Биохимия старения - [24]

Шрифт
Интервал

В то время как накоплено значительное количество данных о ковалентных модификациях гистонов, о подобных модификациях НГБ известно относительно мало. Скудна также информация о скоростях и последовательности дефосфорилирования, деацетилирования и де-ADPрибозилирования.


Модуляция модификаций хромосомных белков

Описанные выше реакции хромосомных белков катализируются специфическими ферментами. Поэтому факторы, изменяющие содержание, и активность этих ферментов, могут также изменять степень этих модификаций и, следовательно, структуру и функции хроматина. Кроме того, скорость и глубина модификаций, особенно тех, которые, подобно фосфорилированию и ацетилированию, характеризуются высокой обратимостью, могут регулироваться фосфатазами и деацетилазами соответственно. Содержание и активность этих ферментов в свою очередь контролируются набором других эффекторов.

Фосфорилирование хромосомных белков осуществляется протеинкиназами, которые обычно активируются сАМР. По-видимому, эти протеинкиназы имеют различную специфичность не только по отношению к гистонам и НГБ, но и по отношению к различным центрам гистонов. Протеинкиназы активируются сАМР, который синтезируется с помощью аденилатциклазы. Содержание сАМР зависит от фосфодиэстеразы (рис. 5.2). Таким образом, изменения в содержании и активности одного или нескольких ферментов влияют на скорость и уровень фосфорилирования [137]. Кроме того, уровень фосфорилирования регулируется также содержанием фосфатаз. Свойственна ли фосфатазам специфичность, как протеинкиназам, неизвестно.

Фосфорилирование хромосомных белков катализируется специфическими протеинкиназами, которые стимулируются сАМР in vitro [213] и in vivo [214]. сАМР-зависимая протеинкиназа из молочной железы коровы фосфорилирует гистоны, богатые лизином, но неактивна в отношении гистонов, богатых аргинином [28]. Кальций ингибирует аденилатциклазу, и поэтому в его присутствии содержание сАМР уменьшается [38]. Вместе с тем он стимулирует гуанилатциклазу и увеличивает содержание cGMP [132]. Поэтому изменение содержания кальция может приводить к изменению содержания циклических нуклеотидов, что в свою очередь может оказывать влияние на активность протеинкиназ и, следовательно, на степень фосфорилирования белков [204]. Содержание кальция в крови и тканях в различных физиологических условиях различно, причем оно изменяется с возрастом [246]. От него зависит фосфорилирование хромосомных белков. В экспериментах in vitro показано, что кальций ингибирует фосфорилирование гистонов из полушарий большого мозга и стимулирует фосфорилирование НГБ [182]. Кальций, будучи катионом, способен вытеснять гистоны из хроматина, взаимодействовать с отрицательно заряженными фосфатными группами ДНК [76] и, таким образом, изменять ее матричную активность. Как одновалентные, так и двухвалентные катионы (Na>+, K>+ и Mg>2+) ингибируют фосфорилирование гистонов [256], причем ингибирование Mg>2+ следует из того, что он связывается с АТР. Было показано, что Zn>2+ способствует образованию аномально высокого количества фосфорилированного гистона Н1, ингибируя активность Н1-гистон-фосфатазы [324].

На фосфорилирование хромосомных белков влияют некоторые стероиды [234]; гидрокортизон, например, стимулирует их фосфорилирование [364], причем он усиливает фосфорилирование гистонов, богатых как лизиновыми, так и аргининовыми остатками [264]. Дексаметазон стимулирует фосфорилирование гистонов Н1 и Н2А клеток HeLa в G>1- и S-фазах. Стимулирующий эффект в большей степени проявляется у гистона Н2А [292]. Гидрокортизон повышает степень фосфорилирования НГБ в дискретных хромосомных локусах, вслед за чем увеличивается синтез РНК [314]. Эстрадиол стимулирует синтез специфических НГБ в матке [346]. Это подтверждается экспериментами [88], в которых обнаружено, что увеличение фосфорилирования НГБ происходит, по крайней мере частично, в результате повышения активности ядерной протеинкиназы.

Под действием пептидных гормонов увеличивается содержание сАМР, и поэтому стимулируется фосфорилирование Ser-37 гистона Н1 [43, 215]. В результате такого специфического фосфорилирования гистона Н1 усиливается транскрипция хроматина из тимуса теленка [121]. Тиротропин также стимулирует фосфорилирование гистона Н1 [212].

Полиамины — спермин и спермидин, принимающие участие в делении и росте клеток, стимулируют фосфорилирование НГБ [171]. Когда с помощью фитогемагглютинина стимулировали деление лимфоцитов, на начальных стадиях происходило фосфорилирование НГБ [192].

Установлено, что гистон Н1 из печени плода фосфорилирован в большей степени, чем у взрослой особи [22]. Клетки печени плода делятся быстрее, чем клетки взрослой особи. Таким образом, имеется, по-видимому, корреляция между фосфорилированием гистона Н1 и делением клеток. Эти результаты подтверждаются тем фактом, что в регенерирующей печени гистон Н1 фосфорилируется в большей степени, чем другие гистоны [317].

