Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности мембранной регуляции ферментов мозга при адаптации к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности мембранной регуляции ферментов мозга при адаптации к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма"

На правах рукописи

Елена Ивановна Ерлыкина

Особенности мембранной регуляции ферментов мозга при адаптации к изменяющимся условиям жизнедеятельности

организма

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Нижний Новгород 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Елена Михайловна Хватова Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Мухина Ирина Васильевна,

доктор биологических наук, профессор Конторщикова Клавдия Николаевна

доктор биологических наук, профессор Сяткин Сергей Павлович Ведущая организация: Государственное учреждение научно-исследовательский институт мозга Российской Академии Медицинских Наук

Защита состоится 2006г. в 15 часов на заседании

диссертационного совета Д.212.166.15 Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского по адресу: 603950, Нижний Новгород, пр. Гагарина, д.23, корп.1, биологический факультет. Факс:(8312)65-85-92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного университете им. Н.И. Лобачевского

Автореферат разослан сХ'» 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета,, /

кандидат биологических наук, доцент /п/Ук^-г^. А.С.Корягин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Проблема адаптации организма к изменяющимся условиям внешней среды относится к фундаментальным проблемам общей биологии, экспериментальной и клинической медицины. Внутриклеточные ферменты составляют основу всех метаболических процессов, они не только катализируют превращение эндогенных субстратов, но также служат основными регуляторами обмена веществ (Диксон, Уэбб, 1982; Hochachka, 1996; Baynes, Dominiczak, 2005). Поэтому изучение свойств ферментов и в первую очередь ферментов головного мозга в условиях метаболической адаптации организма составляет важнейшую проблему современной молекулярной нейробиологии и медицины. Информативным методом исследования каталитической и регуляторной функции ферментов является изучение кинетики ферментативных реакций.

Известно, что многие ферменты способны образовывать динамические надмолекулярные комплексы с белками цитоскелета, другими ферментами, мембранами органелл клетки (Linden et al., 1982; Kellershohn, Ricard, 1994; Lyubarev, 1997; Beutner et al., 1998; Ovadi, Srere, 2000; Dolder et al., 2001; da-Silva et al., 2004). Энзимы, адсорбированные мембранами клеточных органелл, имеют иное окружение, чем ферменты в растворенном состоянии и характеризуются измененными каталитическими свойствами.

Головной мозг среди других тканей организма отличается высоким уровнем энергетического обмена (Siesjo et al., 1985; Хватова и др., 1987; Schurr, 2002). Интенсивный синтез АТФ обеспечивает энергией специфические функции нервной ткани. Для энергетического метаболизма мозга характерна высокая скорость гликолитического и дыхательного этапов обмена глюкозы, компартментализация метаболических систем и широкие возможности метаболической альтерации. Метаболизм головного мозга целиком зависит от завершенности энергетической реакции в митохондриях и возможности их регуляции в измененных условиях жизнедеятельности.

Центральное место в процессах накопления, транспорта и регуляции баланса внутриклеточной энергии занимает креатинфосфокиназная система, включающая цитоплазматический и митохондриальный изоферменты. По своей активности изоферменты креатинкиназы в мозге занимают вторую позицию после скелетной или сердечной мышцы (Wyss et al., 1992; Hemmer, Wallimann, 1993; Липская, 2001). К настоящему времени накоплено много данных о каталитических свойствах цитоплазматического и саркоплазматического митохондриального изоферментов (Ellington, 1989; Saks et al., 1994; Липская, 2001; Schlattner et al., 2004). Однако совсем недостаточно сведений о «вездесущей» митохондриальной форме фермента, присутствующей в других тканях с высоким уровнем энергетического метаболизма, в том числе и в головном мозге.

Метаболизм мозга всецело зависит от потребления глюкозы как основного субстрата окисления, поэтому гексокиназная реакция как первый пункт контроля гликолиза играет в нервной ткани центральную роль (Kabir, 1985, 1993; Liu, 1999; Orosz et al., 2003). Активность гексокиназы в мозге в сравнении с другими тканями достигает высшего уровня (Wilson, 1995, 1997).

Общим для названных ферментов является способность к адсорбции на мембранах митохондрий, особенно в местах контактных сайтов (Kropp and Wilson, 1970; Xie and Wilson, 1988; Stachowiak, et al., 1996; Eder et al., 2000). Показано, что митохондриальная креатинкиназа совместно с транслоказой адениловых нуклеотидов, порином наружной мембраны митохондрий и мембраносвязанной гексокиназой образуют динамический мультибелковый комплекс (Высоких, 1999; Schlattner et al., 2001; Vyssokikh and Brdiczka, 2003). В литературе практически отсутствуют сведения о роли данных фосфокиназ в функционировании комплекса при измененных физиологических состояниях организма.

Гипоксические и ишемические повреждения являются основой или сопутствующими факторами патогенеза многих заболеваний. Головной мозг

характеризуется высокой чувствительностью к недостатку кислорода, которая связана с отсутствием энергоресурсов и аэробным типом обменных процессов. Важнейшим проявлением кислородной недостаточности является нарушение субстратного обеспечения мозга, снижение уровня макроэргов. Недостаток кислорода вызывает нарушение функционирования гексокиназы и креатинкиназы, что негативно сказывается на энергообеспечении головного мозга.

Одним из ключевых механизмов повреждения клеток при ишемии является чрезмерная активация свободнорадикального окисления (Maulik et al., 1999; Сазонтова и др., 2002; Rauchova et al., 2002; Cherubini et al., 2005). Изменение состояния мембраны может привести к нарушению взаимодействия ферментов со структурными элементами митохондрий. В связи с этим представляет интерес изучение роли мембран в регуляции каталитических свойств фосфокиназ при различных функциональных состояниях организма.

Исследование механизмов регуляции энергетического метаболизма при ишемии является важным условием для разработки эффективных методов предупреждения и коррекции гипоксических изменений.

Адаптация к условиям окружающей среды как универсальное общебиологическое явление формируется и проявляется на самых различных уровнях организации живого, в том числе молекулярном.

В последние годы для повышения резистентности организма к гипоксии используют комбинированные методы тренировочного режима: гипоксически-гиперкапническое прекондиционирование (Куликов, 2005), комбинация периодов гипоксии и умеренной гипероксии (Жукова, 2005), интервальные нормобарические гипоксические тренировки (Маев с соав., 2004). Известно, что формирование устойчивой адаптационной защиты требует длительного времени (3-5 недель). В связи с этим актуальной задачей является изучение молекулярных механизмов формирования защитных

эффектов краткосрочных режимов тренировок, повышающих интенсивность адаптационного сигнала без углубления гипоксической компоненты.

Для предупреждения метаболических нарушений при гипоксии и ишемии также широко применяют нейропептиды или лекарственные препараты на основе эндогенных биологически активных соединений. Среди них пептид, индуцирующий дельта-сон (ДСИП), или «дельтаран», синтетический аналог пептида, обладающий адаптогенным действием. Однако влияние нейропептида на обменные процессы в мозге изучено слабо.

Таким образом, имеются сведения об изменении каталитических свойств гексокиназы и креатинкиназы при кислородном голодании и практически отсутствуют данные по мембранной регуляции этих ферментов в динамике нарушения мозгового кровообращения и в условиях повышения устойчивости организма к кислородному голоданию. Роль данных фосфокиназ в развитии метаболической адаптации к различным факторам среды остается далеко еще не раскрытой. Важно отметить, что исследование механизмов метаболических процессов индивидуальной устойчивости организма к экстремальным воздействиям и определение критериев режима тренировки следует рассматривать как важный и необходимый этап для использования в практической медицине. Данный вопрос требует всестороннего изучения механизма контроля метаболизма клетки на уровне функционирования отдельных ферментов, связанных с клеточными мембранами, и исследование функционального взаимодействия этих ферментов в условиях ишемии мозга и повышения устойчивости организма к кислородной недостаточности.

Цель исследования: изучение зависимости свойств основных фосфокиназ энергетического обмена мозга от взаимодействия с митохондриальными мембранами при нарушении мозгового кровообращения и адаптивной перестройке метаболизма в разных условиях повышения устойчивости организма к кислородному голоданию.

б

Задачи исследования:

1. изучить распределение активности креатинкиназы, ее кинетические свойства в митохондриях и субмитохондриальных фракциях мозга и дать характеристику типа связывания фермента с внутренней мембраной митохондрий.

2. исследовать механизмы взаимодействия гексокиназы с наружной мембраной митохондрий и зависимость свойств фермента от связи с мембраной.

3. провести сравнительный анализ изменений каталитических свойств фосфокиназ в зависимости от характера взаимодействия с митохондриальными мембранами при острой ишемии и в динамике нарушения мозгового кровообращения.

4. исследовать особенности регуляции каталитических свойств креатинкиназы и гексокиназы в условиях интервального гипобарического прекондиционирования и предварительного введения пептида, индуцирующего дельта-сон.

Научная новизна работы.

Обосновано положение о зависимости каталитических свойств основных фосфокиназ энергетического обмена мозга от взаимодействия со структурными элементами митохондрий.

Дана количественная характеристика распределения креатинкиназы в митохондриях и субмитохондриальных фракциях, изучены ее кинетические особенности. Обнаружено, что тип кинетического поведения зависит от характера связи креатинкиназы с митохондриальной мембраной.

Выявлена роль ассоциативных взаимодействий (предположительно белок-липидных) в модификации каталитических свойств ассоциированной и прочносвязанной форм креатинкиназы. Показано, что прочное связывание креатинкиназы с нативно организованной мембраной ведет к развитию аномальной кинетики. Изучена роль белок-белковых взаимодействий гексокиназы с мембраной митохондрий. Установлено, что адсорбционные

взаимодействия фермента с мембраной подчиняются гиперболическому закону Михаэлиса-Ментен, что подтверждено сохранением классической кинетики гексокиназы на мембране после воздействия солюбилизирующих агентов.

Дана расширенная характеристика изменений каталитических свойств ферментов при острой ишемии мозга. Продемонстрированы различия в реакции мембраносвязанных ферментов мозга на острую ишемию, вызванную двусторонним лигированием общих сонных артерий, которые определяются физиологическим состоянием животных.

Определены особенности регуляции фосфокиназ в динамике нарушения мозгового кровообращения. Установлено, что при длительной ишемии мозга регуляторные сдвиги в кинетических характеристиках ферментов направлены на усиление их взаимодействия с мембраной митохондрий.

Выявлено, что интервальное гипобарическое прекондиционирование стабилизирует мембраны митохондрий, формирует новые свойства ферментов.

Установлено, что предварительное введение пептида, индуцирующего дельта-сон («дельтаран»), предупреждает развитие стресс-индуцированных изменений каталитических свойств ферментов.

На основании полученных результатов исследования и литературных данных сформулирована концепция мембранной регуляции ферментов энергетического обмена мозга при ишемии и повышении устойчивости к кислородному голоданию.

Установлено, что метаболическая адаптация является управляемым процессом. Реализация адаптивного механизма связана с изменением свойств мембран, что приводит к формированию новых адсорбционно-каталитических характеристик фосфокиназ мозга. Теоретическая и практическая значимость работы.

Полученные данные об изменениях ряда каталитических свойств основных фосфокиназ энергетического обмена мозга расширили

современное представление о механизмах регуляции метаболической адаптации при нарушении мозгового кровообращения, способствуя пониманию молекулярных механизмов резистентности организма к экстремальным факторам окружающей среды. Фундаментальное значение для понимания этого факта имеет выявленная нами зависимость свойств изучаемых ферментов от характера взаимодействия с мембранами митохондрий.

Результаты о влиянии интервального гипобарического прекондиционирования на мембранную регуляцию ферментов энергетического обмена мозга в комплексе с другими исследованиями могут служить для дальнейшего поиска методов и средств эффективной коррекции гипоксических изменений метаболизма мозга. Эти результаты могут быть также использованы для решения прикладных задач по разработке эффективных методов гипокситерапии.

Полученные данные показали результативность «дельтарана» по отношению к реакциям энергетического обмена в мозге и позволили дать характеристику метаболического эффекта лекарственного препарата на основе нейропептида при острой ишемии, что приобретает прямое практическое значение.

Результаты работы внедрены в курс лекций на кафедрах биохимии и патофизиологии, а также на кафедре нервных болезней Нижегородской медицинской академии.

Положения, выносимые на защиту.

1. Установлена зависимость каталитических свойств основных фосфокиназ энергетического обмена от характера взаимодействия со структурными элементами митохондрий.

2. Существуют различия в изменении каталитических свойств ферментов при острой ишемии мозга, которые определяются разным физиологическим состоянием животных.

3. Выявленные изменения кинетического поведения митохондриальной креатинкиназы и мембраносвязанной гексокиназы в динамике после острой ишемии мозга выражаются в том, что на ранних сроках мембранная регуляция метаболизма связана с ассоциированными формами ферментов, поздний срок ишемии приводит к модуляции свойств прочносвязанной формы креатинкиназы.

4. Защита от острых гипоксических воздействий наиболее эффективна при 4-х дневном режиме интервального гипобарического прекондиционирования, что связано с формированием качественно новых свойств фосфокиназ, которые проявляются в условиях последующего нарушения мозгового кровообращения.

5. Мембранотропные соединения стабилизирующего действия в условиях in vivo оказывают предупреждающее действие в условиях острой ишемии мозга, увеличивая прочность взаимодействия фосфокиназ с мембранами митохондрий.

Апробация работы.

Основные положения работы были доложены и обсуждены на Всероссийских научных конференциях: «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 1997, 1999, 2002, 2005), «Современные представления о структурно-функциональной организации мозга» (Москва, 1995), «Механизмы структурной и функциональной и нейрохимической пластичности мозга» (Москва, 1999), «Новое в изучении пластичности мозга» (Москва, 2000), «Организация и пластичность больших полушарий головного мозга» (Москва, 2001), «Проблемы медицинской энзимологии» (Москва, 2002), «Механизмы синаптической передачи» (Москва, 2004), «Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты» ( Москва, 2004), на международном симпозиуме «Physiological and biochemical basis of brain activity" (St. Peterburg, 1994), на 8-м международном конгрессе Чешско-Словацкого биохимического общества (Мартин, 1996), на 4-м Российско-Шведском симпозиуме (Москва, 1996), на 2 —м съезде биохимического

общества РАН (Пущино, 1997), на 3-м съезде Российского биохимического общества (С.Петербург, 2002), на 3-м Российском конгрессе по патофизиологии ( Москва, 2004), на VIII международном конгрессе ISAM (Москва, 2006).

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 268 страницах, включая список литературы, и состоит из введения, обзора литературы, главы материалы и методы, результатов исследования, обсуждения, выводов, приложения и библиографического указателя. Список цитируемой литературы содержит 387 источников. Диссертация иллюстрирована 68 таблицами, 63 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Работа была проведена на 462 беспородных крысах-самцах с массой тела 180-200 граммов, выращенных в условиях вивария при свободном доступе к пище и воде, а также естественном чередовании суточной освещенности. Содержание животных и проведение экспериментов проводилось в соответствии с международными правилами " Guide for the Care and Use of Laboratory Animals".

В качестве экспериментальной модели повреждающих воздействий использовали частичную ишемию мозга.

Ишемия головного мозга создавалась путем билатерального лигирования общих сонных артерий. Операция проводилась под наркозом: нембутал внутрибрюшинно в дозе 30 мг/кг веса животного.

Продолжительность операции составила 7-10 минут. Ткань мозга исследовали через 0,5 часа (30 минут) — острое состояние и в динамике нарушения мозгового кровообращения - через 1,5 часа (90 минут), 4 часа и 18 часов после оперативного вмешательства. Оценка состояния животных проводилась по поведению, частоте дыхания, выживаемости. По физиологическому состоянию животные, перенесшие острую ишемию мозга,

разделили на две группы, условно названные группа А (в удовлетворительном состоянии) и группа Б (тяжелое, атональное состояние).

Условия гипобарического прекондиционирования создавали подъемом экспериментальных животных в барокамере проточного типа за счет изменения атмосферного давления на условную высоту 7000 м (310 мм рт.ст.) — однократно с экспозицией 1 час или в течение 4-х дней ежедневно с однократной экспозицией животных в барокамере по 60 минут.

Проверку устойчивости тренированных животных к кислородному голоданию проводили последующей за тренировками ишемизацией мозга (двухсторонняя перевязка общих сонных артерий, экспозиция 30 минут).

В работе использовался пептид, индуцирующий дельта-сон, (ДСИП) или его лекарственный аналог «дельтаран». ДСИП растворяли в физиологическом растворе и вводили внутрибрюшинно в дозе 120 мкг/кг за 20 минут до взятия животного в опыт.

Для выделения митохондриальной фракции мозга применялся метод дифференциального центрифугирования (Ропуо, Somogy, 1960; Диже и др., 2003). Митохондрии разрушали гипотонической обработкой. Митохондриальную фракцию подвергали ультрацентрифугированию при 100000£ в течение 30 минут. Осадок, содержащий мембраны митохондрий, служил для характеристики свойств мембраносвязанной формы креатинкиназы (миКК). Для установления характера взаимодействия фермента с мембраной использовали обработку митохондриальных мембран электролитом (1М фосфатный буфер (ФБ)), неионным детергентом Тритон Х-100 в концентрации 0,5% (в/о), ионным детергентом дезоксихолатом в концентрации 0,1% с последующим ультрацентрифугированием (100000g, 30 минут).

Для оценки взаимодействия гексокиназы (ГК) с наружной мембраной митохондрий проводилась однократная солюбилизация мембраносвязанного фермента при действии 0,1М КС1, 0,5% детергента Тритон Х-100 (в/о), 2мМ

глюкозо-6-фосфата. После 20 минутной преинкубации на холоду митохондрии осаждали центрифугированием при 16500g в течение 15 минут.

Активность и каталитические свойства митохондриальной креатинкиназы во всех экспериментах проводили потенциометрическим методом в модификации (Kuby, Noltman, 1962; Белоусова и др., 1987).

Активность и каталитические свойства мембраносвязанной гексокиназы исследовали по методу, предложенному Felgner, Wilson (1976).

Каталитические свойства ферментов изучались методом стационарной кинетики. Определялись и рассчитывались начальные (Vo), максимальные (Vmax) скорости реакции, константы Михаэлиса (Кт) в соответствии с рекомендациями Курганова (1978).

Концентрацию белка определяли по методу Bredford (1978).

Оценку интенсивности процессов свободно радикального окисления (СРО) проводили методом Н202 и Ре2+-индуцированной хемилюминесценции (БХЛ) на биохемилюминометре БХЛ-6 (Кузьмина, 1983). Показатели БХЛ регистрировали в течение 30 секунд. Интегральным показателем БХЛ являлась светосумма свечения -S, Imax- интенсивность максимальной вспышки, коэффициент K=l/S, характеризующий • антиоксидантный потенциал.

Анализ уровней продуктов ПОЛ проводили путем УФ-спектроскопии диеновых (ДК) и триеновых (ТК) конъюгатов (Shenstone, 1971), определения содержания малонового диальдегида (МДА) (Smith et al., 1976). Определение общих липидов проводили по методу Folch (1957).

Активность супероксиддисмутазы (СОД) исследовалась по методу Nishikimi (1972), активность каталазы определяли по потреблению Н2О2, регистрируемому при 240 нм (Aebi, 1970).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ BIOSTAT согласно рекомендациям по проведению биомедицинской статистики (Гланц, 1999). Результаты исследований обрабатывали с использованием t-критерия Стьюдента,

определялся уровень значимости р. Различия между выборками считались достоверными при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ.

