Системи клітинного захисту. Система білків теплового шоку. СОС-система, репараційні молекулярні механізми презентация

національного університету імені Тараса Шевченка

РАДІОБІОЛОГІЯ

● СОС-система, репараційні молекулярні механізми.
● Антиоксидантна система клітини
● Пострадіаційне відновлення клітин.

випромінювання.

D0 – інактивуюча доза (на кожний об'єкт припадає одне влучення), при якій кількість живих клітин зменшується в е раз, є показни.
Dq – доза, що повязана зі здадтністю клітин до репарації.
n – показник здатності клітин до виживання.

випромінювання.


Пояснення немонотонної залежності пов'язано з недостатньою активністю системи репарації, для повної активації якої необхідний більший рівень ушкодження.

ДНК (система репарації і SOS-репарації).

Система захисту від активних форм кисню (антиоксидантна система).

клас білків, головна функція яких полягає у відновленні правильної нативной третинної або четвертинної структури білків, а також в утворенні і дисоціації білкових комплексів .

Шаперони є в усіх живих організмах.

Механізм їх дії базується на нековалентному приєднанні до білків і їх «розплітання» з використанням енергії гідролізу АТФ.

Багато шаперонів є білками теплового шоку, тобто білками, експресія яких активується у відповідь на клітинний стрес.

HSP33, HSP60, HSP70, HSP90, HSP100, GroES, GrpE, DnaJ, убіквітин.

Hsp70

https://www.bcm.edu/research/labs/tsai/?PMID=2101

алгоритмічний процес.
В клітині деградація білків відбувається завдяки убіквітин-залежному протеолізу.
Які білки розщеплюються:
Дефектні білки: мутантні і частково денатуровані.
Білки-регулятори.

Деградація відбувається у два етапи:
Ковалентне приєднання до поліпептидного ланцюгу пошкодженого білка поліубіквітинового ланцюгу (приєднання мітки)
Розщеплення міченого білка 26S-протеасомою.

амінокислотних залишків.





Приєднання цього поліпептиду до пошкоджених білків відбувається за допомогою трьох ферментів – Е1, Е2 і Е3.
Фермент Е1 – активує убіквітин: відбувається АТФ-залежне формування макроергічного зв'язку між С-кінцем убіквітину і цистеїном ферменту Е1.
Активований убіквітин переноситься на амінокислотний залишок цистеїну ферменту Е2. Існує декілька форм Е2.

за допомогою ферменту Е3, який є убіквітин-лігазою. Перенос убіквітину відбувається з утворенням ковалентнного амідного зв'язку між лізином білка-мішені і С-кінцем убіквітину (у випадку приєднання першої молекули убіквітину), або між лізином-48 убіквітину, що приєднався раніше, і С-кнцем наступної молекули убіквітину.

!!! На рівні взаємодії Е3 з білком-мішенню відбувається розпізнавання структурного мотиву, що забезпечує специфічність протеолізу. В нативних білках цей структурний мотив є скритим і недоступним для взаємодії з Е3. Він відкривається при частковій денатурації білку внаслідок ймовірній дії факторів або спрямованої (запрограмованої) фізичної або хімічної модифікації.

репарація (безпосереднє виправлення хімічної структури нуклеотидів).

Ексцизійна репарація
азотистих основ (видалення пошкодженого нуклеотиду і заміна на правильний).
нуклеотидів (видалення пошкодженого нуклеотиду разом з сусідніми заміна на правильні).

3. Місметч-репарація (виправлення неправильних некомплементарних пар нуклеотидів)

4. Репарація розривів

http://www.cellbiol.ru/book/export/html/67

ДНК (вирізання нуклеотидів)

захисна система, яка активується у відповідь на пошкодження ДНК, що відбулися в клітинному циклі і не були усунуті при репарації ДНК.

Система включає в себе білок RecA (Rad51 у еукаріот). Білок RecA активується при наявності розривів ДНК і інактивує репрессор LexA і, що забезпечує запуск SOS-системи.

ДНК

Lijuan Wang, Aziz Sancar & Dongping Zhong Dynamics and mechanism of repair of ultraviolet-induced (6–4) photoproduct by photolyase // Nature 466, 887–890 (12 August 2010) doi:10.1038/nature09192

дії вітаміну Е

SOD 2 (mitochondial) SOD 3 (extracellular)

Супероксиддисмутаза (СОД, SOD )

M(n+1)-SOD + O2− ? Mn+-SOD + O2
Mn+-SOD + O2− + 2H+ ? M(n+1)-SOD + H2O2.

M = Cu (n=1) ; Mn (n=2) ; Fe (n=2) ; Ni (n=2).

? H2O + O=Fe(IV)-E(.+)

H2O2 + O=Fe(IV)-E(.+) ? H2O + Fe(III)-E + O2






Каталаза може каталізувати окиснення органічних сполук, т.ч. Проявляти властивості пероксидази:

H2O2 + H2R ? 2H2O + R

після радіаційного ураження.

Виділяють відновлення від потенційно летальних і від сублетальних ушкоджень. Потенційно летальні ушкодження виникають в клітинах, що знаходяться у стані спокою. Сублетальні ушкодження розвиваються в клітинах, що знаходяться на стадії підготовки до клітиннного поділу або в процесі мітозу.

Відновлення після сублетальних доз спостерігається при розподілу летальної дози на фракції. Вважається, що для репарації ушкоджень часовий інтервал між фракціями має складати приблизно 6 годин.

Відновлення знижується при зростанні дози, ЛПЕ, зменшення часу між фракціями опромінення.