистов р-на 26 Комиссаров /Ереван, 1990/.
Работа апробирована на заседании Ученого Совета Института молекулярной биологии АН РА от 10 декабря 1991 г. и на заседании кафедры биохимии биологического факультета Ереванского государственного университета от 16 декабря 1991 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы / 3 главы /, описания методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста и содержит 27 рисунков. Библиография включает 169 наименований.
Похожие диссертации на Исследование статуса белков мембран эритроцитов методом многокоординатной экстракции