Интенсивное изучение молекулярных механизмов действия ферментов привело к пониманию общих закономерностей регуляции метаболизма, при этом основной акцент был сделан на изучение структуры и свойств очищенных энзимов. Однако в клетке in vivo каталитические свойства фермента во многом определяются его микроокружением, способностью образовывать динамические комплексы с другими ферментами, с белками цитоскелета, со структурными элементами митохондрий (Linden et al., 1982; Kellershohn, Ricard, 1994; Lyubarev, 1997; Beutner et al., 1998; Высоких и др., 1999; Ovadi, Srere, 2000; Dolder et al., 2001; Акопян, Назарян, 2006).

Митохондрии клетки содержат несколько сот различных ферментов и являются примером внутриклеточных структурных образований, у которых обе мембраны могут быть местом адсорбции ферментов из цитозоля или матрикса.

В соответствии с целью работы изучены каталитические свойства креатинкиназы и гексокиназы мозга крыс, их зависимость от состояния митохондриальных мембран, определение которых вносит новые представления в оценку роли мембран в реализации адсорбционного механизма регуляции активности ферментов в процессе метаболической адаптации головного мозга при изменении физиологического состояния организма.

Исходя из задач исследования, было изучено распределение активности гексокиназы и креатинкиназы в митохондриях мозга крыс и определены их каталитические свойства. Как отмечают Sies(1980), Фридрих (1986), Гайнуллин (1997) определение кинетических характеристик на неочищенных препаратах вносит представление в оценку каталитических свойств ферментов в условиях физиологического окружения.

Доказано, что каталитические свойства фосфокиназ интактных животных зависят от характера взаимодействия ферментов с мембраной. Активность КК, связанная с мембранами, составляет 50% активности общей митохондриальной фракции. На долю растворимого фермента приходится 64 % активности КК митохондрий. Активность гексокиназы в основном сосредоточена на наружной стороне митохондриальной мембраны (таблица !)•

Таблица 1

Распределение активности креатинкиназы и гексокиназы между мембраносвязанными и растворимыми формами ферментов.

Форма фермента Креатинкиназа, мкг-экв Гексокиназа, мкмоль

Н7 мг белка в мин. НАДФН/ г ткани в мин.

мембраносвязанная 1,40+0,07 11,56+_0,19

п=23 п=12

растворимая 1,78+_0,10 1,53+_0,04

п=19 п=12

По данным Болдырева (1990), Геннис (1997), ферменты связываются с мембраной в основном гидрофобными и электростатическими силами. Для оценки характера взаимодействия фосфокиназ с мембраной митохондрий была проведена обработка митохондриальных мембран электролитами, а также «мягкими детергентами», при использовании которых изменения конформации фермента минимальны (Dulaney, Touster, 1970; Helenius, Simons, 1975; Steele et al., 1978; Hjelmeland, Chrambach, 1984).

Выявлены различия в прочности связи КК и ГК с мембранами митохондрий. Установлено, что мембраносвязанная форма КК характеризуется своей неоднородностью. Значительная доля фермента связана с поверхностным слоем мембраны за счет электростатических и

гидрофобных взаимодействий и может под влиянием солюбилизующих агентов переходить в межмембранное пространство (рис.1). Однако часть (около 18% от общей активности КК) сохраняет связь с мембранными структурами и после воздействия солюбилизирующих агентов, что указывает на преобладание гидрофобного взаимодействия фермента с мембраной. Прочносвязанная форма фермента, по-видимому, глубоко погружена в липидный бислой мембраны. Возможно, она локализована в местах контактных сайтов, где наружная и внутренняя мембраны митохондрий практически соприкасаются друг с другом (Schlegel, 1988).

Установлен адсорбционный характер взаимодействия ГК с мембраной митохондрий (рис.2). В работах Вилсона (1994, 2000) показано, что гексокиназа имеет небольшой гидрофобный домен на N-терминальном конце, отвечающий за связывания фермента со специфическим мембранным белком порином. В отличие от КК, при сочетанном применении электролита, детергента и глюкозо-6-фосфата фермент полностью сходит с мембраны, что свидетельствует о достаточно высокой лабильности связи белок-белкового взаимодействия и ее регуляторной подвижности.

рис. 1. Степень солюбилизации (в %) креатинкиназы мозга с мембран митохондрий интактных животных.

120

§ юо

<4 X 80

60

С

й 40

| 20 е о

26

40

35

0.1КС1 ТритомХ-100 Глюкоэа-6- глюкоза-6-

фосфат, КС1, тритон Х-100

Рис.2. Степень солюбилизации (в %) гексокиназы с мембран митохондрий мозга интактных животных.

Во всех случаях, ассоциация ферментов с мембранами митохондрий изменяет их каталитические свойства. Так, связывание гексокиназы с наружной мембраной приводит к увеличению начальной скорости реакции в 3 раза. При этом кинетика реакции не изменяется, сохраняя гиперболическую зависимость Уо от М§АТФ ( рис.3).

Установлены различия кинетических характеристик миКК в зависимости от внутримитохондриальной локализации. Креатинкиназа содержимого межмембранного пространства находится в растворенном состоянии, имеет кажущееся гиперболическое развитие ферментативной реакции. Вторая и третья формы креатинкиназы митохондрий мозга представляют фермент, связанный с внутренней мембраной митохондрий. Эти формы фермента различаются по кинетической характеристике и по характеру взаимодействия с митохондриальной мембраной. Полагается, что вторая форма фермента, обладающая гиперболической зависимостью кинетической реакции, ассоциирована с мембраной за счет, в основном, ионных взаимодействий. Третья форма фермента, обладающая аномальным типом развития кинетики, связана с мембраной за счет ионных и, в большей степени, гидрофобных взаимодействий. Это указывает на роль

специфического микроокружения креатинкиназы в модификации каталитических свойств, что подразумевает нативную структурную организацию митохондриальных мембран (рис.3).

Таким образом, каталитические свойства креатинкиназы и гексокиназы определяются наличием мембраносвязанных и свободных форм ферментов. Представляется вероятным, что растворимая и адсорбированная на мембране формы ферментов находятся в динамическом равновесии, которое контролируется концентрацией метаболитов-регуляторов и функциональным состоянием митохондрий (Курганов, Любарев, 1989). Выявленная совокупность взаимодействий может быть структурной основой функционального единства креатинкиназы и гексокиназы головного мозга животных.

Кинетика креатинкиназной реакции в общей митохондриальной фракции мозга интактных животных (приведена типичная кривая)

Зависимость Уо от концентрации М^^АТФ для мембраносвязанной гексокиназы мозга интактных животных (типичная кривая).

КФ, мМ

X X

1. 2

X

о £ *т-«-•

з <

1 а » 4 « КФ, мМ

Типичная кинетическая кривая для креатинкиназы на мембране митохондрий интактных животных.

Кинетика креатинкиназной реакции на мембране митохондрий после обработки ФБ у интактных животных (приведена типичная кривая).

Рис. 3. Зависимость начальной скорости реакции от концентрации субстрата для митохондриальной креатинкиназы и мембраносвязанной гексокиназы интактных животных.

Главным вопросом проблемы участия структурных элементов клетки в регуляции активности ферментов является зависимость свойств фермента от его ассоциации с мембраной при изменении функционального состояния организма. Показано, что чем более в гипоксическом окружении находится животное, тем больше митохондрий в тканях. Именно многочисленность митохондрий позволяет животным с наибольшим эффектом использовать то минимальное напряжение кислорода, которое ему доступно (Гильмиярова с соавт., 1994).

Интенсивное изучение гипоксических, ишемических и стрессорных состояний в эксперименте и клинике привело к пониманию общих закономерностей развития срочной реакции в ответ на внешний стимул. Так показано, что одним из ключевых механизмов повреждения клеток при ишемии является активация свободно радикального окисления (СРО),

обусловленная повышенным уровнем образования активных форм кислорода (Болдырев, Куклей, 1996; Sazontova et al., 2002; Жукова, 2005). Последними исследованиями установлено, что активные формы кислорода (АФК) играют важную роль на начальных этапах внутриклеточной редокс-сигнализации, запускающей передачу сигнала к клеточному ядру (Maulik, 2002; Schafer et al., 2003; Виноградов, Гривенникова, 2005). В результате, в целом ряде случаев острая гипоксия, ишемия приводят не только к повреждению и развитию патологических состояний, но сопровождаются значительной активацией защитных систем клеток различных тканей, в том числе и головного мозга, что может вести к снижению интенсивности окислительного стресса, сопровождающего эти воздействия.

Особенностью экспериментов с острым нарушением мозгового кровообращения явилось наличие двух групп животных, отличающихся по своему состоянию: удовлетворительное (группа А) и тяжелое, атональное (группа Б).

Установлена активация процесса свободно радикального окисления и изменение антиоксидантного потенциала ткани мозга в условиях острой 30 минутной ишемии. В ■ обеих экспериментальных группах отмечается повышение параметров БХЛ — Imax, S, свидетельствующих об усилении процессов свободно радикального окисления в мозге. Однако, изменения более выражены в группе животных с тяжелой ишемией, в которой установлено увеличение интенсивности свободно радикального окисления, в 1,9 раза превышающее данный показатель для интактных животных. Также отмечается, но в меньшей степени, в 1,6 раза снижение антиоксидантной активности мозговой ткани по сравнению с исходным уровнем. По-видимому, несмотря на снижение доступа кислорода к мозгу, тенденция к активации СРО в мембранах митохондрий сохраняется (табл.2).

Нарушение соотношения активности про- и антиоксидантных систем при ишемии приводят к изменению структуры мембран, что оказывает влияние на функционирование мембраносвязанных ферментов.

В группе А животных, удовлетворительно перенесших двухстороннее лигирование общих сонных артерий, происходит повышение активности мембраносвязанной гексокиназы (рис.4) и в большей степени ассоциированной формы креатинкиназы, количество адсорбированного на мембране фермента значительно выше и составляет 68% против 34% в интактной группе животных (рис.5). При этом ишемическое воздействие на раннем сроке в 30 минут не вызывает изменений в работе прочносвязанной формы фермента. Кинетическое поведение креатинкиназы практически не изменяется во всех мембранных фракциях относительно интактных животных в этой экспериментальной группе и характеризуется гиперболическим развитием, так же как и для гексокиназы (рис.6).

Таблица 2

Параметры хемилюминесценции ткани головного мозга животных с

различными сроками ишемии (ту).

Условия опыта Инт-сть макс, вспышки 1твх Светосумма медл. вспышки В Коэффициент К=1/8

Интактные животные 1,02+_0,03 п-8 10,64+_0,34 п-8 0,094

Ишемия, 0,5 часа, Группа Б 1,89+ 0,07* п-7 17,22+_0,98* п-7 0,058

Ишемия 1,5 часа 1,52+_0,04* п-7 15,18+_0,91* п-7 0,066

Ишемия 4 часа 1,47+_0,05* п-8 14,55+_0,03* п-8 0,068

Ишемия 18 часов 1,08+__0,11 п-8 12,63+_0,79* п-8 0,079

*- достоверность относительно интактных животных, р<0,05

□Активность ГК на мембране

Ш Активность ГК на мембране после обработки 0,1М КС!

Рис. 4. Активность гексокиназы мозга на мембране до и после обработки 0,1М КС1 у интактных животных (норма) и при 30-ти минутной ишемии (мкмоль НАДФН/ г белка в мин.).

норма ишемия 30 минут, ишемия 30 минут,

группа Б группа А

□ Активность миКК на мембране

■ Активность миКК на мембране после обработки ФБ

Рис. 5. Активность митохондриальной креатинкиназы мозга на мембране до и после обработки фосфатным буфером в норме и при 30-ти минутной ишемии (мкг-экв Н+/ мг белка в мин.).

При остром 30 минутном нарушении мозгового кровообращения, что проявляется в тяжелом, атональном состоянии животных (группа Б), происходит нарушение ассоциативных связей ферментов с мембраной, более выраженное для гексокиназы (рис.4). Так отмечается резкое снижение активности мембраносвязанной гексокиназы. Ее величина составляет 34% относительно интактных животных. В качестве ингибитора гексокиназы может выступать не только глюкозо-6-фосфат, но и продукты деградации мембран, ингибирующий эффект которых на ферменты известен. Их концентрация при тяжелой кислородной недостаточности возрастает (Yoskikawa et al., 1982; Muralikrishna Adibhatla R.., Hatcher, 2006). Возможно, дополнительным моментом торможения гексокиназы является развитие субстратного опустошения в этой группе животных. Если для гексокиназной реакции гиперболический тип развития кинетики для мембранной формы фермента сохраняется, но происходит снижение начальной и максимальной скоростей и увеличение константы Михаэлиса, то для креатинкиназной реакции выявлены существенные изменения во всех фракциях за исключением прочносвязанной с мембраной формы фермента, которая не претерпевает изменений. Установлено аномальное развитие кинетики в общей митохондриальной фракции, осадке митохондриальных мембран (рис.6). Характерно появление двух кажущихся констант Михаэлиса, отличающихся более чем на порядок, в общей митохондриальной фракции и на мембране митохондрий. Для растворимой формы креатинкиназы установлен «затяжной» тип кинетики.

Зависимость Уо от концентрации креатинфосфата в общей

митохондриальной фракции мозга при острой 30 минутной ишемии ( группа А)

Зависимость Уо от концентрации креатинфосфата в общей

митохондриальной фракции мозга при тяжелой 30 минутной ишемии (группа Б)

Зависимость Уо от концентрации креатинфосфата в осадке

митохондриальных мембран мозга при острой 30 минутной ишемии (группа А)

э 1 » X 2 1. 2 3 1 ' а

У

0.6 1 \л г 2Л КФ, мМ

Зависимость Уо от концентрации креатинфосфата в осадке

митохондриальных мембран мозга при тяжелой 30 минутной ишемии (группа Б)

Рис. б. Зависимость скорости креатинкиназной реакции от концентрации креатинфосфата в общей митохондриальной фракции и в осадке митохондриальных мембран при 30 минутной ишемии мозга.

Полученные результаты могут быть связаны с конформационными перестройками в олигомерной структуре субстрата (Липская, 1983, 2003), а также с наличием диссоциативного механизма регуляции, в котором изменение каталитических свойств фермента происходит в результате изменения олигомерного состояния фермента.

Кинетической аномалией, присущей диссоциирующим системам, является появление перегиба в области низких концентраций субстрата. Подобный характер кинетической зависимости, по мнению Хватовой (1992), обеспечивает более высокую чувствительность ферментов к изменениям концентрации субстрата.

Противоположной кинетической аномалией, характерной для растворимой формы фермента, является понижение чувствительности реакции к изменению концентрации субстрата. Этот тип аномалии проявляется в том, что при определении зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации креатинфосфата выход скорости на предельное значение при насыщающих концентрациях субстрата носит затяжной характер.

Установленные аномалии кинетики в условиях острой тяжелой ишемии свидетельствуют о прижизненном изменении свойств митохондриальных мембран при остром кислородном голодании.

Изучение ишемических состояний в эксперименте позволяет выявить общие закономерности развития срочной реакции организма и, в частности, нервной ткани в ответ на внешнее воздействие и установить роль мембранных структур в регуляции каталитических свойств основных ферментов энергетического ряда. Нами установлено, что увеличение продолжительности ишемического воздействия приводит не только к повреждению и развитию патологических состояний, но сопровождается значительной активацией различных систем клеток, что приводит к снижению интенсивности окислительного стресса, сопровождающего эти воздействия.

Установлены закономерности в изменении характера взаимодействия КК и ГК с мембраной митохондрий в зависимости от продолжительности 1,5-часовой, 4- часовой и 18-часовой ишемии мозга (рис. 7 и 8).

_/__

2,5 п

N ишемия, ишемия, ишемия, ишемия, 30 минут 1,5 часа 4 часа 18 часов

Рис. 7. Активность креатинкиназы на мембране до и после обработки фосфатным буфером при разных сроках ишемии.

Рис. 8. Активность гексокиназы на мембране до и после обработки 0,1М КС1 при разных сроках ишемии.

Через 1,5 часа после двухстороннего дотирования общих сонных артерий выявлено повышение активности ассоциированной с мембраной креатинкиназы по сравнению с тяжелым острым состоянием, при этом активность прочносвязанной формы КК не изменяется. Изучение эффекта солюбилизации мембраносвязанной креатинкиназы показало, что при увеличении срока экспозиции до 1,5 часов происходит нарушение адсорбционных свойств фермента, и доля солюбилизированной креатинкиназы возрастает на 20% по сравнению с интактными животными.

Для гексокиназы установлена следующая закономерность в распределении активности между мембраной и жидким содержимом клетки: так, с увеличением продолжительности ишемии до 1,5 часов происходит достоверное снижение активности мембраносвязанного фермента по сравнению с интактными животными, хотя по сравнению с 30 минутной тяжелой ишемией ее величина увеличивается в 1,6 раза. Противоположная динамика отмечается в распределении активности фермента в растворимом содержимом клетки, т.е. снижение активности свободной формы гексокиназы по сравнению острым состоянием. Таким образом, происходит постепенное усиление взаимодействия гексокиназы с наружной мембраной митохондрий.

Проведенные кинетические исследования гексокиназной реакции выявили, что зависимость начальной скорости от концентрации MgAT<J> носит гиперболический характер, однако происходит ингибирование фермента при насыщающих концентрациях субстрата в отличие от интактных животных и животных, перенесших острую ишемию мозга.

С увеличением срока ишемии до 4-х часов активность креатинкиназы в осадке митохондриальных мембран превышает активность у интактных животных на 44%. Выявляется рост активности и прочносвязанной формы креатинкиназы, причем ее прирост начинается после 4-х часового воздействия ишемии. Таким образом, особенностью распределения активности креатинкиназы в субмитохондриальных фракциях является ее

повышение в мембранной фракции митохондрий с увеличением продолжительности срока ишемии.

В исследованиях Архипенко (2002), Ьа1 й а1.(2003), Жуковой (2005), показано, что с увеличением периода гипоксии и активацией процессов свободно радикального окисления индуцируется синтез защитных белков — компонентов редокс-сигнальной системы - фактора транскрипции НИМ а, Нох-1, НБР70. Причем в мозговой ткани наиболее активно синтезируется Нох-1 (Жукова, 2005). Следует также отметить, что уровень синтеза защитных белков в одном и том же органе в значительной степени зависит от чувствительности мембранных структур к процессам свободно радикального окисления. В наших исследованиях установлено, что с увеличением продолжительности периода нарушения мозгового кровообращения до 18 часов практически восстанавливается соотношение про- и антиоксидантных систем, что также может быть связано с активацией синтеза защитных белков, в результате возрастает резистентность мембранных структур к повреждающему фактору ишемии.

Изучение эффекта солюбилизации мембраносвязанной креатинкиназы показало, что к 18 часам после острой ишемии практически не происходит десорбции фермента с мембраны, и доля солюбилизированного фермента составила всего 10%, что в 3,5 раз меньше, чем в группе интактных животных.

При увеличении продолжительности ишемии во всех сериях эксперимента происходит достоверное снижение активности мембраносвязанной гексокиназы по сравнению с интактными животными, и при 18 часовой ишемии активность сохраняется сниженной практически в 2 раза относительно интактных животных. Противоположная динамика отмечается в изменении активности свободной формы фермента, т.е. рост ее активности относительно интактных животных, и при 18 часовой ишемии активность ГК на 28% превышает данный показатель у нормальных животных.

