Введение к работе
.-^Актуальность темы. Широко известна высокая физиологичес-їкааЦЩивность кальция» В высших зукариотических организмах при его участии осуществляется ряд клеточных процессов - сокращение, Деление, 6ИОСЛНТЄЗ, СекреЦИЯ /Carafoli, Crompton,
1978/. Необходимый уровень кальция в цитоплазме подцержшзается за счет связывания его специфическими: белками, а также депони- ровання во внутриклеточных органеллах (плазматическом ретику-луме, вакуолях, митохондриях) в результате функционирования мембранных Са -транспортирующих систем / Carafoli, 19В?; Evans,1988/.
Регуляторная роль кальция была показана и для низших эука-риот - дрожжей. Кальций необходим для роста клеток / Kovac, 1985/, влияет на течение клеточного цикла, почкование, инициацию ПОЛОВОЙ КОНЬЮГации /Ohsumi, Anraku, 1935; Saavedra-Molina
et al, 1983/. Обеспечение дрожжевой клетки Са2+ осуществляется за счет энергозависимого поступления его из внешней среда /Roomans et al, 1979/. Наличие системы активного транспорта ионов кальция /Окороков и др., І988/ и высокая емкость позволили отвести вакуолярной системе роль главного внутриклеточного пула катиона / Eiiam et al, 1985а/. Показана также ее суще ственная роль в поддержании гомеостаза Са2+ в цитозоле дрожжевой клетки / Eiiam et al, 1985b/. Вклад эндоплазматического ре-тикулума как Са*+-депонирующего пула в дрожжах пока не оценен. Аналогичная функция митохондрий дроажей, в отличие от животных, вообще никогда не обсуждалась, поскольку ранними исследованиями было показано, что митохондрии дрожжей не имеют системы энергозависимого поглощения кальция с высоким сродством /Carafoli et al, 1970; Sublk, Kolarov, 1970; Balcavage et al 1973 /. Однако в нашей лаборатории была показана возможность СОПряяеННЫХ МИТОХОНДРИЙ дрожжей Endorayoes magnusii
поглощать ионы кальция из среды инкубации энергозависимым спо-зобом /Звягильская и др., 1983/.
Целью настоящей работы явилось подробное исследование За -транспортирующей системы митохондрий дрожжей End. magnusii.
2.
При этом предусматривалось-решение следующих задач: - исследование кинетических свойств Са^"-транспортирую-щей системы митохондрий дрожжей;
изучение влияния природных модуляторов ( Mg2+ и полиамидов) на характеристики Са^-транспортирующей системы митохондрий дрожжей;
оценка физиологического значения система активного транспорта кальция лштохондршши дрожжей;
идентификация в дрожжевых митохондриях компонента, ответственного за Са -транспортирующую активность.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые проведено исследование Са^-транспортирующей системы дрожжевых организмов. Показано, что транспорт Са + осуществляется за счет электрохимического градиента ионов водорода, генерируемого на внутренней мигохондриальной мембране, по механизму унийорта.-, .; Описаны качественные и количественные характеристики, их особенности по сравнению с митохондриями животных и растений. Выявлена высокая катионная специфичность Са -транспортирующей системы митохондрий дрожжей. Обнаружено интибирующее действие Hg* на свойства транспортирующей системы (снижение максимальной скорости поглощения кальция и сродства системы к иону). Доказано, что в митохондриях дрожжей, в отличие.от митохондрий сердца, отсутствует система энергозависимого высокоэффективного
' транспорта ионов магния.
Впервые исследовано влияние природных полиаминов (сперми-
' на, спермидина, путресндна и кадаверина) на Са -транспортирующую систему дрожжевых митохондрий. Показано, что в присутствии
спермина в концентрациях,близких к физиологическим, повышается сродство транспортной системы к кальцию, увеличивается начальная скорость его поглощения, достигается более полное исчерпание иона из среды инкубации. Спермидин был менее эффективен, а путрвсцин и кадаверин не проявляли регулирущего действия. Впервые было обнаружено также, что в дрожжевой клетке, в отличие от. животной, отсутствует регуляция интенсивности окислительного метаболизма -за счет изменения градиента концентрации иона кальция в цатозоле. Изоцитратдвгадрогеназа, 2-оксоглутаратдегидрогеназа и пируватдегидрогеназа митохондрий дрожжей End. magnusii не является Са -зависимыми ферментами. Иммуноферментными методами в дрожжевых митохондриях выявлен компонент, аналогичный Са*+-транс
3.
сортирующему гликопротекду митохондрий сердца быка, и оценено его содержание в дрояшэвых митохондриях.
Результаты настоящей работы дополняют данные о свойствах ранее описанных Са -транспортирующих систем митохондрий животных и растений. Они доказывают, что система митохондриального активного поглощения иона кальция'присуща не только высшим, но и низшим одноклеточным эукаряотам.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на Всесоюзной конференции молодых ученых "Современные проблемы биохимии и физико-химической биологии" (Москва, 1985); П Всесоюзной Межуниверситетской конференции по биологии клетки (Тбилиси, 1985); Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы и регуляция энергетического обмена" (Цувдино, 1986).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано иесть работ, две работы сданы в печать.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на /2Z страницах машинописного текста и включает ^ таблиц* г С рисунков, список литературы из /*? наименований работ.