Біологія тварин

ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК МІЖ ВМІСТОМ КЛІТИННОГО ПРІОНА Й АКТИВНІСТЮ АТФаз У ПЕЧІНЦІ ТА НИРКАХ ЩУРІВ ЛІНІЇ WISTAR РІЗНОГО ВІКУ

М. В. Кушкевич, Н. В. Кузьміна, В. В. Влізло

Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Інститут біології тварин НААН,
вул. В. Стуса, 38, Львів, 79034, Україна

Трансмісивні спонгіоформні енцефалопатії (ТСЕ) — це захворювання центральної нервової системи, збудником яких є патологічний (інфекційний) пріон (PrP^Sc). Його попередником є клітинний пріон (PrP^C), який локалізується на клітинній мембрані та виконує багато важливих функцій метаболізму. Однак за невідомих умов він здатний набувати патологічної конформації молекули та спричиняти нейродегенерації. за умов конверсії у патологічну форму PrP^C не здатний виконувати свою функцію. Це обумовлює порушення різних ланок метаболізму. Враховуючи те, що спорадичні випадки захворювання реєструються частіше в осіб зрілого віку, дослідження вікової динаміки PrP^C є актуальним. Описана участь PrP^C у регулюванні Са²⁺-каналів та підтриманні гомеостазу кальцію.

У статті висвітлено вікову динаміку вмісту молекулярних ізоформ клітинного пріона. PrPc та його ізоформи досліджували у печінці та нирках лабораторних тварин методом вестерн блот аналізу. Встановлено зниження вмісту PrPc на 41–57 % у старих тварин порівняно зі зрілими. Визначено активність Na⁺–K⁺- та Ca²⁺-АТФ-аз у пріон-реплікувальних тканинах щурів різного віку. Показано різке зниження активності іонних транспортерів (на 48–86 %) у печінці та нирках тридцятимісячних тварин. За результатами кінетичного аналізу реакції гідролізу АТФ досліджуваними ензимами, встановлено вірогідне зниження значень кінетичних параметрів (максимальна миттєва швидкість, максимальна кількість продукту, константа Міхаеліса та максимальна швидкість реакції). У тканинах тридцятимісячних тварин Са²⁺-АТФ-ази зберігають активність за високих концентрацій іонів кальцію у середовищі. Оптимум співвідношення концентрації іонів для Na⁺–K⁺-АТФ-ази зміщується у напрямку зростання вмісту Na⁺, що узгоджується зі зростанням на 4–10 % рівня цих іонів у тканинах загалом. За допомогою методу кореляційного аналізу встановлено сильну пряму кореляцію між вмістом клітинного пріона та активністю досліджуваних іонних транспортерів (r=0,754–0,889).

Ключові слова: ЩУРИ, ПЕЧІНКА, НИРКИ, ВІКОВІ ЗМІНИ, КЛІТИННИЙ ПРІОН, ВЕСТЕРН БЛОТ, Na⁺–K⁺- ТА Ca²⁺-АТФ-ази