Таким образом, проявлением адаптивных изменений в обмене явилось увеличение до 90% доли прочносвязанной формы КК на мембране и изменение ее кинетических характеристик. Зависимость скорости реакции от концентрации КФ приобретает гиперболический характер, что связано с формированием новых свойств фермента (рис.9).

А

КФ, мМ

Б

О 0.5 1 1,5 2 2,5

КФ, мМ

Рис. 9. Зависимость Уо от концентрации креатинфосфата в осадке митохондриальных мембран после обработки фосфатным буфером у интактных животных (А) и при 18-часовой ишемии мозга (Б).

Усиливается также взаимодействие гексокиназы с мембраной, однако, активность мембраносвязанной формы сохраняется сниженной в 2 раза по сравнению с интактными животными. Изменение активности мембраносвязанной ГК находится в полном соответствии с субстратными сдвигами при 18 часовой ишемии. Ерлыкиной (1990) показано уменьшение содержания глюкозы в ткани мозга при данном сроке ишемии.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о нарушении функционального взаимодействия креатинкиназы и гексокиназы при длительной ишемии мозга. С увеличением продолжительности периода нарушения гемодинамики мозга происходит изменение каталитических свойств мембраносвязанной креатинкиназы, возрастает скорость реакции на низких концентрациях креатинфосфата (КФ). Фермент, по образному выражению Фершта (1980), «включается». Это не согласуется со сниженной активностью мембраносвязанной ГК. На дыхательную цепь будет поступать меньшее количество АДФ, что ведет к снижению концентрации макроэргических соединений (Дудченко, 1975; Хватова и др., 1987).

Проблема повышения устойчивости организма к кислородному голоданию до настоящего времени остается поисковой, так как отсутствуют единые и четкие представления о молекулярных механизмах повреждения и регуляции метаболизма при гипоксии. В литературе есть данные о существенном увеличении резистентности животных к кислородному голоданию при краткосрочных гипобарических тренировках (Хватова и др., 1977, 1979; Сидоркина и др., 1980; Шуматова и др., 1980, Шлапакова, 1981, Гарсия, 1983). Полученные результаты свидетельствуют о регуляции метаболизма мозга уже в ранние сроки тренировок. Для уточнения возможности взаимной регуляции разных этапов энергетического обмена в условиях гипоксии и повышения устойчивости мозга к дефициту кислорода, важно изучение систем, осуществляющих их взаимосвязь.

Нами проведено исследование мембранной регуляции каталитических свойств креатинкиназы и гексокиназы при разных режимах интервального

гипобарического прекондиционирования ( разр. атм. 310 мм рт.ст., 60 минут - 1-дневная тренировка; и те же условия эксперимента, но четырехкратно -4-дневная тренировка).

Установлены менее благоприятные сдвиги в метаболизме мозга при однократной тренировке, причем наибольшие изменения касались гексокиназы, связанной с наружной мембраной митохондрий. Отмечается снижение активности фермента почти на 40% по сравнению с интактными животными. Однократная солюбилизация гексокиназы раствором электролита приводит к ослаблению взаимодействия с мембраной, и доля солюбилизированного фермента составила около 50%. Выявлено также снижение начальной и максимальной скоростей гексокиназной реакции по сравнению с интактными животными при несущественном изменении константы Михаэлиса.

Менее значительные изменения выявлены в каталитических свойствах креатинкиназы, локализованной на наружной стороне внутренней мембраны митохондрий. Активность фермента в общей митохондриальной фракции снизилась всего лишь на 27%, практически не изменяется соотношение между ассоциированной формой креатинкиназы и активностью фермента на мембране после обработки электролитом. В то же время происходят скрытые изменения в свойствах фермента, о чем говорит изменение кинетического поведения креатинкиназы, появление аномального типа развития ферментативной реакции в общей митохондриальной фракции и осадке митохондриальных мембран.

При увеличении продолжительности интервального гипобарического прекондиционирования до 4-х дней происходит стабилизация метаболических реакций, что позволяет охарактеризовать данный режим тренировки как максимально способствующий сбалансированности энергетических процессов (рис. 10 и 11).

Рис. 10. Активность гексокиназы на мембране до и после обработки ОДМ КС1 при интервальном гипобарическом прекондиционировании( тренировка) и проверке устойчивости тренированных животных к ишемии.

Рис. 11. Активность креатинкиназы на мембране до и после обработки фосфатным буфером при интервальном гипобарическом

прекондиционировании (тренировка) и проверке устойчивости тренированных животных к ишемии.

Происходит увеличение активности мембраносвязанных ферментов по сравнению с однократным режимом тренировки, и их величина практически соответствует интактным животным для креатинкиназы и несколько превышает даже для гексокиназы. Отмечается уменьшение доли солюбилизированных ферментов. Увеличивается доля связанной с мембраной формы креатинкиназы. Повышение прочности связи КК вероятно обусловлено изменениями в липидном составе митохондриальных мембран (Тегп0У01, 1акоу1еу, 1993). Также уменьшается степень солюбилизации гексокиназы и ее величина в более, чем 4 раза меньше, чем у интактных животных. Установлен рост начальных скоростей, более выраженный для креатинкиназы, увеличивается сродство фермента к креатинфосфату в общей митохондриальной фракции, что свидетельствует об адекватном потоке энергии из митохондрий в цитоплазму. Одновременно Хватова с сотрудниками (1979) показали, что содержание макроэргических соединений — АТФ и ГТФ сохраняется на неизменном по сравнению с интактными животными уровне при активировании дыхательных ферментов.

Сравнивая полученные данные по разным режимам кратковременной адаптации к гипоксии, можно заключить, что в результате интервального гипобарического прекондиционирования возникает новое метаболическое состояние организма, отличное от интактных животных и животных, перенесших острую ишемию. При этом не выявлено значительных изменений в свойствах мембраносвязанных ферментов при однократной и четырехкратной тренировке животных, тем не менее, более устойчивые показатели были получены при 4-х дневном режиме.

Метаболический ответ мозга на ишемию в значительной степени обусловлен подготовленностью ткани в результате предварительного гипобарического прекондиционирования. Как было показано, менее выраженные изменения каталитических и кинетических свойств гексокиназы и креатинкиназы устанавливаются при 4-х дневной тренировке. Проверка устойчивости данного режима к ишемии выявила близкий характер

изменений свойств обоих ферментов: активность креатинкиназы и, в меньшей степени, гексокиназы в митохондриальной фракции приближается к интактным животным, восстанавливается активность креатинкиназы на мембранах. В то же время общим для обоих ферментов является рост активности на мембране пос^е ее обработки электролитами, которая либо восстанавливается до первоначального уровня, как в случае с гексокиназой, либо его существенно превышает, что характерно для креатинкиназы. Обработка мембран электролитами не приводит к значительной солюбилизации фермента, как при острой ишемии, степень десорбции составила 13,5% для гексокиназы и 16,5% для креатинкиназы против 27% и 34% соответственно для интакгных животных. В тех же условиях эксперимента установлено повышение антиоксидантного потенциала клеток мозга и ослабление активности свободнорадикального окисления, что может оказать стабилизирующее действие на мембрану. В работе С1атг й а1., (2005) было выявлено, что в результате прекондиционирования происходит рост антиоксидантной активности в мозге. СЬегиЫш е1 а1. (2005) также продемонстрировали, что баланс между про- и антиоксидантными системами в клетке может использоваться в качестве потенциального маркера, характеризующего состояние мембраны.

Гипоксическое прекондиционирование приводит к стабилизации мембран в результате изменения липидного окружения белков (Меерсон, 1986). Известно, что способность липидов образовывать субдомены с уникальной композицией белков и липидов является основой механизмов регуляции и компартментализации ферментов в биологических мембранах (Оо'Л'Ьап, 2005). Милейковская с соавт. (2005) высказали предположение о специфической роли кардиолипина, связанной с организацией упорядоченных мембранных структур в ответ на различные изменения в метаболических условиях. Кажется вероятным, что кардиолипин, который играет ключевую роль в образовании мультибелкового комплекса, в состав которого входят гексокиназа и креатинкиназа, способствует

функциональному взаимодействию этих ферментов, проявлению новых свойств прочносвязанной формы креатинкиназы. Установлены существенные изменения в кинетическом поведении этой формы фермента: кинетика приобретает гиперболический характер в отличие от всех других экспериментальных условий, характеризующихся аномальным поведением фермента на мембране после обработки электролитом, изменяются Кт и Утах. (рис.12, 13). По-видимому, работа функционального комплекса креатинкиназа-гексокиназа будет мало меняться, что проявляется в неизмененных значениях активности дыхательных ферментов и мало меняющемся содержании макроэргов ( Хватова и др., 1984).

КФ, мМ

Рис.12. Зависимость Уо от концентрации креатинфосфата во фракции митохондриальных мембран при 4-дневном режиме интервального гипобарического прекондиционирования.

мембран при проверке устойчивости животных к ишемии после 4-дневной тренировки.

Таким образом, показана принципиальная возможность достижения устойчивого защитного эффекта при применении 4-х дневного адаптационного режима, сочетающего периоды гипобарической гипоксии и

нормоксии. Введение гипобарической компоненты приводит к повышению

/

резистентности мозга к действию ишемии, что позволяет получить эффект стойкой адаптационной защиты при краткосрочных режимах прекондиционирования и открывает возможность применения данного вида тренировки в клинике.

Проведенное исследование позволило на молекулярном уровне уточнить механизм ишемических повреждений нервной ткани, высказать предположение о ведущей роли миКК и мембраносвязанной ГК в энзиматических механизмах метаболической адаптации, а также повысить эффективность коррекции ишемических состояний мозга.

Предварительное введение пептида, индуцирующего сон, или его лекарственного аналога «дельтарана», приводит к снижению активности процессов свободнорадикального окисления в мозге, повышая при этом активность ферментов антиоксидантной защиты — супероксиддисмутазы и катал азы. Это создает условия для усиления взаимодействия фосфокиназ с мембранами митохондрий. Предишемическое введение биологически активного соединения частично предупреждает развитие гипоксических изменений, увеличивая взаимодействие ферментов с мембранами митохондрий.

Таким образом, адекватность метаболического ответа при действии различных адаптивных факторов обеспечивается быстрыми механизмами регуляции ферментативной активности, что в свою очередь во многом определяется наличием адсорбционных и ассоциативных взаимодействий изученных фосфокиназ со структурными элементами митохондрий. Молекулярные подходы, использованные нами, позволили наметить стратегию направленного поиска новых путей повышения устойчивости организма к изменяющимся условиям жизнедеятельности.

выводы

1. Получены экспериментальные доказательства зависимости каталитических свойств креатинкиназы и гексокиназы от функционального взаимодействия с мембранами митохондрий.

2. Показано, что ферментативная характеристика креатинкиназы и гексокиназы может быть использована в качестве критерия при оценке различных физиологических состояний организма.

3. Сформулирована концепция адсорбционного механизма регуляции активности ферментов мозга. В основе этого механизма лежит связанное с изменением состояния мембран смещение равновесия между растворимой и мембраносвязанной формами фосфокиназ, обладающих различными каталитическими и регуляторными свойствами.

4. Дана интегративная кинетическая характеристика митохондриальной креатинкиназы в условиях острой ишемии различной тяжести:

а) у животных с тяжелыми нарушениями гемодинамики мозга установлено уменьшение активности креатинкиназы в митохондриях и субмитохондриальных фракциях при неизменном соотношении активностей ассоциированной и прочно связанной с мембраной форм фермента, появление кинетических аномалий реакции в общей митохондриальной фракции и на мембране митохондрий.

б) в группе животных в удовлетворительном состоянии выявлено повышение активности ассоциированной формы креатинкиназы в 2 раза, рост начальных и максимальных скоростей реакции при неизменном сродстве фермента к субстрату. '

5. Выявлены изменения адсорбционных свойств гексокиназы у животных с тяжелой формой острой ишемии мозга, что проявляется в значительном уменьшении прочности связи с мембраной.

Существенных изменений кинетических свойств мембраносвязанной формы фермента не отмечается.

6. Установлены закономерности реакции мембранных структур и связанных с ними ферментов в динамике ишемии мозга. Ранние сроки ишемии сопровождаются активацией свободнорадикальных процессов, уменьшением прочности связи гексокиназы и креатинкиназы с мембраной, изменением их кинетических характеристик. Увеличение продолжительности ишемического воздействия до 4 и 18 часов приводит к усилению взаимодействия гексокиназы и креатинкиназы с мембранами, изменению каталитических свойств ферментов.

7. Доказано, что адаптация к острому кислородному голоданию - это новое метаболическое состояние организма, имеющее собственные

характеристики свойств ферментов, зависящие от продолжительности

>

адаптационного периода.

8. Интервальное гипобарическое прекондиционирование и предварительное введение пептида, индуцирующего дельта-сон, оказывает защитное действие на структурные элементы митохондрий. Установлено, что адаптивный механизм регуляции заключается в формировании новых свойств фосфокиназ, повышении активности мембраносвязанных форм ферментов, ограничении процессов свободнорадикального окисления.

9. Выяснены особенности взаимодействия гексокиназы и креатинкиназы с мембранами митохондрий в ответ на острую ишемию после интервального гипобарического прекондиционирования. Доказана зависимость изменений каталитических свойств и кинетических параметров ферментов от продолжительности адаптивной тренировки.

Ю.На основании полученных данных высказывается точка зрения, что метаболическая адаптация — это управляемый процесс, направленный на поддержание гомеостаза организма. Реализация адаптивного механизма связана с изменением адсорбционных и ассоциативных

взаимодействий ферментов со структурными элементами митохондрий, что расширяет регуляторные возможности клетки.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ерлыкина, Е.И. Участие ферментов мозга в адаптивной регуляции метаболизма при повышении устойчивости к гипоксии. / Е.И. Ерлыкина, С.Н. Савельева, А. Гарсия, Ю.В. Зимин // Адаптивные и компенсаторные процессы в головном мозге: Тез. Всесоюз. конф. М., 1986. -С.156-157.

2. Ерлыкина, Е.И. Окислительные ферменты мозга при гипоксическом стрессе. / Е.И. Ерлыкина, H.A. Рубанова, Т.Н. Шлапакова, Ю.В. Зимин, И.И. Михалева // Фундаментальные достижения нейрохимии -медицине: Тез. докл. X Всесоюз. конф. по биохимии нерв, системы. Горький, 1987. -С.207.

3. Ерлыкина, Е.И. Повышение сопряжения окислительного фосфорилирования митохондрий мозга как фактор повышения устойчивости организма к гипоксии. / Е.И. Ерлыкина, П.П. Загоскин,

B.Н. Самарцев, A.C. Корягин П Фармакологическая коррекция гипоксических состояний: Тез. докл. Всесоюз. конф. Ижевск, 1988. -

C.47-48.

4. Ерлыкина, Е.И. Эффект производных тиомочевины в регуляции энергетического обмена мозга при гипоксии / Е.И. Ерлыкина // Сб. науч. трудов «Гипоксия и окислительные процессы» / Нижний Новгород, 1992. -С.39-44.

5. Ерлыкина, Е.И. Влияние пептида дельта-сна на каталитические свойства гексокиназы мозга при краткосрочной адаптации. / Е.И. Ерлыкина // Новые медицинские технологии: Тез. докл. 1 сессии общего собрания ЕА АМН. Н. Новгород, 1994. -С.60-61.

6. Ерлыкина, Е.И. Регуляция активности ферментов наружной мембраны митохондрий мозга в условиях гипоксии при введении пептида дельта-сна. / Е.И. Ерлыкина, H.A. Рубанова, Ю.В. Зимин // Антигипоксанты и

актопротекторы: итоги и перспективы: Тез. Росс. науч. конф. С.Петербург, 1994.-B.I. С.82.

7. Yerlykina, E.I. The influence of structure-function relationship on the regulation of brain mitochondrial enzymes / E.I. Yerlykina, E.M. Khvatova, M.R. Gainullirt, I.L. Rostov II J.Neurochem. - 1984. - Vol. 63, suppl. 1. -P. S92.

8. Yerlykina, E.I. Neuropeptide regulation of the properties of the mitochondrial enzymes in the hypoxic condition / E.I. Yerlykina, N.A. Rubanova, M.R. Gainullin И The Internat. Symp.: Physiological and biochemical basis of brain activity. St.Peterburg, 1994. -P.87.

9. Erlykina, E.I. Brain hexokinase as the component of metabolism regulation by neuropeptides / E.I. Erlykina /I Нейрохимия. -1995. - T.l 3, № 2. -C.76-77.

10. Ерлыкина, Е.И. Участие пептида дельта-сна в регуляции свойств митохондриальных ферментов при гипоксии мозга. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, М.Р. Гайнуллин, И.И. Михалева // Человек и лекарство: Тез. докл. 2 Рос. нац. конгресса. М., 1995. -С.228.

11. Ерлыкина, Е.И. Адаптивный эффект пептида, индуцирующего дельта-сон, в регуляции мембраносвязанных ферментов в мозге при стрессорном состоянии организма. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, М.Р. Гайнуллин И Современные представления о структурно-функциональной организации мозга: Тез. симп. М., 1995. -С.119.

12. Yerlykina, E.I. Brain enzymes regulation by neuropeptides. / E.I. Yerlykina, E.M. Khvatova H 8 International congress of the Czech and Slovak Neurochemical society: abstracts. Martin, Slovakia, 1996. - P.25.

13. Yerlykina, E.I. Brain metabolism regulation by neuropeptides. / E.I. Yerlykina, E.M. Khvatova, I.A. Prudchenko, I.I. Michaleva И New research in neurobiology: the 4-th Russian-Swedich symp. Moscow, Russia, 1996. -P.51.

14. Ерлыкина, Е.И. Мембраносвязанные ферменты мозга при гипоксическом стрессе и введении пептида дельта-сна. / Е.И. Ерлыкина, Т.С. Семенова, Л.И. Якобсон, НА. Рубанова П Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Матер, Всерос. конф. М., 1997. -С.40.

15. Ерлыкина, Е.И. Мембранный механизм регуляции митохондриальных ферментов пептидом, индуцирующим дельта-сон. / Е.И. Ерлыкина, Т.С. Семенова, Л.И. Якобсон, Н.А. Рубанова // Тез. докл. 2 съезда БО РАН. Пущино, 1997,-4.2.- С.314-315.

16. Erlykina, E.I. Effects of delta-sleep inducing peptide on the activity of brain hexokinase under hypoxic stress / E.I. Erlykina // J.Neurochem. - 1996. -Vol. 66, suppl.2. -P. S85.

17. Yerlykina, E.I. Brain metabolic adaptation to hypoxia stress // Neurochemistry: Cellular, Molecular and Clinical Aspects./ E.I. Yerlykina, E.M. Khvatova, M.R. Gainullin, I.I. Michaleva. N.Y., 1997. -P.756-760.

18. Yerlikina, E.I. The substrate characteristic of brain and the enzymes of glucose utilization under hypoxia / E.I. Yerlikina, V.M. Fokin, T.I. Shlapakova И J. Neuchem. - 1998. - Vol. 71, suppl. 1. -BS43.

19. Ерлыкина, Е.И. Адаптивный эффект пептида дельта-сна в ранние сроки гипоксии. / Е.И. Ерлыкина И Гипоксия в медицине: Матер. 3 междунар. конф. Москва, Россия, 1998. -С.42.

■ 20. Ерлыкина, Е.И. Нейрохимические основы гипоксии и повышения устойчивости мозга. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, П.П. Загоскин, Т.С. Семенова // Механизмы структурной и функциональной и нейрохимической пластичности мозга: Матер, конф. М.,1999. -С.108.

