Введение к работе
- З -
Актуальность проблемы. Исследование молекулярных основ деятельности мозга является одним из ведущих и перспективных направлений современной нейробиологии. Значительное внимание при этом уделяется белкам, поскольку они, являясь объектами многообразных форм регуляции функционирования нервных клеток, в свою очередь, выполняют различные регуляторные фушсции и играют таким образом важную роль в интеграции всех процессов, протекающих в мозге. Особый интерес вызывает белки, определяющие характерные особенности функционирования мозга, т.е. нейроспецифические булки. Эти белки вовлечены в процессы, протекающие только в нервной ткани: синтез и обмен нейромедиаторов, синаптическая передала нервного импульса и т.д. Кроме того, нейроспецифические беліси выполняют ...детоскелетную роль и транспортную функцию, которые в нервных клетках приобретают особое значение' в связи со специфической морфологией клеток, позволяющей осуществлять их функции.
Большее значение уделяется поиску новых нейроспецифических белков (Аксенова и др., 1985; Гончарова и др., 1987; Blenny st.al.. ^939; Geddest et.al., 1990; Donato et.al., 1990; et.al., 1989). Их выявление расширяет возможности для понимания молекулярных механизмов осуществления специфических функций отдельными нервными клетками и всей нервной системой в целом. Изучение молекулярных основ формирования нервной системы, повреждений и вызванных зтими повреждениями нарушений функций головного мозга, а также регенерации нервных волокон сфокусировало значительный интерес на поисках белков, являвшихся юночевыми молекулами б биохимических механизмах этих процессов. Одним из таких, белков, обнаруженных за последнее время, модно назвать белок В-50 (6АР-43), чья экспрессия в процессе роста и резкопрессия во время регенерации аксонов являются характерней особенностью обоих событий (Skene, Willard, 1981). Интенсивное изучение этого белка последние пять дат показало, что он является участником молекулярных событий, лежащих в основе механизмов обучения и памяти (Cogglns, Zwiers, 1991). Однако, многое остается неясным, причем это касается не только молекулярной биохимки процессов, в которых он участвует, ко и самой молекулы белка В-50 (GAP-43): ее структуры, посттрансляционных модификаций, точного места ло-
кализащш.
Белек В-50 (GAP-43), являясь одним из ключевы/ регуляторних белков синаптической плазматическое мембраны, определяющих специфику биохимических реакций внутри нервной клетки в ответ на подученный извне сигнал, з то же время является структурным белком, участвуя в формировании плазматической мембраны во время роста аксонов и ззакмодейсть/я с цитоскелеток при поддержании пространственной организации конусов роста. Но каким образом этот белок вовлекается в столь различные процессы в нейронах? Этот вопрос в настоящее время сдается открытым. Приблизиться к ответу на этот ьопрос позволит дальнейшее исследование свойств В-50 (GAP-43), а такхе выявление новых белкоч синаптической области, которые вместе с В-50 (GAP-43) осуществляют ключевые функции нейронов. Настоящая работа является составной частью эту -г исследований, поскольку посвящена изучению новой группы киолоторастворимых белков мозга млекопитающих, в состав которой входят лве формы нейроспецифического белка В-50 (QAP-43).
Цель и задачи исследования. дель» настоящей работы являлось физико-химическое исследование новой группы кислоторастворимых белков головного ыозга млекопитающие (BASP - Brain Acid Soluble Proteins). Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
-
- подбор оптимальных условий для выделения белков BAS'P из ткани мозга;
-
- определение некоторых физике-химических свойств белков ВАЗР, в частности,значений молекулярной массы и изозлектрическэй точки ка дого из белков группы;
3 - выявление посттрансляционных модификаций белков BASP;
Л - определение внутриклеточной локализации белков;
ї> - установление тглневей и видовой специфичности белков группы-.
6 - сопоставление белков группы BASP с другими известными белками головного мозга млекопитающих;
У - получение чистых фракций индивидуальных белкоз группы 8ASP.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые из головного мозга млекопитащих выделена группа кислоторастворимых белкоь, обозначенная нами BASP (Brain Acid Soiubie Proteins). В
- 5 -составе группы, кроме известного нейронного белка В-50 CGAP-43),
обозначенного нами BASP2-1, идентифицированы два новых белка BASPl и BASP3, а такте мэ известная ранее цитоялаз'/.аткчеасая форма бедка 8-50 (QAP-43), обозначенная BASP2-2. Проведенное исследование белков новой группы имеет фундаментальное значение, поскольку расширяет возможности в поиске недостающих звеньев молекулярных событий, происходящих в мозге и являющихся составной частью сложных интегратквных функций, характеризующих высшую нервную деятельность.
В ходе анализа белков BASP были разработаны модификации двумерного электрофореза белков, которые могут Оыть широко применены в лабораторных исследованиях.
Апробация работы. Материалы диссертации быни представлены в доктадах на научных семинарах лаборатории биополимеров и Отдела молекулярной и радиационной биофизики Санкт-Петербургского института ядерной физики им. Б.П.Константинова; на VI симпозиуме СССР-Италия (Ленинград, 1988); на XIV симпозиуме Международного нейрохимического общества (Montpellier,1993)
Публикации. По теме диссертации.опубликовано 5 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения. обзора литературы, описания мзтодоз исследования, изложения полученных результатов, их обсуждения, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков и і таблицу. Список литературы включает 131 работу.