Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p81.htm
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Россия, 199334 Москва, ул. Косыгина 4, Е-mail: emal@sky.chph.ras.ru.
Природный антиоксидант aльфа-токоферол (ТФ) является незаменимым компонентом биологических мембран, играющий роль эффективного антиоксиданта и ингибитора перекисного окисления липидов, а также структурного фактора. В работе изучено действие ТФ в широком диапазоне концентраций от 10-4 до 10-23 М на структурное состояние липидов плазматических и микросомальных мембраны, выделенных из клеток печени мышей. Водно-этанольные растворы ТФ были приготовлены методом последовательного разведения на порядок концентраций, начиная с 10-2 М. Изменения структурного состояния различных областей липидов под действием ТФ in vitro изучено методом ЭПР с помощью спиновых зондов: 5- и 16-доксилстеариновых кислот (5-, 16-ДСК), локализующихся в липидном бислое мембран на различной глубине. Микровязкость глубоколежащих областей липидов мембран оценивалась по времени вращательной корреляции (τс) зонда 16 -ДСК и жесткость поверхностных слоев липидов – по параметру упорядоченности (S) зонда 5-ДСК по стандартным формулам для быстровращающихся радикалов.
Установлено, что изменения микровязкости глубоколежащих областей липидов мембран под действием ТФ носят полимодальный характер - увеличение при 10-4 М и три «волны» повышения tс зонда 16-ДСК: в диапазоне средних концентраций 10-6 - 10-9 М, которые соответствуют действующей концентрации ТФ in vivo, в области СМД при 10-13 -10-15 М и ультранизких разведений (10-18 M -10-21 М). Обнаружено повышение жесткости в поверхностных слоях липидов мембран – параметра S зонда 5-ДСК при 10-4 М и в интервале СМД 10-11-10-18 М с максимумом – 10-13-10-15 М ТФ, большим по величине в плазматических мембранах.. Таким образом, показано, что ТФ в наибольшей степени стабилизирует липидный бислой мембран при высокой и сверхмалых концентрациях. При действии на мембраны концентраций ТФ, соответствующих минимумам и максимумам на концентрационной зависимости эффекта, в глубоколежащих областях, а также в поверхностных слоях липидов обнаружены дополнительные термоиндуированные структурные переходы (ТСП), выявленные в координатах Аррениуса. Показано, что большинство из дополнительных ТСП появляются в диапазоне физиологических температур, что указывает на важную роль ТФ в мембранах.
Изменения структурных характеристик липидов мембран были сопоставлены с изменениями активности мембраносвязанной липидзависимой протеинкиназы С - ключевого фермента фосфоинозитидного цикла при действии ТФ [1]. Обнаружена достоверная корреляция ингибирования активности фермента по бимодальному типу и параметра S зонда 5-ДСК в липидах мембран в диапазоне концентраций 10-4 – 10-16 М ТФ.
В области сверхмалых концентраций (10-12-10-18М) обнаружена статистически достоверная корреляция (p<0,05) между параметром упорядоченности липидов и размерами образующихся в растворе наноассоциатов ТФ, удельной электропроводностью его растворов [2]. Это позволяет рассматривать наноассоциаты ТФ как материальный носитель эффектов сверхмалых доз.
РOLYMODAL EFFECT OF ALFA-TOCOPHEROL ON LIPID STRUCTURE OF CELL MEMBRANES
E.L. Maltseva, V.V. Belov, N.P. Palmina
Institute of Biochemical Physics of Russian Academy of Sciences, E-mail: emal@sky.chph.ras.ru.
Литература
1. Е.L. Maltseva, K.E. Gurevich, N.P. Palmina. A kinetic approach The effect to explain the effect of α-tocopherol at the physiological and ultra-low concentration on the activity of protein kinase C in vitro.
Oxidation Communications. 2010, №3, р.524.
2. И.С. Рыжкина, Ю.В. Киселева. Л.И. Муртазина, Н.П. Пальмина, В.В. Белов, Е.Л. Мальцева, Е.Д. Шерман, А.П. Тимошева, акад. А.И. Коновалов. Докл. Акад. Наук, 2011, т.438, №5, с.635-639.