21. Ерлыкина, Е.И. Концепция гипоксического механизма метаболической адаптации. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, П.П. Загоскин, М.Р. Гайнуллин // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Матер. 2 Всерос. конф. М., 1999. -С.83.

22. Ерлыкина, Е.И. Молекулярные основы функциональной пластичности мозга. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова // Новое в изучении пластичности мозга: матер, конф. М., 2000. -С.94.

23. Ерлыкина, Е.И. Мембранная регуляция митохондриальных ферментов мозга при гипоксическом стрессе и адаптивная роль нейропептида, индуцирующего дельта-сон. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, Т.С. Семенова, М.Р. Гайнуллин П Межрегион, сб. науч. трудов «Биохимия на рубеже XX века» / Рязань, 2000.-С.181-186.

24. Yerlykina, E.I. Free radical reactions in the regulation of the brain enzymes. / E.I. Yerlykina, E.M. Khvatova // Free radical and antioxidants in the development and functions of the central nervous system: from fetus to aging. St.Peterburg, // Успехи геронтологии, 2001. - B.6. C.56.

25. Ерлыкина, Е.И. Сравнительная характеристика гексокиназы при изменении функциональной активности мозга в условиях адаптивной перестройки. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова // Организация и пластичность больших полушарий головного мозга: Тез. конф. М.,

2001.-С.95.

26. Ерлыкина, Е.И. Ферментативные основы стрессовой и адаптивной регуляции метаболизма мозга. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, П.П. Загоскин, М.Р. Гайнуллин, Т.С. Семенова // Проблемы медицинской энзимологии: Тр. Всерос. конф. М., 2002. -С.251-252.

27. Ерлыкина, Е.И. Состояние энергетики мозга и активность ферментативных процессов в разных условиях гипоксии. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, П.П. Загоскин, М.Р. Гайнуллин, Т.С. Семенова // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Тез. 3 Всерос. конф. М.,

2002. -С.139.

28. Ерлыкина, Е.И. Взаимодействие < гексокиназы и креатинкиназы с мембранами митохондрий крыс. / Е.И. Ерлыкина, С.П. Калашников Н 111 съезд Российского биохимического общества. С.Петербург, 2002. -С.74.

29. Ерлыкина, Е.И. Основополагающие энергетические процессы в мозге в разных условиях его кислородного голодания. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, 77.77. Загоскин И Пластичность и структурно-функциональная взаимосвязь коры и подкорковых образований мозга: Матер, конф. М., 2003 -С.101.

30. Ерлыкина, Е.И. К вопросу о связи митохондриальной креатинкиназы с мембранами митохондрий мозга. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова II Механизмы синаптической передачи: Матер Всесоюз.конф. М., 2004. -С.98.

31. Ерлыкина, Е.И. Роль структурных элементов митохондрий в регуляции креатинкиназы мозга при гипоксии. / Е.И. Ерлыкина, Н.С. Колчина Н 3- Российский конгресс по патофизиологии. М., 2004. -С.211-212.

32. Ерлыкина, Е.И. Принципы ферментативной регуляции метаболизма мозга в условиях ишемии и адаптации к кислородному стрессу. / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, М.Р. Гайнуллин // Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты. М., 2004. -С.205.

33. Ерлыкина, Е.И. Взаимодействие креатинкиназы с мембранами митохондрий мозга крыс / Е.И. Ерлыкина, Е.М Хватова, Н.С. Колчина // Нижегородский медицинский журнал. - 2005. - № 4. -С.24-27.

34. Ерлыкина, Е.И. Митохондриальная гексокиназа и креатинкиназа при ишемии и адаптации к кислородному голоданию. /Е.И. Ерлыкина, Н.С. Колчина II Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция : Матер, четвертой Рос. конф. с междунар. участием. М., 2005. -С.42-43.

35. Ерлыкина, Е.И. Особенности взаимодействия креатинкиназы мозга крыс с мембранами митохондрий / Е.И. Ерлыкина, Е.М. Хватова, Н.С. Колчина И Нейрохимия. - 2006. -Т. 23, № 1. -С. 55-60.

36. Ерлыкина, Е.И. Изменение каталитических свойств митохондриальных ферментов при острой ишемии мозга / Е.И. Ерлыкина, Н.С. Колчина, И.П. Иванова II Нижегородский медицинский журнал. — 2006. - № 2. -С. 34-38.

37. Yerlykina, E.I. Some perculiarities of catalytic properties of membrane-associated enzymes in brain acute ischemia and adaptation to intermittent hypoxia. / E.I. Yerlykina II 8 International congress on adaptive medicine. M., 2006.-P. 195-196.

38. Ерлыкина, Е.И. Ферментативные основы адаптивной регуляции метаболизма мозга / Е.И. Ерлыкина И Нижегородский медицинский журнал. - 2006. - № 6. -С. 11-15.

Ъ9.Ерлыкина, Е.И. Свойства мембраносвязанных ферментов при нарушении гемодинамики мозга / Е.И. Ерлыкина //Нейрохимия. - 2006. -Т. 23, № 4. -С. 50-55.

Подписано к печати 15.09.06. Формат 60x847«. Бумага писчая. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме» Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Заказ 155.

Полиграфический участок НГМА 603005, Н. Новгород, ул. Алексеевская, 1.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Ерлыкина, Елена Ивановна

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.И

Глава 1. Регуляция важнейших ферментов энергетического обмена нервной ткани.

1.1. Общая характеристика креатинкиназной реакции.

1.1.1. Митохондриальная креатинкиназа.

1.2. Гексокиназа мозга.

1.3. Особенности энергетического обмена мозга и состояние мембран при повышении устойчивости к кислородному голоданию.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Каталитические свойства основных мембраносвязанных ферментов и общая характеристика свободно радикального окисления в головном мозге интактных животных.

3.2. Каталитические свойства фосфокиназ и состояние свободно радикального окисления в головном мозге животных при острой ишемии

3.3. Особенности мембранной регуляции гексокиназы и креатинкиназы и состояние свободно радикального окисления в динамике после острой ишемии мозга.

3.4. Адаптационная защита мозга от гипоксических воздействий. Каталитическая активность мембраносвязанных ферментов энергетического обмена и роль свободно радикального окисления при повышении устойчивости организма животных к ишемии.

3.5. Каталитическая активность митохондриальных креатинкиназы и гексокиназы мозга и состояние свободно радикального окисления при проверке устойчивости организма тренированных животных к ишемии.

3.6. Каталитические свойства мембраносвязанных ферментов и состояние свободнорадикального окисления в ткани мозга в условиях острой ишемии на фоне предварительного введения пептида, индуцирующего дельта-сон.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности мембранной регуляции ферментов мозга при адаптации к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма"

Актуальность темы:

Проблема адаптации к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма относится к фундаментальным проблемам общей биологии и чрезвычайно актуальна для многих разделов клинической и экспериментальной медицины. Гипоксические и ишемические повреждения являются основой или сопутствующим факторами патогенеза многих заболеваний. В отечественной и зарубежной литературе достаточно полно рассмотрены приспособительные реакции дыхательной, сердечно-сосудистой и кроветворной систем организма к условиям кислородной недостаточности. Однако молекулярные механизмы развития острой ишемии во многом остаются малоизученными, хотя именно они дают представление о фундаментальных основах регуляции хода важнейших реакций, позволяющих поддерживать жизнеспособность организма при дефиците кислорода. Изучение механизмов этих повреждений, разработка методов их профилактики и коррекции является важнейшей задачей молекулярной нейробиологии и медицины.

Хорошо известно, что основу всех метаболических процессов составляют ферменты, являющиеся основными регуляторами обмена веществ (Диксон, Уэбб, 1982; Hochachka, 1996; Baynes, Dominiczak, 2005). Известно, что многие ферменты способны образовывать динамические надмолекулярные комплексы с белками цитоскелета, другими ферментами, мембранами органелл клетки (Linden et al., 1982; Kellershohn, Ricard, 1994; Lyubarev, 1997; Beutner et al., 1998; Ovadi, Srere, 2000; Dolder et al., 2001; da-Silva et al., 2004). Ферменты, адсорбированные мембранами клеточных органелл, имеют иное микроокружение, чем ферменты в растворенном состоянии, и характеризуются измененными каталитическими свойствами. Митохондрии клетки содержат несколько сот различных ферментов и являются примером внутриклеточных структурных образований, у которых обе мембраны могут быть местом адсорбции ферментов из цитозоля или матрикса.

Головной мозг среди других тканей организма отличается высоким уровнем энергетического обмена (Siesjo et al., 1985; Хватова и др., 1987; Schurr, 2002). Интенсивный синтез АТФ обеспечивает энергией специфические функции нервной ткани. Для энергетического метаболизма мозга характерна высокая скорость гликолитического и дыхательного этапов обмена глюкозы, компартментализация метаболических систем и широкие возможности метаболической альтерации. Метаболизм головного мозга целиком зависит от завершенности энергетической реакции в митохондриях и возможности их регуляции в измененных условиях жизнедеятельности.

Ключевые позиции в регуляции баланса внутриклеточной энергии занимают два фермента - креатинкиназа и гексокиназа. Их активность в нервной ткани в сравнении с другими тканями достигает высшего уровня для гексокиназы (Wilson, 1995, 1997) или занимает вторую позицию после скелетной или сердечной мышцы для креатинкиназы (Wyss et al., 1992; Hemmer, Wallimann, 1993; Липская, 2001). Общим для названных ферментов является способность к адсорбции на мембранах митохондрий, особенно в местах контактных сайтов (Kropp and Wilson, 1970; Xie and Wilson, 1988; Stachowiak, et al., 1996; Eder et al., 2000).

Показано, что митохондриальная креатинкиназа совместно с транслоказой адениловых нуклеотидов, порином наружной мембраны митохондрий и мембраносвязанной гексокиназой образуют динамический мультибелковый комплекс (Высоких, 1999; Schlattner et al., 2001; Vyssokikh and Brdiczka, 2003). В литературе практически отсутствуют сведения о роли данных фосфокиназ в функционировании комплекса при измененных физиологических состояниях организма.

Головной мозг характеризуется высокой чувствительностью к недостатку кислорода, которая связана с отсутствием энергоресурсов и аэробным типом обменных процессов. Важнейшим проявлением кислородной недостаточности является нарушение субстратного обеспечения мозга, снижение уровня макроэргов. Недостаток кислорода вызывает нарушение функционирования гексокиназы и креатинкиназы, что негативно сказывается на энергообеспечении головного мозга.

Одним из ключевых механизмов повреждения клеток при ишемии является чрезмерная активация свободнорадикального окисления (Maulik et al., 1999; Сазонтова и др., 2002; Rauchova et al., 2002; Cherubini et al., 2005). Изменение состояния мембраны может привести к нарушению взаимодействия ферментов со структурными элементами митохондрий. В связи с этим представляет интерес изучение роли мембран в регуляции каталитических свойств фосфокиназ при различных функциональных состояниях организма.

Адаптация к условиям окружающей среды как универсальное общебиологическое явление формируется и проявляется на самых различных уровнях организации живого, в том числе молекулярном.

В последние годы для повышения резистентности организма к гипоксии используют комбинированные методы тренировочного режима: гипоксически-гиперкапническое прекондиционирование (Куликов, 2005), комбинация периодов гипоксии и умеренной гипероксии (Жукова, 2005), интервальные нормобарические гипоксические тренировки (Маев с соав., 2004). Известно, что формирование устойчивой адаптационной защиты требует длительного времени (3-5 недель). В связи с этим актуальной задачей является изучение молекулярных механизмов формирования защитных эффектов краткосрочных режимов тренировок, повышающих интенсивность адаптационного сигнала без углубления гипоксической компоненты.

Для предупреждения метаболических нарушений при гипоксии и ишемии широко применяют нейропептиды или лекарственные препараты на основе эндогенных биологически активных соединений. Среди них пептид, индуцирующий дельта-сон (ДСИП), или «дельтаран», синтетический аналог пептида, обладающий адаптогенным действием. Однако влияние нейропептида на обменные процессы в мозге изучено слабо.

Таким образом, в литературе имеются отдельные сведения об изменении каталитических свойств гексокиназы и креатинкиназы при кислородном голодании и практически отсутствуют данные по мембранной регуляции этих ферментов в динамике нарушения мозгового кровообращения и в условиях повышения устойчивости организма к недостатку кислорода. Роль данных ферментов в развитии метаболической адаптации к различным факторам среды остается еще далеко не раскрытой. Важно отметить, что исследование механизмов метаболических процессов индивидуальной устойчивости организма к экстремальным воздействиям и определение критериев режима тренировки следует рассматривать как важный и необходимый этап для использования в практической медицине. Данный вопрос требует всестороннего изучения механизма контроля метаболизма клетки на уровне функционирования отдельных ферментов, связанных с клеточными мембранами, и исследование функционального взаимодействия этих ферментов в условиях ишемии мозга и повышении устойчивости организма к кислородной недостаточности.

Цель исследования: изучение зависимости свойств основных фосфокиназ энергетического обмена мозга от взаимодействия с митохондриальными мембранами при нарушении мозгового кровообращения и адаптивной перестройке метаболизма в разных условиях повышения устойчивости организма к кислородному голоданию.

С этой целью в работе были поставлены следующие задачи: 1. изучить распределение активности креатинкиназы, ее кинетические свойства в митохондриях и субмитохондриальных фракциях мозга и дать характеристику взаимодействия фермента с внутренней мембраной митохондрий.

2. исследовать механизмы взаимодействия гексокиназы с наружной мембраной митохондрий и зависимость свойств фермента от связи с мембраной.

3. провести сравнительный анализ изменений каталитических свойств фосфокиназ в зависимости от характера взаимодействия с митохондриальными мембранами при острой ишемии и в динамике нарушения мозгового кровообращения.

4. исследовать особенности регуляции каталитических свойств креатинкиназы и гексокиназы в условиях интервального гипобарического прекондиционирования и предварительного введения пептида, индуцирующего дельта-сон.

Научная новизна: Обосновано положение о зависимости каталитических свойств основных фосфокиназ энергетического обмена мозга от взаимодействия со структурными элементами митохондрий.

Дана количественная характеристика распределения креатинкиназы в митохондриях и субмитохондриальных фракциях, изучены ее кинетические особенности. Выявлено, что тип кинетического поведения зависит от характера связи креатинкиназы с митохондриальной мембраной.

Выявлена роль ассоциативных взаимодействий (предположительно белок-липидных) в модификации каталитических свойств ассоциированной и прочносвязанной форм креатинкиназы. Показано, что прочное взаимодействие креатинкиназы с нативно организованной мембраной ведет к развитию аномального типа кинетики.

Изучена роль белок-белковых взаимодействий гексокиназы с мембраной митохондрий. Установлено, что адсорбционные взаимодействия фермента с мембраной подчиняются гиперболическому закону Михаэлиса-Ментен, что подтверждено сохранением классической кинетики гексокиназы на мембране после воздействия солюбилизирующих агентов.

Дана расширенная характеристика изменений каталитических свойств ферментов при острой ишемии мозга. Продемонстрированы различия в реакции мембраносвязанных ферментов мозга на острую ишемию, вызванную двусторонним лигированием общих сонных артерий, которые определяются физиологическим состоянием животных.

Определены особенности регуляции фосфокиназ в динамике нарушения мозгового кровообращения. Установлено, что при длительной ишемии мозга регуляторные сдвиги в кинетических характеристиках ферментов направлены на усиление их взаимодействия с мембраной митохондрий.

Выявлено, что интервальное гипобарическое прекондиционирование стабилизирует мембраны митохондрий, формирует новые свойства ферментов.

Установлено, что предварительное введение пептида, индуцирующего дельта-сон («дельтаран»), предупреждает развитие стресс-индуцированных изменений каталитических свойств ферментов.

На основании полученных результатов исследования и литературных данных сформулирована концепция мембранной регуляции ферментов энергетического обмена мозга при ишемии и повышении устойчивости к кислородному голоданию.

Установлено, что метаболическая адаптация является управляемым процессом. Реализация адаптивного механизма связана с изменением свойств мембран, что приводит к формированию новых адсорбционно-каталитических характеристик фосфокиназ мозга.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Полученные данные о существенных изменениях ряда каталитических свойств основных фосфокиназ энергетического обмена мозга расширили современное представление о механизмах регуляции метаболической адаптации при нарушении мозгового кровообращения, способствуя пониманию молекулярных механизмов резистентности организма к экстремальным факторам окружающей среды.

Фундаментальное значение для понимания этого факта имеет выявленная нами зависимость свойств изучаемых ферментов от характера взаимодействия с мембранами митохондрий.

Результаты о влиянии интервального гипобарического прекондиционирования на мембранную регуляцию ферментов энергетического обмена мозга в комплексе с другими исследованиями могут служить для дальнейшего поиска методов и средств эффективной коррекции гипоксических изменений метаболизма мозга. Эти результаты могут быть также использованы для решения прикладных задач по разработке эффективных методов гипокситерапии.

Полученные данные показали результативность «дельтарана» по отношению к реакциям энергетического обмена в мозге и позволили дать характеристику метаболического эффекта лекарственного препарата на основе нейропептида при острой ишемии, что приобретает прямое практическое значение.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Ерлыкина, Елена Ивановна

ВЫВОДЫ

1. Получены экспериментальные доказательства зависимости каталитических свойств креатинкиназы и гексокиназы от функционального взаимодействия с мембранами митохондрий.

2. Показано, что ферментативная характеристика креатинкиназы и гексокиназы может быть использована в качестве критерия при оценке различных физиологических состояний организма.

3. Сформулирована концепция адсорбционного механизма регуляции активности ферментов мозга. В основе этого механизма лежит связанное с изменением состояния мембран смещение равновесия между растворимой и мембраносвязанной формами фосфокиназ, обладающих различными каталитическими и регуляторными свойствами.

4. Дана интегративная кинетическая характеристика митохондриальной креатинкиназы в условиях острой ишемии различной тяжести: а) у животных с тяжелыми нарушениями гемодинамики мозга установлено уменьшение активности креатинкиназы в митохондриях и субмитохондриальных фракциях при неизменном соотношении активностей ассоциированной и прочно связанной с мембраной форм фермента, появление кинетических аномалий реакции в общей митохондриальной фракции и на мембране митохондрий. б) в группе животных в удовлетворительном состоянии выявлено повышение активности ассоциированной формы креатинкиназы в 2 раза, рост начальных и максимальных скоростей реакции при неизменном сродстве фермента к субстрату.

5. Выявлены изменения адсорбционных свойств гексокиназы у животных с тяжелой формой острой ишемии мозга, что проявляется в значительном уменьшении прочности связи с мембраной. Существенных изменений кинетических свойств мембраносвязанной формы фермента не отмечается.

6. Установлены закономерности реакции мембранных структур и связанных с ними ферментов в динамике ишемии мозга. Ранние сроки ишемии сопровождаются активацией свободнорадикальных процессов, уменьшением прочности связи гексокиназы и креатинкиназы с мембраной, изменением их кинетических характеристик. Увеличение продолжительности ишемического воздействия до 4 и 18 часов приводит к усилению взаимодействия гексокиназы и креатинкиназы с мембранами, изменению каталитических свойств ферментов.

7. Доказано, что адаптация к острому кислородному голоданию - это новое метаболическое состояние организма, имеющее собственные характеристики свойств ферментов, зависящие от продолжительности адаптационного периода.