Ацетилирование хромосомных белков также модулируется некоторыми факторами. Гидрокортизон стимулирует ацетилирование гистонов и одновременно усиливает синтез РНК [9, 10]. Таким образом, имеется хорошая корреляция между ацетилированием гистонов и активностью генов. Есть данные о том, что эстрадиол усиливает ацетилирование богатых аргинином гистонов из матки крыс [228], а также стимулирует синтез РНК [152]. Так как известно, что эстрадиол стимулирует транскрипцию в некоторых тканях, а ацетилирование гистонов, возможно, необходимо для транскрипции, было изучено влияние эстрадиола на ацетилирование гистонов из срезов головного мозга in vitro [349]. Было показано, что эстрадиол стимулирует ацетилирование как гистонов, так и НГБ, причем особенно сильно он стимулирует ацетилирование гистона Н4.


Рекомендуем почитать
Общевоенная подготовка и общая тактика

В пособии изложен материал по тактической подготовке, общевоенным дисциплинам и предназначен для студентов лечебного, педиатрического, медико–психологического факультетов, обучающихся по программе подготовки офицеров запаса по военно–учетной специальности «Лечебное дело в наземных войсках». Пособие подготовлено в соответствии с типовой учебной программой по военной подготовке для студентов высших медицинских учебных заведений.


Организация медицинского обеспечения войск

Рекомендуемое пособие предлагает студентам лечебного, педиатрического, медико-психологического факультетов, обучающимся по программе подготовки офицеров медицинской службы запаса (ВУС 901000), в доступной форме необходимые сведения по основным вопросам медицинского обеспечения войск, которые могут помочь обучаемым более целенаправленно и эффективно осуществлять самостоятельную подготовку к занятиям по организации медицинского обеспечения войск на военной кафедре медицинского университета. Пособие подготовлено в соответствии с образовательным стандартом, типовым учебным планом и типовой учебной программой по специальной военной подготовке для специальностей высшего медицинского образования первой ступени.


The Question. Человек и здоровье

«В России медицинское самосознание на уровне Зимбабве» (про отношения россиян со здоровьем). «Это не опаснее, чем на Красной площади находиться без свинцовых трусов, где базальт и гранит Мавзолея фонит очень прилично» (про рентген в аэропорту)». «Происходит сокращение мускулатуры волосяных фолликулов и возникает пилоэрекция» (про мурашки)». «Из-за этой чистоты иммунной системе нечем заняться, и она начинает сходить с ума и бороться уже не с глистом, а с березой, кошкой и рыбой» (про бум аллергий)». TheQuestion собрал ответы лучших врачей, психологов, медицинских работников, популяризаторов науки на вопросы о том, о чем мы знаем меньше всего, – о нас самих и нашем здоровье.


От плохого зрения

Не можете прочитать инструкцию по применению или не видите идущего вдалеке хорошего знакомого? Плохое зрение – бич современного общества, поражающий и младшее, и старшее поколение, поэтому не стоит пускать на самотек свое «видение мира» и надеяться на капли или линзы.Если хотите вернуть и сохранить здоровье, немедленно снимайте очки и начинайте восстанавливать зрение по методу вибрационного исцеления профессора Панкова, основы которого автор разрабатывал более 30 лет. Тысячи его пациентов всех возрастов без лекарств и операций избавились от близорукости, дальнозоркости, астигматизма, косоглазия, катаракты и глаукомы, проблем с сетчаткой с помощью оригинальных упражнений с настольной лампой, фонариком и свечой, являющихся краеугольным камнем его системы.


Здоровье без побочных эффектов

Что вы знаете о лекарствах? Только то, что о них говорят продавцы и доктора. Между тем лекарства – третья по частоте причина смерти после болезней сердца и рака.Питер Гётше уже более 10 лет разоблачает фармацевтических гигантов, делая всё, чтобы снять человечество с их крючка. Специалист по проверке эффективности лекарств из некоммерческой организации «Кокрейновское сотрудничество», Гётше вместе с коллегами профессионально доказывает, какие лекарства не просто не лечат, но наносят вред здоровью или даже несут угрозу для жизни; как фармкомпании завышают цены на лекарства и задерживают выход генериков (дешевых лекарственных аналогов), какие услуги навязывают через врачей пациентам, какие диагнозы придумывают, чтобы заработать.Защитите себя от коррумпированных производителей лекарств и докторов вместе с лишними тратами и вредными препаратами.Узнайте, какие лекарства вам действительно нужны и как сохранить здоровье в войне с мафией XXI века – фармацевтической промышленностью.Книга также издавалась под названием «Смертельно опасные лекарства и организованная преступность.


Как избавиться от боли в шее. Шейный спондилез

Боли в спине и шее – расплата человека за прямохождение. В тот или иной период жизни практически каждый сталкивается с этой проблемой. Ощущения, которые мы при этом испытываем, гарантированно малоприятные и достаточно сильные.В последнее время число людей, страдающих шейным спондилезом, значительно возросло, а значит, появилась необходимость в книге, к которой они могли бы обратиться за советом. Доктор Шив Дуа, более тридцати лет занимающийся этой проблемой, является признанным специалистом в данной области.