Трансформированная клетка - Эш Б.Б.
Скачать (прямая ссылка):
8.7. Указатель литературы .........................................265
8.1. ВВЕДЕНИЕ
В естественных условиях полиамины — путресцин, спермин и спермидин — широко распространены. Структурные формулы поликатионов изображены на рис. 1.
Хотя открытие спермина в виде кристаллов в сперме человека датируется 1677 г. (Mann, 1964), его функции in vivo более или менее определенно были выяснены совсем недавно. В связи с тем что ингибиторы ферментов биосинтеза полиаминов были выделены в последнее десятилетиег проведено большое число исследований
250
Рис. 1. Структурные формулы при- H,N-CH.-CHl-Mi-CfiI-Nftt
родных полиаминов.
Путресцин
результаты которых показали,
что полиамины играют сущест- еотдин
венную роль в клеточном мета-
болизме, особенно в синтезе
макромолекул (Cohen, 1971; Ва-chrach, 1973; Tabor, Tabor, 1976; Шршм
Janne et al., 1978). Появился новый интерес к исследованию взаимосвязи между полиаминами и клеточным ростом (Raina, Janne, 1975; Janne et al., 1978). В этой главе мы ограничимся исследованием роли полиаминов в регуляции этапов клеточного цикла нормальных и трансформированных клеток млекопитающих.
8.1.1. Биосинтез полиаминов
L-орнитин и L-метионин являются основными предшественниками полиаминов в клетках млекопитающих. Ориитин превращается в путресции путем декарбоксилирования, в то время как метионин инкорпорируется в S-аденозил-Ь-метионин в присутствии АТФ, после чего он используется как донор пропиламиновой группировки для синтеза спермидина и спермина (Tabor et al., 1956; Raina, 1963; Williams-Ashman, 1972). Пути биосинтеза полиаминов в клетках животных суммированы на рис. 2.
В биосинтезе полиаминов участвуют четыре растворимых цитоплазматических энзима (Pegg, Williams-Ashman, 1968, 1969; Pegg et al., 1970; Eloranta et al., 1976). Путресцин образуется при декар-боксилировании L-орнитина, эта реакция катализируется орннтин-декарбоксилазой (ОДК) (КФ 4.1.1. 17). Декарбоксилированный аде-нозилметионин образуется из S-аденозилметионина в реакции, катализируемой Э-аденозил-Ь-метионин-карбоксилиазой (S-AMKJI; КФ 4.1.1.50). Пропиламиновая группа образующегося в результате декарбоксилирования аденозилметионина затем переносится в путресцин с помощью аминопропил-трансферазы (КФ 2.5.1.16) с образованием спермидина. Спермипспнтаза катализирует перенос другой молекулы пропиламина на спермидин, в результате чего образуется спермин.
Рис. 2. Пути биосинтеза полиаминов в тканях млекопитающих. Ферментами, участвующими в биосинтезе, являются: 1 — орнитиндекарбокси-
лаза, 2 — S-аденозил-метионин-декарбоксила за, В — спермидй&синтег таза и 4 — сперминсинтаза.
I'
L-метионин * АТФ Путресцин
2-аденозил~ L-метионин-^-Аекарбоксилирооанный аденозил- L-метионин
\s
Слермцдин
*
Спермин
251
8.1.2. Катаболизм полиаминов
В расщеплении естественно появляющихся полиаминов участвуют два фермента. Фермент аминоксидаза (КФ 1.4.3.6) катализирует превращение путресцина в 3-аминопропональдегид, аммиак и перекись водорода (Zeller, 1963). Недавно Holtta (1977) обнаружил присутствие другого фермента — полиаминоксидазы. Этот фермент катализирует взаимные превращения полиаминов: расщепление спермина до спермидина и превращение спермина в путресцин. Физиологическое значение полиаминоксидазы еще не выяснено.
8.2. ПОЛИАМИНЫ ВО ВРЕМЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ
Исследования содержания полиаминов проводились с использованием развивающихся куриных эмбрионов (Raina, 1963; Caldarera et al., 1965). Создается общее впечатление, что колебания концентраций полиаминов коррелируют с концентрациями белка и РНК. Более того, повышению содержания полиаминов и нуклеиновой кислоты предшествует значительное, но кратковременное повышение активности ОДК (Russel, Snyder, 1968). Повышение активности ОДК и аденозилметионин-декарбоксилазы также наблюдается во время эмбрионального развития Xenopus laevis (Russel, 1970) и развития плода у млекопитающих (Snyder et al., 1970; Russel, 1970). Установлено, что содержание полиаминов колеблется в эмбрионах грызунов (Guha, Janne, 1976; Fozard et al., 1980). Heby и Ema-nuelsson (1978) сообщили, что вновь синтезированный путресцин играет специфическую роль в формировании ядрышек у эмбрионов Ophryotrocha, находящихся на ранних стадиях развития. Более того, последнее сообщение Fozard и соавт. (1980) указывает на то,; что угнетение ОДК во время раннего эмбриогенеза мышей дифлюоро-метилорнитином приводит к остановке эмбрионального развития. Аналогичные результаты были получены при использовании конкурентного ингибитора ОДК— а-метилорнитина — во время развития эмбрионов многощетинкового червя Iophryotrocha (Heby, Emanuelsson, 1978) и яиц морских ежей (Kusonoki, Yasumasu, 1978).