8. Интервальное гипобарическое прекондиционирование и предварительное введение пептида, индуцирующего дельта-сон, оказывает защитное действие на структурные элементы митохондрий. Установлено, что адаптивный механизм регуляции заключается в формировании новых свойств фосфокиназ, повышении активности мембраносвязанных форм ферментов, ограничении процессов свободнорадикального окисления.

9. Выяснены особенности взаимодействия гексокиназы и креатинкиназы с мембранами митохондрий в ответ на острую ишемию после интервального гипобарического прекондиционирования. Доказана зависимость изменений каталитических свойств и кинетических параметров ферментов от продолжительности адаптивной тренировки.

10. На основании полученных данных высказывается точка зрения, что метаболическая адаптация - это управляемый процесс, направленный на поддержание гомеостаза организма. Реализация адаптивного механизма развития связана с изменением адсорбционных и ассоциативных взаимодействий ферментов со структурными элементами митохондрий, что расширяет регуляторные возможности клетки.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Ерлыкина, Елена Ивановна, Нижний Новгород

1. Аврамова, JI.B. Солюбилизация II энзима гексокиназы скелетных мышц крысы под действием глюкозо-6-фосфата / JI.B. Аврамова, Н.Ю. Гончарова // Биохимия. 1994. - Т.59, №3. - С.462-474.

2. Агаджанян, Н.А. Влияние острого гипоксического воздействия на устойчивость к гипоксии / Н.А. Агаджанян, M.JI. Хачатурян, JI.JI. Панченко // Вопр. мед. хим. 1999. - №6. - С. 625-630.

3. Акопян, Д. Построение модели взаимодействия гликолитических ферментов методом молекулярной динамики / Д. Акопян, К. Назарян // Биохимия. 2006. - Т.71, вып.4. - С. 464-470.

4. Алексахина, Н.В. Солюбилизация, очистка и некоторые свойства гексокиназы митохондрий скелетных мышц / Н.В. Алексахина, Н.Ю. Ситнина, Л.Н. Щербатых // Биохимия. 1973. - Т.38, №5. - С. 915-921.

5. Ашмарин, И.П. Регуляторные пептиды, функционально-непрерывная совокупность / И.П. Ашмарин, М.Ф.Обухова // Биохимия.- 1986. Т.51, №4.- С.531-545.

6. Барбашова, З.И. Динамика адаптивных реакций у крыс при 3-хмесячной адаптации к гипоксии / З.И. Барбашова, Г.И. Григорьева, Л.Н. Симановский и др. // Физиол. журн. СССР. 1974. - Т.60, №2. -С.283-291.

7. Бахарев, В.Д. Влияние пептида дельта-сна и его аналогов на биоэлектрическую активность головного мозга кроликов / В.Д. Бахарев, А.С. Саргсян, И.И. Михалева // Нейрохимия. 1983. - Т.2, №3. - С.272-279.

8. Белоусова, JI.B. Исследование кинетики модификации Arg-остатков митохондриальной креатинкиназы из сердца быка: наблюдение отрицательной кооперативности / JI.B. Белоусова, E.JI. Муйжнек // Биохимия. 2004. - Т.69, вып.4. - С. 560-567.

9. Белоусова, JI.H. Потенциометрический метод определения активности креатинкиназы в сыворотке крови / JI.H. Белоусова, С.Н. Федосов, У.Л. Москвитина и др. // Вопр. мед. хим. 1987. - №1. - С. 138-142.

10. Береговская, Н.Н. Энерготранспортное фосфорилирование. Биофизические аспекты. Нарушения биоэнергетики в патологиях и пути их восстановления / Н.Н. Береговская. М.: Наука, 1993. - С. 1120.

11. Березовский, В.А. Гипоксия и индивидуальные особенности реактивности / В.А. Березовский. Киев, 1978. - 324с.

12. Биленко, Н.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов / Н.В. Биленко. М.: Медицина, 1989. - 368с.

13. Болдырев, А.А. Введение в биомембранологию / Болдырев А.А. М.: Изд-во Московского университета, 1990. - 208с.

14. Болдырев, А.А. Окислительный стресс и мозг / А.А. Болдырев // Соровский образовательный журнал. 2001. - №4. - С. 21-28.

15. Болдырев, А.А. Свободные радикалы в норме и ишемическом мозге / А.А. Болдырев, М.Л. Куклей // Нейрохимия. 1996. - №3, 2. - С. 71-78.

16. Бондаренко, Т.И. Мембраностабилизирующий эффект дельта-сон индуцирующего пептида при стрессе / Т.И. Бондаренко, Н.П. Милютина, И.И. Михалева, Н.В. Носкова // Бюл. экспер. биол. и мед. -1998.-№9.-С. 325-327.

17. Бурбаева, Г.М. Мозговая форма креатинкиназы в норме и при психических заболеваниях (болезнь Альцгеймера, шизофрения) / Г.М. Бурбаева, O.K. Савушкина, С.Н. Дмитриев // Вестник РАМН. 1999. -№1. - С. 20-24.

18. Бурлакова, Е.Б. Механизмы реактивности липид-зависимых ферментов при патологических состояниях / Е.Б. Бурлакова, А.В. Алесенко, С.А.Аристархова и др. // Липиды биологических мембран,-Ташкент, Фан. 1982.- С. 16-23.

19. Владимиров, Ю.А. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах / Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков. М.: Наука,1972. - 252с.

20. Владимиров, Ю.А. Биологические мембраны и незапрограммированная смерть клетки / Ю.А. Владимиров // Сорос, образ, журн. 2000. - Т.6, №9. - С. 2-10.

21. Высоких, М.Ю. Белковые комплексы митохондриальных контактных сайтов / М.Ю. Высоких, Н.Ю. Гончарова, А.В. Журавлева и др. // Биохимия. 1999. - Т.64, вып.4. - С. 466-475.

22. Гаркуша, Н.Ф. Об адсорбционном механизме регуляции активности гексокиназы в саркоме М-1 крыс / Н.Ф. Гаркуша, Н.Ю. Гончарова // Биохимия. 1990. - Т.55, вып.9. - С. 1599-1605.

23. Гарсия, А. Малатдегидрогеназа мозга: свойства и роль в регуляции метаболизма при кислородном голодании мозга и повышении устойчивости к гипоксии: Автореф. дисс. канд. мед. наук / А. Гарсия. Горький, 1983. - 21с.

24. Гарсия, А. Особенности малатдегидрогеназной реакции в митохондриальной и цитоплазматической фракциях мозга при остройгипоксии и краткосрочной адаптации / А. Гарсия, Е.И. Ерлыкина // Механизмы пластичности мозга. Махачкала, 1982. - С. 80-81.

25. Гарсия, А. Исследование кинетических свойств изоферментов малатдегидрогеназы мозга крыс при гипоксии / А. Гарсия, Е.М. Хватова // Нейрохимия. 1988. - Т.7, №2. - С. 225-231.

26. Геннис, Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции / Р.Геннис. М.: Медицина, 1997.-624с.

27. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. М.: Практика, 1999. - 459с.

28. Говорова, JI.B. Влияние экспериментальной гипоксии на АТФ-азную активность ядер и митохондрий мозга, печени и сердца / J1.B. Говорова // Вопр. мед. хим. 1977. - №3. - С. 302-308.

29. Гринштейн, С.В. Структурно-функциональные особенности мембранных белков / С.В. Гринштейн, О.А. Кост // Усп. биол. химии. -2001 .-Т.41. С.77-104.

30. Гусев, Е.И. Ишемия головного мозга / Е.И. Гусев, В.И. Скворцова. -Москва: Медицина, 2001. 328с.

31. Диже, Г.П. Введение в технику биохимического эксперимента / Г.П. Диже, Н.Д. Ещенко, А.А. Диже, И.Е. Красовская. Санкт-Петербург, 2003.-86с.

32. Диксон, М. Ферменты / М.Диксон, Э.Уэбб .- Москва: Мир, 1982.-Т.1.-389с.

33. Доведова, Е.И. Действие «пептида дельта-сна» на активность моноаминооксидаз и АХЭ в субклеточных фракциях и различных образований мозга кролика / Е.И. Доведова, И.П. Ашмарин // Бюл. экспер. биол. и мед. 1982. - Т.93, №5. - С.56-58.

34. Доведова, E.J1. К механизму действия ПДС на фоне введения Дофа / E.J1. Доведова // Бюлл. экспер. биол. и мед. - 1989а. - Т. 107, №4. -С.440-442.

35. Дудченко, A.M. Активность ферментов митохондрий и содержание метаболитов энергетического обмена в коре головного мозга крыс, обладающих различной чувствительностью к гипоксии: Автореф. дисс. канд. мед. наук/ A.M. Дудченко. Москва, 1975. - 23с.

36. Дудченко, A.M. Триггерная роль энергетического обмена в каскаде функционально-метаболических нарушений при гипоксии / А.М Дудченко // Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Москва, 2004. - С. 51-83.

37. Ерлыкина, Е.И. Роль структурных элементов митохондрий в регуляции креатинфосфокиназы мозга при гипоксии / Е.И. Ерлыкина, Н.С. Колчина // Дизрегуляционная патология органов и систем: Сб. ст. -Москва, 2004.-С. 211-212.

38. Жданов, Г.Г. Проблема гипоксии у реанимационных больных в свете свободнорадикальной теории / Г.Г. Жданов, M.JI. Нодель // Анестезиология и реаниматология. 1995. - Т.1. - С. 53-61.

39. Жукова, А.Г. Свободнорадикальное окисление и механизмы внутриклеточной защиты при адаптации к изменению уровня кислорода: Автореф дисс. докт. биол. наук / А.Г. Жукова. Москва, 2005.-46с.

40. Зенков, Н.К. Окислительный стресс / Н.К.Зенков, В.З.Ланкин, Е.Б. Меньщикова // Наука. 2001.-343с.

41. Зимин, Ю.В. Гексокиназа и глутаматдегидрогеназа мозга при гипоксии и повышении устойчивости к кислородному голоданию: Автореф. дисс. канд. мед. наук / Ю.В. Зимин. Горький, 1987. -20с.

42. Зимин, Ю.В. Особенности регуляции оксидоредуктаз в норме и патологии: Автореф. дисс. докт. мед. наук / Ю.В. Зимин. Москва, 1999. - 44с.

43. Игнатюк, Т.Е. Динамика изменений активности гексокиназы в субклеточных фракциях тканей новорожденных крысят при гипоксии / Т.Е. Игнатюк // Бюл. экспер. биол. и мед. 1977. - Т.83, №1. - С. 21-24.

44. Иноуэ, Ш. Действие некоторых аналогов пептида, индуцирующего дельта-сон, на сон крыс при внутрижелудочковой инфузии / Ш. Иноуэ, М. Кимура-Такеучи, В.М. Ковальзон и др. // Бюлл. экспер. биол. и мед.- 1994. №1. - С.56-61.

45. Карманова, М.Г. Анализ действия нейропептида, вызывающего дельта-сон у кошек и белых крыс / М.Г. Карманова, В.Ф. Максимум, И.Б. Воронов и др. // Журнал эволюц. биохимии и физиологии. 1979.- №6. С.583-589.

46. Кендыш, И.Н. Регуляция углеводного обмена / И.Н. Кендыш. М.: Медицина, 1985. - 272с.

47. Кожевников, Ю.Н. О перекисном окислении липидов в норме и патологии / Ю.Н. Кожевников // Вопр. мед. хим. 1985. - Т.31, №5. -С. 2-7.

48. Козлов, Ю.П. Свободнорадикальное окисление липидов в биомембранах в норме и при патологии / Ю.П. Козлов // Биоантиокислители. М.: Наука, 1975. - С. 5-13.

49. Колчинская, А.З. Интервальная гипоксическая тренировка. Эффективность, механизмы действия / А.З. Колчинская. Киев: Наукова думка, 1992. - 160с.

50. Кометиани, П.А. Биохимические аспекты ишемии головного мозга / П.А. Кометиани // Пат. физиол. 1980. - №5. - С. 79-84.

51. Конторщикова, К.Н. Перекисное окисление липидов в норме и патологии / К.Н. Конторщикова // Актуальные вопросы внутренней патологии: Матер, докл. пленума терапевтов России. Н.Новгород, 1998.-С. 90-106.

52. Корчагин, В.П. Олигомеризация интегральных мембранных белков при перекисном окислении липидов / В.П. Корчагин, Л.Б. Братковская,

53. A.А. Шведова // Биохимия. 1980. - Т.45, №10. - С. 1767-1772.

54. Косалапов, В.А. Антиоксидантная защита и перекисное окисление липидов в тканях крыс после гипобарической гипоксии / В.А. Косалапов, О.В. Островский, А.А. Спасов // Бюлл. экспер. биол. и мед. 1998.-Т.126,№11.-С. 519-523.

55. Кузьмина, Е.И. Биохимия и биофизика микроорганизмов / Е.И. Кузьмина, Л.С. Нелюбин, М.К. Щепникова. М.: Наука,1983. - 189с.

56. Куликов, В.П. Механизмы повышения толерантности мозга к ишемии при гипоксически-гиперкапническом прекондиционировании / В.П. Куликов // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Матер, конф. -Москва, 2005. С. 50-55.

57. Куликов, В.Ю. Перекисное окисление липидов и холодовой фактор /

58. B.Ю. Куликов, А.В. Семенюк, Л.И. Колесникова. Новосибирск: Наука, 1988. - 192с.

59. Курганов, Б.И. Аллостерические ферменты / Б.И. Курганов. М.: Наука, 1978.-348с.

60. Курганов, Б.И. Физико-химические механизмы регуляции активности ферментов / Б.И. Курганов // Физико-химические проблемы ферментативного катализа. М.: Наука, 1984. - С. 97-103.

61. Курганов, Б.И. Адсорбция ферментов структурными белками мышц / Б.И. Курганов, Н.А. Чеботарева // Усп. биол. хим. 1989. -Т.30. - С. 4666.

62. Лазаревич, Ю.А. Механизм повреждения митохондрий головного мозга при церебральной ишемии / Ю.А. Лазаревич, М.Д. Маевска, И. Строшнайдер // Анест. и реаниматол. 1980. - №5. - С. 39-43.

63. Ланкин, В.З. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях / В.З. Ланкин, А.К. Тихазе, Ю.Н. Беленков. -М.: Наука, 2001.-54с.

64. Липская, Т.Ю. Проблема связи креатинкиназы со структурами митохондрий / Т.Ю. Липская, Е.В. Молокова // Биохимия и биофизика мышц. М.: Наука, 1983. - С. 118-129.

65. Липская, Т.Ю. Физико-химические свойства и регуляция активности митохондриальной креатинкиназы: Дисс. докт. биол. наук / Т.Ю. Липская //. МГУ, 1990. - 44с.

66. Липская, Т.Ю. Физиологическая роль креатинкиназной системы: эволюция представлений / Т.Ю. Липская // Биохимия. 2001. - Т.66, вып.2.-С. 149-166.

67. Липская, Т.Ю. Митохондриальная креатинкиназа: свойства и функции / Т.Ю. Липская // Биохимия. 2001. - Т.66, вып. 10. - С. 1361-1376.

68. Лукьянова, Л.Д. Кислород-зависимые процессы в клетке и ее функциональной состояние / Л.Д. Лукьянова, Б.С. Балмуханов, А.Т. Уголев. М.: Наука, 1982. - 301с.

69. Лукьянова Л.Д. / Л.Д. Лукьянова // Дизрегуляторная патология. М.: Медицина, 2002. - С. 216-232.

70. Лукьянова, Л.Д. Функционально-метаболические особенности животных с различной индивидуальной резистентностью к гипоксии / Л.Д. Лукьянова//Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Москва, 2004. - С. 156-169.

71. Лукьянова, Л.Д. Митохондриальнпя дисфункция при гипоксии и кислородзависимая генная регуляция адаптационных процессов / Л.Д.Лукьянова, А.М.Дудченко // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: тез конф. Москва. -2005. - С.68-69.

72. Лызлова, С.Н. О формировании систем энергетического обеспечения мышц в процессе миогенеза / Лызлова, С.Н. // Биохимия и биофизика мышц.- М, 1983.-С. 91-109.

73. Лысенко, А.В. Свойства и механизмы реализации биологических эффектов пептида, индуцирующего дельта-сон / А.В. Лысенко, A.M. Менджерицкий // Успехи совр. биол. 1995. - №6. - С.729-739.

74. Лянгузов, А.Ю. Построение и анализ модели двухсубстратной ферментативной реакции (на примере креатинкиназы). Автореф. дисс. канд. биол. наук / А.Ю. Лянгузов. -С-Петербург, 1992. -16с.

75. Маилян, Э.С. Об окислительном метаболизме мозга крыс при гипоксии / Э.С. Маилян, Е.А. Коваленко, Л.В. Буравкова // Молекулярные аспекты к адаптации. Киев, 1979. - С. 81-88.

76. Малахов, В.Н. Креатинкиназная система в энергетическом метаболизме клетки / В.Н. Малахов, В.А. Тищенко, В.А. Исаченко // Биохимия.-1978.-Т.43.-С. 2211 -2221.

77. Меддис, Э. Биохимическое исследование мембран / Э. Меддис. М.: Мир, 1979.-460с.

78. Меерсон, Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика / Ф.З. Меерсон. М.: Наука, 1981.-274с.

79. Меерсон, Ф.З. Развитие суперрезистентности к гипоксической гипоксии под влиянием адаптации к кратковременным стрессорным действиям / Ф.З. Меерсон, Т.Д. Миняймыко, В.П. Пожаров // Бюлл. экспер. биол. и мед. 1993. - №2. - С. 132-135.

80. Менджерицкий, A.M. Протеолитические процессы в мозге и сыворотке крыс при гипокинезии и адаптивном влиянии дельта-сон индуцирующего пептида / A.M. Менджерицкий, А.В. Лысенко, Н.И. Ускова // Биохимия. 1995. - Т.60, №4. - С.140-142.

81. Милейковская, Е. Роль кардиолипина в энергозапасающих мембранах / Е.Милейковская, М. Жанг, В.Доухан // Биохимия.- 2005.-Т.70, в.2,-С.191-196.

82. Мунтян, Е.М. О специфичности взаимодействия изозима 11 гексокиназы с митохондриальными мембранами / Ф.З. Меерсон, Т.Д. Миняймыко, В.П. Пожаров // Биохимия. 1986. - Т.51, вып.З. - С. 404411.

83. Назаренко, А.И. Влияние острой кислородной недостаточности на тканевое дыхание высокоустойчивых и низкоустойчивых к острой гипоксии крыс / А.И. Назаренко // Кислородный гомеостазис и кислородная недостаточность. Киев, 1978. - С. 93-98.

84. Никушкин, Е.В. Перекисное окисление в ЦНС в норме и при патологии / Е.В. Никушкин // Нейрохимия. 1989. - №1. - С. 124-147.

85. Панченко, Л.Ф. Влияние острой гипоксической гипоксии на активность ферментов митохондрий коры мозга крыс, обладающих различной чувствительностью к недостатку кислорода / Л.Ф. Панченко,

86. A.M. Дудченко, А.А. Шпаков // Биохимия гипоксии. Горький, 1975. -С. 59-65.

87. Прохорова, М.И. Нейрохимия / М.И. Прохорова. JL, 1979. - 271с.

88. Прудченко, И.А. Проблемы эндогенности пептида дельта-сна / И.А. Прудченко, И.И. Михалева // Успехи совр. биологии. 1994. - №6. - С. 728-748.

89. Рихирева, Г.Т. Взаимодействие дельта-сон индуцирующего пептида (ДСИП) с клеточными мембранами in vitro / Т.Г. Рихирева, И.Н. Голубев, С.А. Копыловский и др. // Биоорган, химия. 1999. - Т. 25, №5.-С. 334-340.