1. Verbitsky P. I. Spongioform encephalopathy in cattle and other prion infections. Kyiv, Vetinform, 2005, 240 p. (in Ukrainian)
2. Hegde R. S., Tremblay P., Groth D., De Armond S. J., Prusiner S. B., Lingappa V. R. Transmissible and genetic prion diseases share a common pathway of neurodegeneration. Nature, 1999, vol. 402, pp. 822–826. https://doi.org/10.1038/45574
3. Prusiner S. B. Genetic and infectious prion diseases. Arch. Neurol., 1993, vol. 50, pp. 1129–1153. https://doi.org/10.1001/archneur.1993.00540110011002
4. Büeler H., Fischer M., Lang Y., Bluethmann H., Lipp H. P., DeArmond S. J., Prusiner S. B., Aguet M., Weissmann C. Normal development and behaviour of mice lacking the neuronal cellsurface PrP protein. Nature, 1992, vol. 356, pp. 577–582. https://doi.org/10.1038/356577a0
5. Criado J. R., Sánchez-Alavez M., Conti B., Giacchino J. L., Wills D. N., Henriksen S. J., Race R., Manson J. C., Chesebro B., Oldstone M. B. Mice devoid of prion protein have cognitive deficits that are rescued by reconstitution of PrP in neurons. Neurobiol. Dis., 2005, vol. 19, pp. 255–265. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2005.01.001
6. Nazor K. E., Seward T., Telling G. C. Motor behavioral and neuropathological deficits in mice deficient for normal prion protein expression. Biochim. Biophys. Acta, 2007, vol. 1772, pp. 645–653. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2007.04.004
7. Steele A. D., Lindquist S., Aguzzi A. The prion protein knockout mouse: a phenotype under challenge. Prion, 2007, vol. 1, pp. 83–93. https://doi.org/10.4161/pri.1.2.4346
8. Linden R. Physiology of the Prion Protein. Physiol Rev., 2008, vol. 88, pp. 673–728. https://doi.org/10.1152/physrev.00007.2007
9. Fournier J. G. Cellular prion protein electron microscopy: attempts/limits and clues to a synaptic trait. Implications in neurodegeneration process. Cell Tissue Res., 2008, vol. 332, no.1, pp. 1–11. https://doi.org/10.1007/s00441-007-0565-5
10. Vlizlo V. V., Stadnyk V. V., Major Ch. Ya., Verbitsky P. I. Physiological prion and its role in the functioning of the cell. The animal biology, 2008, vol. 10, no.1–2, pp. 9–23. (in Ukrainian)
11. Peggion C., Bertoli A., Sorgato M. C. Possible role for Ca²⁺ in the pathophysiology of the prion protein? BioFactors, 2011, vol. 37, pp. 241–249. https://doi.org/10.1002/biof.161
12. Major Ch. Ya. The content of physiological prion in peripheral part of rats’ prion-replication system under the action of glicoseaminoglycans series drugs. PhD thesis, Lviv, Institute of Animal Biology NAAS of Ukraine, 2010. 16 p. (in Ukrainian)
13. Stadnyk V. V. Biochemical features of prion-protein at health and disease. PhD thesis, Lviv, Institute of Animal Biology NAAS, 2008. 15 p. (in Ukrainian)
14. Lowry O. N., Rosenbrough N. I., Forr A. L. Randall R. J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951, vol. 193, no.1, pp. 265–275.
15. Vlizlo V. V. Laboratory methods of research in biology, stockbreeding and veterinary medicine: a guide. Lviv, Spolom, 2012, 764 p. (in Ukrainian)
16. Ostapchenko L. I., Mikhailik I. V. Biological membranes: methods for studying the structure and function. Kyiv, publishing center “Kyiv University”, 2006, 215 p. (in Ukrainian)
17. Jorgensen P. L. Purification of Na⁺–K⁺ ATPase: enzyme sources, preparative problems, and preparation from mammalian kidney. Methods in enzymology, 1988, vol. 156, pp. 29–43. https://doi.org/10.1016/0076-6879(88)56005-6
18. Rathbun W., Betlach V. Estimation of enzymically produced orthophosphate in the presence of cysteine and adenosine triphosphate. Anal. Biochem., 1969, vol. 28, pp. 436–447. https://doi.org/10.1016/0003-2697(69)90198-5
19. Keleti T. Fundamentals of enzyme kinetics. Moscow, Mir, 1990. (in Russian)
20. Tytsa N. Encyclopedia of wedge. lab. tests. Moscow, Labynform, 1997, pp. 225–226. (in Ukrainian)
21. Lakin G. F. Biometry. Moscow, HS, 1990. 352 p. (in Russian)
22. Cuadrado-Tejedor M., Irujo A., Paternain B., Madrid M., Velayos J. Cellular Prion Protein and Sexual Dimorphic. Areas in Rodents. Correlates with Alzheimer Disease. Neuroscience & Medicine, 2011, vol. 2, pp. 384–391. https://doi.org/10.4236/nm.2011.24051

скачати повний текст статті в форматі PDF