90. Рихирева, Г.Т. Изменение динамической структуры клеточных мембран под действием дельта-сон индуцирующего пептида (ДСИП) / Г.Т. Рихирева, И.Н.Голубев, И.А. Прудченко, И.И. Михалева // Биологические мембраны.-2003.-Т.20, №5.- С.409-418.

91. Рожанец, В.В. Радиоиммунологическое изучение локализации ПДС-подобного материала в различных органах и отделах головного мозга крысы / В.В. Рожанец, Р.Ю. Юхананов, М.А. Чижевская, Е.В. Наволоцкая // Нейрохимия. 1983. - Т.2, №4. - С.353-363.

92. Рубанова, Н.А. Адаптивный эффект ПДС на серотоническую систему мозга в ранние сроки гипоксии / Н.А.Рубанова, М.В.Баландина // Фармакологическая коррекция гипоксических состояний: Матер, конф. -Гродно, 1991.-С. 229-230.

93. Савина, М.В. Механизмы адаптации тканевого дыхания в эволюции позвоночных / М.В. Савина. СПб.: Наука, 1992. - 200с.

94. Савушкина, O.K. Диссоциация мозговой изоформы КФК при психической патологии (болезнь Альцгеймера, шизофрения): Автореф. дисс. канд. биол. наук / O.K. Савушкина. М., 2000. - 21с.

95. Сазонтова, Т.Г. Роль свободнорадикальных процессов в адаптации организма к изменению уровня кислорода / Т.Г. Сазонтова, Ю.В. Архипенко // Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Москва, 2004. - С. 112-137.

96. Сакс, В.А. Энергетика клеток миокарда / В.А. Сакс, JI.B. Розенштраух // Физиология кровообращения. JL, 1980. - 210 с.

97. Сакс, В. А. Роль креатинкиназных систем в процессе внутриклеточного транспорта энергии в регуляции сокращения сердечной мышцы. Автореф. дис. . док. биол. наук / В.А.Сакс //.- М., 1983.-30с.

98. Сакс, В.А. Внутриклеточный транспорт энергии: фосфокреатинкиназный путь / В.А.Сакс, В.В.Куприянов // Биохимия и биофизика мышц. М., 1983.- С.101-120.

99. Салиева, P.M. Пептид, вызывающий дельта-сон, в крови и гипоталамусе у крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу / P.M. Салиева, Е.В. Коплик, З.А. Каменов, А.Б. Полетаев // Бюлл. экспер. биол. и мед. 1988. - №9. - С. 264-266.

100. Сидоркина, А.Н. Предварительные гипобарические тренировки при острой ишемии мозга / А.Н. Сидоркина, Л.И. Якобсон, В.А. Ваулина // Дегидрогеназы в норме и патологии: Сб. науч. тр. Горьк. мед. ин-т. Горький, 1980. - С. 50-57.

101. Скулачев, В.П. Явления запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органы: роль активных форм кислорода / В.П. Скулачев // Сорос, образ, журн. 2001. - Т.7, №6. - С. 4-10.

102. Турпаев, К.Т. Активные формы кислорода и регуляция экспрессии генов / К.Т. Турпаев // Биохимия. 2002. - Т.67, №3. - С. 339-353.

103. Фархутдинов, P.P. Хемилюминисцентные методы исследования свободнорадикального окисления в биологии и медицине / Р.Р.Фархутдинов, В.А. Лиховских.- Уфа, 1995.- 126с.

104. Фридрих, П. Ферменты: четвертичная структура и надмолекулярные комплексы / П. Фридрих. М.: Мир, 1986. - 374с.

105. Хватова, Е.М. Ферментные спектры и энергетика мозга в разные сроки его частичной ишемии и гипоксии / Е.М.Хватова, И.С.Варыпаева, Г.В.Миронова // Вопросы нейрохимии: Сб. науч. тр. -Л., 1977.-С.101-103.

106. Хватова, Е.М. Метаболизм острой гипоксии / Е.М. Хватова, Н.В. Мартынов. Горький, 1977. - 160с.

107. Хватова, Е.М. развитие исследований по изучению активности и роли тканевых дегидрогеназ и оксидаз в условиях экспериментальной патологии / Е.М.Хватова // Дегидрогеназы в норме и патологии: Сб. науч. тр. Горьк. мед. ин-т. Горький, 1980.- С.5-10.

108. Хватова, Е.М. Нуклеотиды мозга / Е.М. Хватова, А.Н. Сидоркина, Г.В. Миронова. М.: Медицина, 1987. - 205с.

109. Хватова, Е.М. Энзимологическая концепция регуляции энергетического обмена мозга при гипоксии и повышенииустойчивости к кислородному голоданию / Е.М. Хватова // Гипоксия и окислительные процессы. Нижний Новгород, 1992. - С. 121-126.

110. Хватова, Е.М. Влияние пептида, индуцирующего дельта-сон, на каталитические свойства митохондриальной малатдегидрогеназы / Е.М. Хватова, М.Р. Гайнуллин, И.И. Михалева // Бюл. экспер. биол. и мед.- 1995,-№2.-С. 141-143.

111. Хочачка, П. Стратегия биохимической адаптации / П. Хочачка, Дж. М.: Мир, 1977.-392с.

112. Хугаев, В.Н. Различное влияние аналогов лей-энкефалина на динамику мозгового кровотока при ишемии мозга разной степени тяжести / В.Н. Хугаев, А.К. Беспалова // Бюлл. экспер. биол. и мед. -1998.-Т.126,№11.-С. 516-519.

113. Четверикова, Е.П. Состав и кинетические свойства креатинкиназы из скелетных мышц / Е.П. Четверикова, А.В.Кринская, Н.А. Розанова, В.В. Рыбина и др. // Биохимия.-1970.-Т.35, №5.- С.953-961.

114. Четверикова, Е.П. Ингибиторы креатинкиназы (гликолитические интермедиаты, нуклеотиды и неорганический фосфат) // Е.П. Четверикова, Н.А. Розанова // Докл. АН СССР. 1976. - Т.231, №5. -С.37-40.

115. Четверикова, Е.П. Креатинкиназная система и энергетический обмен мышц / Е.П. Четверикова // Журн. общ. биол.- 1981.-Т. XIII, № 4.-С.586-595.

116. Четверикова, Е.П. Свойства и функция молекулярных форм креатинкиназы / Е.П. Четверикова, Н.А. Розанова // Биохимия и биофизика мышц. М., 1983. - С. 10-12.

117. Шлапакова, Т.И. Субстраты окисления в тканях при нарушении кислородного режима и при повышении устойчивости к гипоксии: Автореф. дисс. канд. мед. наук / Т.И. Шлапакова. Горький, 1981. -17с.

118. Шумицкая, Н.М. Индивидуальные различия гликолиза при гипоксической гипоксии / Н.М. Шумицкая // Кислородный гомеостазис и кислородная недостаточность. Киев, 1978. - С. 105-115.

119. Шустанова, Т.А. Регуляция дельта-сон индуцирующим пептидом свободно-радикальных процессов в тканях крыс при холодовом стрессе / Т.А. Шустанова, Т.И. Бондаренко, Н.П. Милютина, И.И. Михалева // Биохимия. 2001. - Т. 66, №6. - С. 632-639.

120. Якобсон, Л.И. Влияние кратковременной гипоксии на каталитические и кинетические свойства митохондриальных ферментов / Л.И. Якобсон, Т.С. Семенова, Н.А. Рубанова // Гипоксия иокислительные процессы: Сб. науч. тр. Нижний Новгород, 1992. - С. 131-136.

121. Adams, V. Further characterization of contact sites from mitochondria of different tissues: topology of peripheral kinases / V. Adams, W. Bosch, J. Schlegel et al. // Biochim. Biophys. Acta. 1989. - Vol. 981. - P. 213-225.

122. Aebi, H. Methoden der erymatiechen analyses / H. Aebi // Biochemistry. 1970.- Vol.2, N2.- P.636-647.

123. Aflalo, C. Association of rat brain hexokinase to yeast mitochondria: effect of environmental factors and the source of porin / C. Aflalo, H. Azoulay // J. Bioenerg. Biomembr. 1998. - Vol. 30. - P. 245-255.

124. Aleshin, A.E. Regulation of hexokinase I: crystal structure of recombinant human brain hexokinase complexed with glucose and phosphate / A.E. Aleshin, C. Zeng, H.D. Bartunik et al. // J. Mol. Biol. -1998b.-Vol. 282.-P. 345-357.

125. Aleshin, A.E. Multiple crystal form of hexokinase I: new insights regarding conformational dynamics, subunit interactions, and membrane association / A.E. Aleshin, H.J. Fromm, R.B. Honzatko // FEBS Lett. -1998.-Vol. 434.-P. 42-46.

126. Aragon, J.J. Regulation of enzyme activity in the cell: effect of enzyme concentration / J. Aragon, A. Sols // The Faseb J. 1991. - Vol. 5. -P. 2945-2950.

127. Arkhipenko, Y.V. Adaptation to periodic hypoxia and hyperoxia improves resistance of membrane structures in heart, liver and brain / Y.V. Arkhipenko, T.G. Sazontova, A.G. Zhukova // Bull. Exp. Biol. Med. 2005. -Vol. 140, №3.- P. 278-281.

128. Askenasy, N. Transgenic livers expressing mitochondrial and cytosolic CK: mitochondrial CK modulates free ALP levels / N. Askenasy, A.P. Koretsky // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2002. - Vol. 282. - P. 338346.

129. Aubert-Foucher, E. Rabbit heart mitochondrial hexokinase: solubilization and general properties / E. Auber-Foucher, B. Font, D.C. Gautheron // Arch. Biochem. Biobhys. 1984. - Vol. 232, №1. - P. 391399.

130. Baynes, J.W. Medical Biochemistry / J.W. Baynes, M.H.Dominiczak //Elsevier Mosby. 2005. - 693 P.

131. Belousova, L.V. The structural features of beef heart mitochondrial creatine kinase / L.V. Belousova, S.N. Fedosov, E.V. Orlova, V.Ya. Stel'mashchuk // Biochem. Int. 1991. - Vol. 24, №1. - P. 51-58.

132. Bergeron, M.Yu. Induction of hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) and its target genes following focal ischaemia in rat brain / M.Yu. Bergeron, K.E. Solway, G.L. Semenza, F.R. Sharp // Eur. J. Neurosci. 1999. - Vol. 11.-P. 4159-4170.

133. Bernardi, P. Mitochondrial transport of cations: channels, exchangers, and permeability transition / P. Bernardi // Physiol. Rev. 1999. - Vol. 79. -P. 1127- 1155.

134. Berridge, M. The versatility and universality of calcium signaling / M. Berridge, P. Lipp, M. Bootman // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2000. - Vol. 1. -P. 11-21.

135. Bessman, S.P. Transport of energy in muscle: the phosphocreatine shuttle / S.P. Bessman, P.J. Geiger // Science. 1981. Vol. 211. - P. 448452.

136. Bessman, S.P. The creatine-creatine phosphate energy shuttle / S.P. Bessman, C.L. Carpenter // Annu. Rev. Biochem. 1985. Vol. 54. - P. 831862.

137. Bickler, P.E. Adaptive responses of vertebrate neurons to hypoxia / P.E. Bickler, P.H. Donohoe // J. Exp. Biol. 2002. - Vol. 205. - P. 35793586.

138. Blum, H.E. Mitochondrial creatine kinase from human heart muscle: purification and characterization of the crystallized isoenzyme / H.E. Blum, B. Deus, W. Gerok // J. Biochem. (Tokyo). 1983. - Vol. 94, №4. - P. 1247-1257.

139. Bottomley, M.J. Phospholipid-binding protein domains / M.J. Bottomley, K. Salim, G. Panayotou // Biochim. Biophys. Acta. 1998. -Vol. 1436.-P. 165-183.

140. Brdiczka, D. Function of the outer mitochondrial compartment in regulation of energy metabolism / Brdiczka, D. // Biochem. Biophys. Acta. -1994. Vol. 1187, №2. - P. 264-269.

141. Bricknell, O.L. A relationship between adenosine-triphosphate glycolysis and ischemic contracture in the isolated rat heart / O.L. Bricknell, P.S. Daries, L.N. Opie // J. Mol. Cell Cardiol. 1981. - Vol. 13, №8. - P. 941-945.

142. Brown, S.T. Hypoxic augmentation of Ca channel currents requires a functional electron transport chain / S.T. Brown, J.L. Scragg, J.P. Boyle et al. // J. Biol. 2005. - Vol. 280, №23. - P. 21706 - 21712.

143. Brucklacher, R.M. Hypoxic preconditioning increases brain glycogen and delays energy depletion from hypoxia-ischemia in the immature rat / R.M. Brucklacher, R.C. Vannuccii, S.J. Vannuccii // Dev. Neurosci. 2002. -Vol. 24, №5.-P. 411-417.

144. Buderus, S. Resistance of coronary endothelial cells to anoxia-reoxygeneration in isolated guinea pig hearts / S. Buderus, B. Siegmund, R. Spahr et al. // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 1989. - Vol. 257. - P. 488-493.

145. Bunn, H. Oxygen sensing and molecular adaptation to hypoxia / H. Bunn, R. Poyton // Physiol. Rev. 1996. - Vol. 76. - P. 839-885.

146. Burley, S.K. Aromatic-aromatic interaction: a mechanism of protein structure stabilization / S.K. Burley, G.A. Petsko // Science. 1985. - Vol. 229. - P. 23-28.

147. Chen, L. Expression of brain-type creatine kinase and ubiquitous mitochondrial creatine kinase in the fetal rat brain: evidence for a nuclear energy shuttle / L. Chen, R. Roberts, D.L. Friedman // J. Сотр. Neurol. -1995. Vol. 363, №3. - P. 389-401.

148. Chen, L. Rabbit musle creatine kinase: consequences of the mutagenesis of conserved histidine residues / L. Chen, C.L. Borders. J.R. Vasguez, G.L. Kenyon // Biochemistry.- 1996.-Vol. 35(24).-P.7895-7902.

149. Cheneval, D. A spin-lable electron spin resonans study of the binding of mitochondrial creatine kinase to cardiolipin / D. Cheneval, E. Carafoli, G.L. Powell, D. Marsh // Eur. J. Biochem. 1989. - Vol. 186, №1-2. - P. 415-419.

150. Cheneval, D. Identification and primary structure of the cardiolipin-binding domain of mitochondrial CK / D. Cheneval, E. Carafoli // Eur. J. Biochem. 1989. -Vol. 17, №1-2.-P. 1-9.

151. Cherubini, A. Potential markers of oxidative stress in stroke / A. Cherubini, C. Ruggiero, M.C. Polidori, P. Mecocci // Free Radic. Biol. Med. 2005. -Vol. 39, №7. - P. 841-852.

152. Chiuch, C.C. Induction of thioredoxin and mitohondrial survival proteins mediater proconditioning-induced cardioprotection and neuroprotection / C.C. Chiuch, T. Anrloh, P.B. Chock // Ann. IV J. Acad. Sci. 2005. - Vol. 1042.-P. 403-418.

153. Chopinean, J. Dynamic interaction between enzyme activity and microstructural enviroment / J. Chopinean, D. Thomas, M. Legoy // Eur. J. Biochem. 1989. - Vol. 183, №2. - P. 459-463.

154. Clantz, L. Ischemic preconditioning increases antioxidants in the brain and peripheral organs after cerebral ischemia / L. Clantz, A. Avramovich, V. Trembovler, V. Gurvitz et al. // Exp. Neurol. 2005. - Vol. 192, №1. - P. 117-124.

155. Dean, R.T. Biochemistry and pathology of radical-mediated protein oxidation / R.T. Dean, S. Fu, R. Stocker, M.J. Daviu // Biocem. J. 1997. -Vol. 324, Pt.l.-P. 1-18.

156. De Cerqueira Cesar, M. Further studies on the coupling of mitochondrially compartmented ATP, generated by oxidative phosphorylation / M. De Cerqueira Cesar, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 1998. - Vol. 350. - P. 109-117.

157. De Cerqueira Cesar, M. Functional characteristics of hexokinase bound to the type A and type В sites of bovine brain mitochondria / M. De Cerqueira Cesar, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 2002. - Vol. 397, №1.-P. 106-112.

158. Devaux, P.F. Specificity of lipid-protein interactions as determined by spectroscopic techniques / P.F. Devaux, M. Seigneuret // Biochem. Biophys. Acta. 1985. - Vol. 822. - P. 63-125.

159. Dos Santos, P. Alteration of the bioenergetics systems of the cell in acute chronic myocardial ischemia / P. Dos Santos, M.N. Laclau, S. Boudina, K.D. Garlid // Mol. Cell Biochem. 2004. - Vol. 256-257, №1-2. -P. 157-166.

160. Dowhan, W. Diversity and versatility of lipid-protein interactions revealed by molecular genetic approaches / W. Dowhan, E. Mileykovskaya, M. Bogdanov // Biochim. Biophys. Acta 2004. - Vol. 1666, №1-2. - P. 19-39.

161. Eder, M. Crystal structure of human ubiquitous mitochondrial creatine kinase / M. Eder, K. Frutz-Wolf, W. Kabsch et al. // Proteins. 2000. - Vol. 39.-P. 216-225.

162. Eder, M. A conserved negatively charged cluster in the active site of creatine kinase is critical for enzymatic activity / M. Eder, M. Stolz, T. Wallimann, U. Schlattner // J. Biol. Chem. 2000. - Vol. 275, №35. - P. 27094-27099.

163. Edgar, A.D. Activation of ethanolamine phospholypase A2 in brain during ischemia / A.D. Edgar, J. Strosznajder, L.A. Horrocks // J. Neurochem. 1982. -Vol. 39, №4. -P. 1111-1116.

164. Ehsani-Zonouz, A. Interaction of hexokinase with the outer mitohondrial membrane and a hydrophobic matrix / A. Ehsani-Zonouz, A. Golestani, M. Nemat-Gorgani // Mol. Cell Biochem. 2001. - Vol. 223, №1-2.-P. 81-87.

165. Ellington, W.R. Phosphocreatine represents a thermodynamic and functional improvement over other muscle phosphagens / W.R. Ellington // J.Exp. Biol. 1989.-Vol. 143.-P. 177-194.

166. Eppenberger, H. Tissue-specific isoenzyme partterns of creatine kinase (2.7.3.2.) in trout / H. Eppenberger, A. Scholl, H. Ursprung // FEBS Lett. 1971. - Vol. 14, №5. - P. 317-319.

167. Erecinka, M. Tissue oxygenation and brain sensitivity to hypoxia / M. Erecinka, I.A. Silver // Resp. Physiol. 2001. - Vol. 128. - P. 263-276.

168. Eriksson, O. Chemical modification of arginines by 2,3-butanedione and phenylglyoxal causes closure of the mitochondrial permeability transition pore / 0. Eriksson, E. Fontaine, P. Bernandi // J Biol. Chem.-1998. Vol. 273. - P. 12669-12674.

169. Fang, T.Y. Identification of a phosphate regulatory site and a low affinity binding site for 6-phosphate in the N-terminal half of human brain hexokinase / T.Y. Fang, O. Alechina, A.E. Aleshin et al. // J Biol. Chem.-1998. Vol. 273.-P.19548-19553.

170. Farrell, E. On the creatine phosphokinase of heart muscle mitochondria / Farrell, E., Baba, N., Brierley, G., Grumer, H. // Lab Invest. -1972.-Vol. 27.-P. 209.

171. Feledi, E. Effect of Triton X-100 on the electrophoretic mobility of the creatine kinase isoenzymes of serum and tissues / E. Feledi, K. Jobst // Acta Med. Hung. 1983. - Vol. 40, №1. - P. 51-57.

172. Feigner, P.L. Purification of nonbindable and membrane bindable mitochondrial hexokinase from rat brain / P.L. Feigner, J.E. Wilson // Biochem. Biophys. Res. Communs. 1976. - Vol. 68, №2. - P. 592-597.

173. Flerov, M.A. Free radical lipid oxidation in brain cortex neurons and neuroglia during convulsions / M.A. Flerov, T.I. Tolstukhina, I.A. Gerasimova // Bull. Exp. Biol. Med. 2004. -Vol. 138, №4. - P. 341-342.

174. Focant, T. Isolement et proprietes de la creatine-kinase de muscle lisse de boeuf/ / FEBS Lett. -1970. Vol.10. - P. 57-61.

175. Folsh, J. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues / J. Folsh, M. Less, A. Stanley // J Biol.Chem. -1957.- Vol.226, N2. -P.497-509.

176. Font, B. Effects of SH Group Reagents on Creatine kinase Interaction with the Mitochondrial Membrane / B. Font, C. Vial, D. Goldschmidt et al. // Arch. Biochem. Biophys. 1983. - Vol. 220. - P. 541- 547.

177. Fonyo, A. The phosphorylation of adenosinediphosphate and glucose in isolated brain mitochondria at different osmatic concentrations / A. Fonyo, J. Somogyi // Acta physiol. Acad. Sci., Hung. -1960. Vol. 8, №3. -P. 191.

178. Fritz-Wolf, K. Structure of mitochondrial creatine kinase / K. Fritz-Wolf, T. Schnyder, T. Wallimann, W. Kabsch // J. Nature. 1996. -Vol. 381.-P. 341-345.

179. Gibson, C.L. Glial nitric oxide and ischemia / C.L. Gibson, T.C. Coughlan, S.P. Murphy // Glia. 2005. - Vol. 4. - P. 417-426.

180. Gil, T. Theoretical analysis of protein organization in lipid membranes / T. Gil, J.H. Ipsen, O.G. Mouritsen et al. // Biochim. Biophys. Acta. 1998. - Vol. 1376, №3. - P. 245-266.

181. Granjon, T. Mitochondrial creatine kinase binding to liposomes and vesicle aggregation: effect of cleavage by proteinase К / T. Granjon, C. Vial, R. Buchet, M.J. Vacheron // J. Protein Chem. 2001. - Vol. 20, №8. - P. 593-599.

182. Gray, S.M. Hexokinase binding in ischemic and reperfused piglet brain / S.M. Gray, V. Adams, Y. Yamashita et al. // Biochem. Med. Metab. Biol. -1994. Vol. 53, №2. - P. 145-148.

183. Grossman, S.H. A physicochemical comparison of the isozymes of creatine kinase from rabbit brain and muscle / S.H. Grossman, F.A. Akinade, L. Garcia-Rubio // Biochim. Biophys. Acta. 1990. - Vol. 1040, №3.-P. 311-316.

184. Grossman, S. Further Characterization of the reassembly of creatine kinase and effect of substrate / Grossman, S., and Mixon, D. // Arch. Biochem. Biophys. 1985. -Vol. 236. - P. 797.

185. Guo, Z. Studies on the stability of creatine kinase isoenzymes / Guo, Z., Wang, Z., Wang, X.// Biochem Cell Biol.-2003.-Vol.81(l).-P.9-16.

186. Hall, N. Mitochondrial creatine kinase. Physical and kinetic properties of purified enzyme from beef heart / N. Hall, P. Addis, M. DeLuca // Biochemistry.- 1979.-Vol. 18.-P. 1745-1751.

187. Helberman, M. Brain bioenergetic and functional state during• 1hypoxia: simalteneous assessment by PNMR and EEG in dogs / M.

188. Helberman, V. Subramanian, Harihara et al. // Anesthesiology. 1983. - Vol. 59, №3A. - P. 363 -368.

189. Helenius, A. Properties of detergents / A. Helenius, D.R. McCastin, E. Fries, C. Tanford // J. Metods of Enzymol. 1979. - Vol. 56. - P. 734-749.

190. Helenius, A. Solubilization of membranes by detergents / A. Helenius, K. Simons К // J. Biochim. Biophys. Acta. 1975. - Vol. 415, №1. - P. 2979.

191. Higgins, J.C. The relationship between glycolysis, fatty acid metabolism and membrane integrity in neonatal myocytes / J.C. Higgins, D. Allsopp // J. Mol. Cell Cardiol. 1981. - Vol. 13, №6. - P. 599-617.

192. Hjelmeland, L.M. Solubilization of functional membrane proteins / L.M. Hjelmeland, A. Chrambach // Methods of Enzymology. 1984. - Vol. 104.-P. 305-318.

193. Hochachka, P. Defense strategies against hypoxia and hypothermia / P. Hochachka // Science. 1986. - Vol. 231. - P. 234-241.

194. Hochachka, P. Unifying theory of hypoxia tolerance: Molecular/metabolic defense and rescue mechanism for surviving oxygen lack / P. Hochachka, L. Buck, C. Doll, S. Land // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - Vol. 93. - P. 9493-9498.

195. Hochachka, P.W. Mechanism, origin and evolution of anoxia tolerance in animals // P.W. Hochachka, P. Lutz // Сотр. Biochem. Physiol. B. 2001. - Vol. 130. - P. 435-459.

196. Hoger, S. Ischemia and the aging brain. Studies on glucose and energy metabolism in rat cerebral cortex / S. Hoger, G. Krier // Neurobiol. Aging. -1986.-Vol. 7, №1. P. 23-29.

197. Hornemann, Th. Why is creatine kinase a dimmer? Evidence for cooperativity between the subunits / Th. Hornemann, D. Rutishauser, Th. Wallimann // Biochem. et Biophys. Acta.-2000.-Vol. 1480, i.1-2.- P.365-373.

198. Hutny, J. Further studies on the role of phospholipids in determining the characteristics of mitochondrial binding sites for type I hexokinase / J. Hutny, J.E. Wilson // Acta Biochemica Polonica. 2000. - Vol. 47, № 4. - P. 1045-1060.

199. Imai, N. Interactions between cations in modifying the binding of hexokinases 1 and 11 to mitochondria / N. Imai, H. Akimoto, M. Oda et al. // Mol. Cell Biochem. 1988. - Vol. 81. - P. 37-41.

200. Ingwall, J.S. Whole-organ enzymology of the creatine kinase system in heart / J.S. Ingwall // Biochem. Soc. Trans. 1991. - Vol. 19, №4. - P. 1006-1010.

201. Iyengar, M.R. Creatine kinase as an intracellular regulator / M.R. Iyengar // J. Nuscle Res. Cell Motil. 1984. - Vol. 5, №5. - P. 527-534.

202. Jacobus, W.E. Creatine kinase of rat heart mitochondria. Coupling of creatine phosphorylation to electron transport / W. E. Jacobus, A.L. Lehninger// J. Biol. Chem. 1973. - Vol. 248, №13. - P. 4803-4810.

203. Jennings, R.B. Myocardial ischemia: introduction / R.B. Jennings // Am. J. Pathol. 1981. - Vol. 102, №2. - P. 239-240.

204. Jockers-Wretou, E. Immunohistochemical localization of creatine kinase isoenzymes in human tissue / E. Jockers-Wretou, W. Giebel, G. Pfleiderer // Histochemistry. 1977.-Vol.54 (l).-P.83-95.

205. Johnson, M.K. The intracellular distribution of glycolytic and other enzymes in rat-brain homogenates and mitochondrial preparations / M.K. Johnson // Biochem. J. 1960. - Vol. 77. - P. 610-618.

206. Kabir, U.W. Biophysical investigations on the active site of brain hexokinase / U.W. Kenkare, G.K. Jarori, S.R. Kasturi et al. // J. Biosci. -1985.-Vol. 8.-P. 107-119.

207. Kabir, F. Mitochondrial hexokinase in brain of various species: differences in sensitivity to solubilization by glucose-6-phosphate / F. Kabir, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 1993. - Vol. 300, №2. - P. 641650.

208. Kaldis, P. Functional differences between dimeric and octameric mitochondrial creatine kinase / P. Kaldis, T. Wallimann // Biochem J.-1995.-Vol.308.-P.623-627.

209. Kammermeier, H. Why do cells need phosphocreatine and a phosphocreatine shuttle / H. Kammermeier // J. Mol. Cell Cardiol. 1987. -Vol. 19, №1.-P. 115-118.

210. Kanemitsu, F. Characterization of two types of mitochondrial creatine kinase isolated from normal human cardiac muscle and brain tissue / F. Kanemitsu, J. Mizushima, T. Kageoka et al. // Electrophoresis. 2000. -Vol. 21,№2.-P. 266-270.

211. Karmen, N.B. LPO and antiradical defence processes in the liquor of patients with severe craniocerebral injury / N.B. Karmen // Bull. Exp. Biol. Med. 2005. - Vol. 139, №4. - P. 411-413.

212. Kasparova, S. A study of creatine kinase reaction in rat brain under chronic pathological conditions-chronic ischemia and ethanol intoxication / S. Kasparova, D. Dobrota, V. Mlynarik et al. // Arch. Biochim. Biophys. -1992. Vol. 299, №1. - P. 116-124.

213. Kellershohn, N. Coordination of catalytic activities within enzyme complex / N. Kellershohn, J. Ricard // Eur. J. Biochem. 1994. -Vol. 220, №2.-P. 955-961.

214. Kinnula, V.L. Rat liver mitochondrial enzyme activities in hypoxia / V.L. Kinnula // Acta physiol. Scand. 1975. - Vol. 95, №1. - P. 54-59.

215. Kirkpatrick, F.H. Differential solubilization of proteins, phospholipids, and cholesterol of erythrocyte membranes by detergents / F.H. Kirkpatrick, S.E. Gordesky, G.V. Marinetti // Biochim. Biophys. Acta. 1974.-Vol. 345, №2.-P. 154-161.

216. Kobayashi, M. Concentrations of energy metabolites and cyclic nucleotides during and after bilateral ischemia in the gerbil cerebral cortex / M. Kobayashi, W.D. Lust, J.V. Passonneau // J. Neurochem. 1977. - Vol. 29, №1.-P. 53-59.

217. Kottke, M. Location and regulation of octameric mitochondrial creatine kinase in the contact sites / M. Kottke, V. Adams, T. Wallimann et al. // Biochim. Biobhys. Acta. 1991. - Vol. 1061, №2. - P. 215-225.

218. Kottke, M. Dual localization of mitochondrial creatine kinase in brain mitochondria / M. Kottke, T. Wallimann, D. Brdiczka // Biochem. Med. Metabol. Biol. 1994. - Vol. 51. - P. 105-117.

219. Krieglstein, J. Influence of thiopental on intracellular distribution of hexokinase activity in various tumor cells / J. Krieglstein, D.D. Schaehtschabel, K. Wever // Arrnlimitted-Forsch. 1981. - Vol. 31, №1. -P. 121-123.

220. Kropp, E.S. Hexokinase binding sites on the mitochondrial membranes / E.S. Kropp, J.E. Wilson // Biochem. Biophys. Res. Commun. -1970.-Vol. 38.-P. 74-79.

221. Kuby, S.A. Adenosinetriphosphate-creatine transphosphorylase. I. Isolation of the crystalline enzyme from rabbit muscle / S.A. Kuby, L. Noda, H.A. Lardy // J. Biol. Chem. 1954. - Vol. 209, №1. - P. 191-201.

222. Kuby, S. ATP-creatine Transphosphorylase / S. Kuby, E. Noltmann, E // The Enzymes, 2nd Ed. 6. Academic Press, NY, 1962. - P. 515-603.

223. Lai, J.C. Chronic hypoxia in development selectively alters the activities of key enzymes of glucose oxidative metabolism in brain regions / J.C. Lai, B.K. White, C.R. Buerstatte et al. // Neurochem. Res. 2003. -Vol. 28, №6. - P. 933-940.

224. Lawson, J. Effects of pH and Free Mg on the Keq of the creatine Kinase Reaction and Other Phosphate Hydrolyses and Phosphate Transfer Reactions / J. Lawson, R. Veech // J. Biol. Chem. 1979. - Vol. 254. - P. 6528-6537.

225. Lazo, P.A. Brain hexokinase has two spatially discrete sites for binding of glucose-6-phosphate / P.A. Lazo, A. Sols, J.E. Wilson // J. Biol. Chem. 1980. Vol. 255. - P. 7548-7551.

226. Lee, J.-M. The changing landscape of ischaemic brain injury mechanisms / J.-M. Lee, G.J. Zipfel, D.W. Choi // Nature. 1999. - Vol. 399.-P. 7-14.

227. Lehninger, A.L. Proton and electric charge translocation in mitochondrial energy transduction / A.L. Lehninger // Adv. Exp. Med. Biol. 1982.-Vol. 148.-P. 171-186.

228. Levin, R.M. Creatine kinase activity of urinary bladder and skeletal muscle from control and streptozotocin-diabetic rats / R.M. Levin, P.A. Longhurst, S.S. Levin et al. // Mol. Cell Biochem. 1990. - Vol. 97, №2. -P. 153-159.

229. Levitsky, D.O. The role of creatine phosphokinase in supplying energy for the calcium pump system of heart sarcoplasmic reticulum / D.O. Levitsky, T.S. Levchenko, V.A. Saks ey al. // Membr. Biochem. 1978. -Vol. 2, №1.-P. 81-96.

230. Lifshitz, J. Mitochondrial damage and dysfunction in traumatic brain injury / J. Lifshitz, P.G. Sullivan, D.A. Hovda et al. // Mitochondrion. -2004. Vol. 5, №6. - P. 705-713.

231. Lin, L. Determination of the catalytic site of creatine kinase by site-directed mutagenesis / L. Lin, M.B. Perrymann, D. Friedman et al.// Biochim Biophys Acta. 1994. -1206(1). - P.97-104.

232. Linden, M. Pore protein and the hexokinase- binding protein from the outer membrane of rat liver mitochondria are identical / M. Linden, P. Gellerfors, B.D. Nelson // FEBS Lett. 1982. - Vol. 141. - P. 189-192.

233. Lipskaya, T.Yu. Kinetic properties of the octameric and dimeric forms of mitochondrial creatine kinase and physiological role of the enzyme / Lipskaya, T.Yu., Trofimova M.E., Moiseeva N.S. // Biochem. Int.-1989,-Vol.19 (3).- P.603-613.

234. Lipton, P. Ischemic cell death in brain neurons / P. Lipton // Physiol. Rev.- 1999.-Vol. 79.-P. 1431-1567.

235. Liu, H. Peripheral oxidative biomarkers constitute a valuable indicator of the severity of oxidative brain damage in acute cerebral infarction / H. Liu, M. Uno, K.T. Kitazato et al. // Brain Res. 2004. - Vol. 1025, №1-2. -P. 43-50.

236. Lushchak, V.I. Effect of hypoxia on the activity and binding of glycolytic and associated enzymes in sea scorpion tissues / V.L. Lushchak,

237. T.V. Bahnjukova, K.B. Storey // Braz. J. Med. Biol. Res. 1998. - Vol. 31, №8.-P. 1059-1067.

238. Lutz, P. Contrasting strategies for anoxic brain survival-glycolysis up or down / P. Lutz, G. Nilsson // J. Exp. Biol. 1997a. - Vol. 200. - P. 411419.

239. Lutz, P.L. The brain without oxygen: Causes of failure and mechanisms for survival / P.L. Lutz, G.E. Nilsson. Austin: R.G. Landis, 1997b.-227p.

240. Lyubarev, A.E. Origin of biochemical organization / A.E. Lyubarev // Biosystems. 1977. - Vol. 42, №2-3. - P. 103-110.

241. Lysenko, A.V. Metabolic features of the adaptive effect of delta-sleep inducing peptide and piracetam under hyperoxic conditions / A.V. Lysenko, D.V. Alperovich, N.I. Uskova, A.M. Mendzheritsky // Biochemistry (Mosc).- 1999. Vol. 64, №6. - P. 652-657.

242. Magnani, M. Purification and properties of the cytoplasmic hexokinase from rabbit brain / M. Magnani, G. Serafini, V. Stocche // Ital. J. Biochem. 1984. - Vol. 33, №6. - P. 392-402.

243. Magnani, M. Solubilization, purification and properties of rabbit brain hexokinase / M. Magnani, G. Serafini, V. Stocche et al. // Arch. Biochem. and Biophys. 1982. - Vol. 216, №2. - P. 449-454.

244. Maire, M. Interaction of membrane proteins and lipids with solubilizing detergents / M. Maire, P. Champeil, J.V. Moller // Biochimica et Biophisica Acta (BBA) Biomembranes. - 2000. - Vol. 1508, №1-2. - P. 86-111.

245. Marzafico, F. Brain enzyme adaptation to mild normobaric intermittent hypoxia / F. Marzafico, D. Curti, F. Dagani // J. Neurosci. Res.- 1986. Vol. 16, №2. - P. 419-428.

246. Masters, C.J. Glycolysis new concepts in an old pathway / C.J. Masters, S. Reid, M. Don // Mol. and Cell Biochem. - 1987. - Vol. 76, №1. -P. 3-14.

247. Matte, A. How do kinases transfer phosphoryl groups? / A. Matte, L.W. Tari, T.J. Delbaere // Structure. 1998. - Vol. 6. - P. 413-419.

248. Maulik, N. Differential regulation of Bcl-2, AP-1 and NF-kappaB on cardiomyocyte apoptosis during myocardial ischemic stress adaptation / N. Maulik, S. Goswani, N. Galang, D.K. Das // FEBS Lett. 1999. - Vol. 443, №3. - P. 331-336.

249. McCabe, E.R. Microcompartmentation of energy metabolism at the outer mitochondrial membrane: role in diabetes mellitus and other diseases / E.R. McCabe // J. Bioenerg. Biomembr. 1994. - Vol. 26, №3. - P. 317325.

250. Mikhaleva, I. Delta-sleep Inducing Peptide (DSIP) and its Analogues: Sleep and Extra sleep actions / I. Mikhaleva, I. Prudchenko, V. Ivanov // Peptides 1992. Escom, 1993. - P. 663-664.

251. Mitchison, N.J. Self-organization of polymer-motorsystem in the cytosceleton / N.J. Mitchison // Phil. Trans. Roy. Soc.-London.-B. 1992. -Vol. 336,№1276.-P. 99-106.

252. Moller, F. The influence of specific phospholipids on the interaction of hexokinase with the outer mitochondrial membrane / F. Moller, J.E. Wilson // J. Neurochem. 1983. - Vol. 41, №4. - P. 1109-1118.

253. Mommaerts, W.F. The breakdown of adenosine triphosphate in the contraction cycle of the frog sartorius muscle / W.F. Mommaerts, A. Wallner // J. Physiol. 1967. - Vol. 193, №2. - P. 343-357.

254. Mukerjee, P. Bile salts as atypical surfactants and solubilizers / P. Mukerjee, M. Murata, A.Y. Yang // Hepatology. -1984. Vol. 4, №5. - P. 61-65.

255. Mulichak, A.M. The structure of mammalian hexokinase I / A.M. Mulichak, J.E. Wilson, K. Padmanabhan, R.M. Garavito // Nat. Struct. Biol. 1998.-Vol. 5.-P. 555-560.

256. Muller, M. Cardiolipin is the membrane receptor for mitochondrial creatine phosphokinase. / M. Muller, R. Moser, D. Cheneval, E.Carafoli // J Biol Chem.- 1985. Vol. 260(6). - P. 3839-3843.

257. Newmeyer, D.D. Mitochondria: releasing power for life and unleash machineries of death. // D.D. Newmeyer, S. Ferguson-Miller. // Cell. 2003. -Vol. 112.-P. 481-490.

258. Nishikimi, M. The occurrence of superoxide anion in the reactions of reduced phenazine metasulfate and molecular oxygen // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1972. - Vol. 146. N 2. - P.849-854.

259. Nishida, T. Involment of Ca++ release and activation of phospholipase A2 in mitochondrial dysfunction during anoxia / T. Nishida, T. Inoie, W. Kamiike // J. Biochem. 1989. - Vol. 109, №3. -P. 533-538.

260. Noda, L. Adenosinetriphosphate creatine transphpsphosphorylase II. Homogeneity and physicochemical properties / Noda, L., Kuby, S., and Lardy, H. // J Biol. Chem. 1954. - Vol. 209. - P.203.

261. Orosz, F. Glucose conversion by multiple pathways in brain extract theoretical and experimental analysis / F. Orosz, G. Wagner, F. Ortega et al. // Biochem. and Biophys. Research Communications. 2003. - Vol. 309, №4. - P. 792-797.

262. Oudard, S. Homophilic anchorage of brain-hexokinase to mitochondria-porins revealed by specific-peptide antibody cross recognition

263. S. Oudard, L. Miccoli, A. Beurdeley-Thomas et al. // Bull Cancer. 2004. -Vol. 6. -P. 184-200.

264. Ovadi, J. Metabolic consequences of enzyme unteractions / J. Ovadi, P.F. Srere // Cell Biochem. Funct. 1996. - Vol. 14, №4. - P. 249-258.

265. Ovadi, J. Macromolecular compartmentation and channeling / J. Ovadi, P.A. Srere // Intl. Rev. Cytol. 2000. - Vol. 192. - P. 255-280.

266. Park, I.R. / Hypoxia in synaptosomes: oxygen thresholds for energy metabolism // I.R. Park, M.B. Thorn, H.S. Bachelard // Biochem Soc Trans.- 1985.-Vol.13, №5,- P.916-926.

267. Pasupathy, S. Ischaemic preconditioning protects against ischaemia/reperfusion injury: emerging concepts / S. Pasupathy, S. Homer-Vanniasin-Kam // Eur. J. Vase. Endovasc. Surg. 2005. - Vol. 29, №2. - P. 106-115.

268. Peak, I.R. Hypoxia in synaptosomes; oxygen thresholds for energy metabolism / I.R. Peak, M.D. Thorn, H.S. Bachelard // Biochem. Soc. Trans.- 1985. Vol. 13, №5. - P. 916-926.

269. Peng, J. Stress proteins as biomarkers of oxidative stress: effects of antioxidant supplements / J. Peng, G.L. Jones, K. Watson // Free Rad. Biol. Med. 2000. - Vol. 28, №11. - P. 1598-1606.

270. Perryman, MB. In vitro translation of canine mitochondrial creatine kinase messenger RNA / MB. Perryman, AW. Strauss, J. Olson, R.Roberts // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1983. -Vol.110, №3. - P.967-972.

271. Phillis, J.W. Cyclooxygenases, lipoxygenases, and epoxygenases in CNS: their role and involment in neurological disorders / J.W. Phillis, L.A. Horrocrs, A.A. Farooqui // Brain Res . -2006. Epub ahead to print.

272. Plaxton, W.C. Glycolytic enzyme binding and metabolic control in anaerobiosis / W.C. Plaxton // J. Сотр. Physiol. 1986. - Vol. 156, №5. - P. 635- 640.

273. Polakis, P.G. An intact N-terminal sequence is critical for binding of rat brain hexokinase to mitochondria / P.G. Polakis, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 1985. - Vol. 236. - P. 328-337.

274. Ramanathan, L. Antioxidant responses to chronic hypoxia in the rat cerebellum and pons / L. Ramanathan, D. Gozal, J.M. Siegll // J. Neurochem. 2005. - Vol. 93, №1. - P. 47-52.

275. Rauchova, H. Hypoxia-induced lipid peroxidation in rat brain and protective effect of carnitine and phosphocreatine / H. Rauchova, J. Kaudelova, Z. Drahota, J. Mourek // Neurochem. Res. 2002. - Vol. 27, №9. - P. 899-904.

276. Redker, V.D. Bovine brain mitochondrial hexokinase. Solubilization, purification and role of sulphydryl residues / V.D. Redker, V.W. Kenkare // J. Biol. Chem. 1972. - Vol. 247. - P. 1576-1584.

277. Rerez-Pinzon, M.A. Role of reactive oxygen species and protein kinase С in ischemic tolerance in the brain / M.A. Rerez-Pinzon, K.R. Dava, A.P. Raval // Antioxid. Redox. Signal. 2005. -Vol. 9-10. - P. 1150-1157.

278. Rojo, M. Interaction of mitochondrial creatine kinase with model membranes. / M. Rojo, R. Hovius, R. Demel, T. Wallimann et al. // FEBS lett. 1991a. - Vol. 281. - P.123-129.

279. Rosano, C. Binding of non-catalytic ATP to human hexokinase I highlights the structural components for enzyme-membrane association control / C. Rosano, E. Sabini, M. Rizzi et al. // Structure. 1999. - Vol. 7, №11.-P. 1427-1437.

280. Rose, I. Mitocondrial hexokinase. Release. Rebinding, and location / I. Rose, J.V.B. Warms//J. Biol. Chem. 1967. - Vol. 242.-P. 1635-1645.

281. Rossi, A.M. Innervation is required to stabilize and amplify creatine kinase activity in regenerated extensor digitorum longus muscles of rats / A.M. Rossi, N. Savarese, R. Cotrufo // Int. J. De. Neurosci. 1987. - Vol. 5, №5-6. - P. 429-433.

282. Scaff, D.A. Glucoso-6-phosphate release of wild-type and mutant human brain hexokinases from mitochondria / D.A. Scaff, C.S. Kim, H.J. Tsai et al. // J. Biol. Chem. 2005. - Vol. 280, №46. - P. 38403-38409.

283. Schlame, M. Association of creatine kinase with rat heart mitochondria: high and low affinity binding sites and the involvement of phospholipids / M. Schlame, W. Augustin // Biomed. Biochem. Acta. -1985. Vol. 44, №7-8. - P. 1083-1088.

284. Schlattner, U. Functional aspects of the x-ray structure of mitochondrial creatine kinase: a molecular physiology approach / U.

285. Schlattner, M. Forstner, M. Eder et al. // Mol. Cell Biochem. 1998. - Vol. 184.-P. 125-140.

286. Schlatter, U. Octamers of mitochondrial creatine kinase isoenzymes differ in stability and membrane binding / U. Schlatter, T. Wallimann // J. Biol. Chem. 2000. - Vol. 275, №23. - P. 17314-17320.

287. Schlatter, U. C-terminal lysines determine phospholipid interaction of sarcomeric mitochondrial creatine kinase / U. Schlatter, F. Gehring, N. Vernoux et al. // J. Biol. Chem. 2004. - Vol. 279, №23. - P. 24334-24342.

288. Schlegel, J. Mitochondrial creatine kinase from cardiac muscle and brain are two distinct isoenzymes but both form octameric molecules / J. Schlegel, M. Wyss, U. Schurch et al. // J. Biol. Chem. 1988a. - Vol. 263. -P. 16963-16969.

289. Schnyder, T. The structure of mitochondrial creatine kinase and its membrane binding properties / T. Schnyder, M. Rolo, R. Furter, T. Wallimann // FEBS lett. 1991. - Vol. 281, №1-2. - P. 123-129.

290. Schnyder, T. The structure of mitochondrial creatine kinase and its membrane binding properties / T. Schnyder, M. Rojo, R. Furter, T. Wallimann // Mol. Cell Biochem. 1994. - Vol. 133-134. - P. 115-123.

291. Schnyder, T. Localization of reactive cysteine residues by maleidoyl undecagold in the mitochondrial creatine kinase octamer / T. Schnyder, P. Tittmann, H. Winkler et al. // J. Struct. Biol. 1995. - Vol. 114, №3. - P. 209-217.

292. Schurr, A. Lactate, glucose and energy metabolism in the ischemic brain/A. Schurr//Int. J. Mol. Med.-2002.-Vol. 10, №2.-P. 131-136.

293. Schwab, D.A Complete amino acid sequence of rat brain hexokinase, deduced from the cloned cDNA, and proposed structure of a mammalianhexokinase / D.A. Schwab, J.E. Wilson // Biochem. 1989. - Vol. 86. - P. 2563-2567.

294. Seegers, H.C. Calcium-independent phospholipase A(2)-derived arachidonic acid is essential for endothelium-dependent relaxation by acetylcholine / H.C. Seegers, R.W. Gross, W.A. Boyle // J Pharmacol Exp Ther.- 2002.- Vol. 302, № 3. P. 918-923.

295. Semenza, G.L. Regulation of mammalian 02 homeostasis by hypoxia-inducible factor 1 / G.L. Semenza // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 1999b. -Vol. 15.-P. 551-578.

296. Serafini, G. Purigicazione e proprieta dell esocinase citoplasmatica e di mitochondriale da cervello di coniglio / G. Serafini, S. Bonfigli, G. Bechi // Boll Soc. Ital. Biol. Sper. 1984. - Vol. 60, №10. - P. 1833-1835.

297. Shandra, A.A. Effects of delta-sleep-inducing peptide in cerebral ischemia in rats / A.A. Shandra, L.S. Godlevskii, A.I. Brusentsov et al. // Neurosci.Behav. Physiol. 1998. - Vol.28, №4. - P. 443-446.

298. Shen, W. Expression of creatine kinase isozyme genes during postnatal development of rat brain cerebellum: Evidence for transcriptional regulation / W. Shen, D. Willis, Y. Zhang et al. // Biochem. J. 2002. -Vol.367, № 2. - P.369-380.

299. Shenstone, F.S. Spectrometric identification of organic compounds / F.S. Shenstone // Ultraviolet and visible spectroscopy of lipids.-N-Y.-1971 .-P.77-91.

300. Shmelev, V.K. A study of supramolecular organization of glycogenolytic enzymes in vertebrate muscle tissue / V.K. Shmelev, T.P. Serebrenikova // Biochem. Mol. Biol. Int. 1997. -Vol. 43, №4. - P. 867872.

301. Siesjo, B.K. Brain energy metabolism / B.K. Siesjo. Ed. J.Wiley and Sons, 1978. -607p.

302. Small, D.M. The Bile Acids / D.M. Small. Plenum Press: New York and London, 1971.-249p.

303. Smith, J.B. Malondialdehyde formation as an indication of prostaglandin production by human platelets / J.B. Smith, C.M. Jngerman, M.G. Silver // J lab. Clin. Med. -1976. Vol. 88, N4. - P. 167-172.

304. Speer, O. Octameric mitochondrial creatine kinase induces and stabilizes contact sites between the inner and outer membrane / O. Speer, N. Back, T. Buerklen et al. // Biochem. J. 2005. - Vol. 385. - P. 445-450.

305. Sprengers, E.D. Mitochondrial and cytosolic hexokinase from rat brain: one and the same enzyme / E.D. Sprengers, A.H. Koenderman, G.E. Staal // Biochem. Biophys. Acta. 1983. - Vol. 755, №1. - P. 112-118.

306. Stachowiak, 0. Membrane-binding and lipid vesicle cross-linking kinetics of the mitochondrial creatine kinase octamer / 0. Stachowiak, M. Dolder, T. Wallimann // Biochem. 1996. -Vol. 35. - P. 15522-15528.

307. Steele, J.S.N. Determination of partial specific volumes for lipid associated proteins / J.S.N. Steele, C. Jr. Transford, J.A. Reynolds // Methods in Enzymol. 1978. - Vol. 48. - P. 11-23.

308. Suzuki, Y.J. Oxidants as stimulators of signal transduction / Y.J. Suzuki, H.J. Forman, A. Sevanian // Free Radic. Biol. Med. 1997. - Vol. 22,№1-2.-P. 269-285.

309. Tachikawa, M. Distinct cellular expressions of creatine synthetic enzyme GAM T and creatine kinases uCK-M: and CK-B suggest a novel neurol-glial relationship for brain energy homeostasis / M. Tachikawa, M.

310. Fukaya, Т. Terasaki et al. // Eur. J. Neurosci. 2004. - Vol. 20, №1. - P. 144-160.

311. Takagi, Y. Creatine kinase and its enzymes / Takagi Y., Yaasuhara, Т., Gomi, K. // Rinsho Byori.- 2001.- suppl. 116.-P.52-61.

312. Tekkok, S.B. Anoxia effects on CNS function and survival: regional differences / S.B. Tekkok, B.R. Ransom // Neurochem. Res. 2004. - Vol. 29,№11.-P. 2163-2169.

313. Vanden Hoek, T. Reactive oxygen species released from mitochondria during brief hypoxia induce preconditioning in cardiomyocytes / T. Vanden Hoek, L. Becker, Z. Shao et al. // J. Biol. Chem. 1998. - Vol. 273. - P. 18092-18098.

314. Vannuccii, R.C. Secondary energy failure after cerebral hypoxia-ischemia in the immature rat / R.C. Vannuccii, J. Towfighi, S.J. Vannuccii // J. Cereb. Blood Flow Metal. 2004. - Vol. 24, №10, - P. 1090-1097.

315. Vannuccii, R.C. Glycolysis and perinatal hypoxic-ischemic brain damage / R.C. Vannuccii, R.M. Brucklacher, S.J. Vannuccii // Dev. Neurosci. 2005. - Vol. 27, №2-4. - P. 185-190.

316. Veech, R.L. Cytosolic phosphorylation potential / R.L. Veech, J.W. Lawson, N.W. Cornell, H.A. Krebs // J. Biol. Chem. 1979. - Vol. 254, №14.-P. 6538-6547.

317. Velot, C. Model of a quinary structure between Krebs TCA cycle enzymes: a model for the metabolism / C. Velot, M.B. Mixon, M. Teige // Biochem. 1977. - Vol. 36, №4. - P. 14271-14276.

318. Vendelin, M. Analisis of functional coupling: mitochondrial creatine kinase and adenine nucleotide translocase / M. Vendelin, M. Lemba, V.A. Saks // Biophys. J. 2002. - Vol. 87, №1. - P. 696-713.

319. Viitanen, P.V. Evidence for functional hexokinase compartmentation in rat skeletal muscle mitochondria / P.V. Viitanen, P.J. Geiger, S. Erickson-Viitanen, S.P. Bessman // J. Biol. Chem. 1984. Vol. 259, №15. - P. 96799686.

320. Wallimann, T. Cell and Muscle Motility / T. Wallimann, H.M. Eppenberger. Plenum Publishing Corp., NY, 1985. - Vol. 6. - P. 239-285.

321. Wallimann, T. Creatine kinase in non-muscle tissues and cells / T. Wallimann, W. Hemmer // Mol. Cell Biochem. 1994. - Vol. 133-134. - P. 193-220.

322. Wallimann T. Some new aspects of creatine kinase: compartmentation, structure, function and regulation for cellular and mitochondrial bioenergetics and physiology / Wallimann Т., Dolder M., Schlatter U. // Biofactors. -1998. -Vol.8 (3-4). P. 229-234.

323. Walzel, B. Novel mitochondrial creatine transport activity: implications for intracellular creatine compartments and bioenergetics / Walzel, В., Speer,О., Zanolla,E., et al. // J. Biol. Chem.-2002.-Vol. 277.-P.37503-375511.

324. Wang, P.F. Loop movement and catalysis in creatine kinase / P.F. Wang, A.J. Flynn, M.J. McLeish, G.L. Kenyon // IUBMB Life. 2005. -Vol. 57, №4-5.-P. 355-362.

325. Watts, D. / D. Watts // The Enzymes, 3rd Ed. 8. AcademicPress, NY, 1973.-383p.

326. White, Т.К. Rat brain hexokinase: location of the allosteric regulatory site in structural domain at the N-terminus of the enzyme / Т.К. White, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 1987. - Vol. 259. - P. 402-411.

327. Wilson, J.E. Brain hexokinase. A proposed relation between soluble-particulate distribution and activity in vivo / J.E. Wilson // J Biol Chem. -1968. Vol. 243, N 8 .- P. 3640-3647.

328. Wilson, J.E. Brain hexokinase, the prototype ambiquitous enzyme / J.E. Wilson // Curr. Top. Cell. Regul. 1980. - Vol. 16. P. 2-54.

329. Wilson, J.E. Hexokinase / J.E. Wilson // Handb. Neurochem. 1983. -Vol. 4.-P. 151-172.

330. Wilson, J.E. Regulation of mammalian hexokinase activity / J.E. Wilson // Regul. Carbohydr. Metab. 1985. - №1. - P. 45-85.

331. Wilson, J.E. Hexokinases / J.E. Wilson // Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol. 1995. - Vol. 126. - P. 65-198.

332. Wilson, J.E. An introduction to the isoenzymes of mammalian hexokinase types 1-111 / J.E. Wilson // Biochem. Soc. Trans. 1997. - Vol. 25.-P. 103-108.

333. Wilson, J.E. Isozymes of mammalian hexokinase: structure, subcellular localization and metabolic function / J.E. Wilson // The J. Exp. Biol. 2003. - Vol. 206. - P. 2049-2057.

334. Wirz, T. A unique chicken B-creatine kinase gene gives rise to two B-creatine kinase isoproteins with distinct N termini by alternative splicing / T. Wirz, U. Brandle, T. Soldati et al. // J. Biol. Chem. 1990. - Vol. 265, №20. -P. 11656-11666.

335. Wyss, M. Mitochondrial creatine kinase from chichen brain / M. Wyss, J. Schlegel, P. James et al. // J. Biol. Chem. 1990. - Vol. 265. - P. 15900-15908.

336. Wyss, M. Mitochondrial creatine kinase: a key enzyme of aerobic energy metabolism / M. Wyss, J. Smeitink, R.A. Wevers, T. Wallimann // Biochem. Biophys. Acta. 1992. - Vol. 1102. - P. 119-166.

337. Wyss, M. Creatine and creatinine metabolism / M. Wyss, R. Kaddurah-Daouk // Physiol. Rev. 2000. - Vol. 80. - P. 1107-1213.

338. Xie, G. Rat brain hexokinase: The hydrophobic N-terminus of the mitochondrially bound enzyme is inserted in the lipid bilayer / G. Xie, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 1988. - Vol. 267. - P. 803-810.

339. Xie, G. Tetrameric structure of mitochondrially bound rat brain hexokinase: a crosslinking study / G. Xie, J.E. Wilson // Arch. Biochem. Biophys. 1990. - Vol. 276, №1. - P. 285-293.

340. Yoshizaki, K. Role of phosphocreatine in energy transport in skeletal muscle of bullfrog studied by 31P-NMR / K. Yoshizaki, H. Watari, G.K. Radda // Biochim. Biophys. Acta. 1990. - Vol. 1051, №2. - P. 144-150.

341. Yoskikawa, T. Experimental hypoxia and lipid peroxide in rats / T. Yoskikawa, Y. Furukawa, Y. Wakamatsu // Biochem. Med. 1982. - Vol. 27,№2.-P. 207-213.