Experimentálne prístupy k predĺženiu života. Väzba molekúl proteínov

Použitie látky, ktoré bránia zosieťovania proteínových molekúl

rast starnutie "Pessimal štruktúrovanie" z molekúl proteínov a nukleových kyselín, ako jeden z hlavných faktorov ontogenézy na molekulárnej úrovni organizácie života sa na teóriu blednutiu samoobnovy protoplazmy vrchu (1940), Nikitin (1940, 1954), Bulankin a Parin (1962).

Najmä s ohľadom na priečne "zesíťovatelných" ako proteínových molekúl hlavným činiteľom ontogenézy túto teóriu vyvinuté Borksten et al. (Bjorksten, 1958, 1971- Bjorksten a kol., 1962), Oeriu a kol. (Oeriu, 1962- Oeriu, Oeriu, 1968), Sayneks (Sinex, 1965), La Bella a prezident pán Pual G (La Bella, Paul, 1965) - Leonov a Dubin (1966, 1971).

Borksten (Bjorksten, 1958) v modelových pokusoch sa zistilo, že mnoho prirodzených telesných metabolitov a anorganických látok môže spôsobiť zosieťovania molekúl (vrátane želatíny) proteínov.

Tie zahŕňajú acetaldehyd, methylguanidinu, a-ketoglutarová, kyselina pyrohroznová, kyselina citrónová, fumarová, jantárová a kyselina malónová, MP. E. oxidačných zložiek (trikarboxylová) Krebsov cyklus, meď, železo, horčík, zinok, hliník a olovo.

Už zoznam týchto látok ukazuje, že - vždy vlastný metabolizmus a zloženie zložky krvi, ktorého koncentrácia sa mení len málo s vekom. To znižuje pravdepodobnosť, že je, že majú hlavnú úlohu v jeho správnej vek pessimal asociáciu molekúl proteínov.

K tomu treba dodať, že veľmi rozhodujúca časť v spojení nie je spontánny proces, ktorý závisí iba na vlastnostiach molekúl proteínu, a predovšetkým enzymaticky procesu riadeného (Nikitin et al., 1977). Oeriu (Oereu, 1962) pripojený medzi hlavnými proteínových molekúl považované za disulfidové mostíky a tým odporúčaných predĺžiť životnosť použitie metionínu a cysteínu.

A konečne, Lyavonau a Dubin (1966, 1971), bola považovaná za veľmi dôležitý faktor zosieťovania proteínov prechodných kovových iónov. Preto ich odporúčania (Dubin, Razumova 1975) použitie chelátormi ako geroterapii faktory.

aplikačné latirogenov

Osobitné miesto v teórii "Prepojenie" je uvedený odkaz na dominantné proteín spojivového tkaniva - kolagénu (Bohomolec, 1940- Sobel, Marmorston, 1956- Bjorksten, 1958). Pre bolo spoľahlivo stanovená zvýšiť vek priečnych väzieb (La Bella, Paul, 1965- piezo, 1968- Nikitin et al., 1977).

Niekoľko výskumníkov, aby sa odstránili prebytočné zesíťovacích molekuly kolagénu, známych v medicíne latirogeny (látky trhanie intermolekulární kolagénová väzby). Cohn a Lish (Kohn, Leach, 1967) bol použitý na tento účel v-aminopropionové. Bolo zistené, že aplikovanej dávky lieku nezvyšoval prežitie krýs a v prvom roku života nevratne inhibuje rast zvierat. Až sa dostanete pozitívny výsledok s iným latirogenom - no-penicilamínu (Comfort et al, 1971).

Bolo zistené, iba sa podáva, že penicilamín po dobu 2 týždňov v potravinách u potkanov v množstve 0,25% hmotnostných, podstatne zvyšuje podiel rozpustného kolagénu do kože a podkožného granulómu týchto zvierat, čo bolo považované autormi ako indikácia jeho vadu. Hlavným obmedzením v použití latirogenov geroprotektorov by mala byť považovaná za univerzálnu platnosť a impersonality ich účinkov na všetky druhy kolagénu tela.

Zatiaľ nie všetky štrukturálne formácie v tele, ktorá sa podieľa kolagén potrebuje svoj neosobné uvoľnenie a rozpúšťanie. To je dôvod, prečo lathyris - krajne nežiaduce poruchy v štruktúre spojivového tkaniva, prejav patológie, skôr než fyziológiu.

Použitie chelátovacích činidiel (chelátory)

Použitie chelatačného činidla, viažuci prechodné kovy základné pessimal v starobe štruktúrovanie proteínov a komplexov nukleových kyselín bol prvýkrát navrhnutý klub a Lyavonau (Dubin, Leon, Dubin 1968-, 1971- Lyavonau, Dubin, 1971). Avšak, predtým aj Borksten (Bjorksten, 1958) a Lansing (Lansing, 1951) boli prijaté množstvo kovových iónov (alebo vápnik), faktory pre zosieťovania proteínových molekúl.

V zosieťovanie za účasti prechodných kovov môžu tvoriť proteínové komplexy s fosfolipidy (Fullington, Hendrichson, 1966), ako aj ternárne komplexy glycínu väzby na sérový albumín s pomocou zinku (Gurd, Wilcox, 1956). Lansing (Lansing, 1942) sa pokúsil zmierniť účinky na protoplazmy proteínov vápnika zesíťující študovaných Stredná dĺžka života (RV) Vírniky sú periodicky je umiestnený v slabom roztoku citrátu.

Vo svojich štúdiách, čo viedlo do istej miery ich životnosť. Veľmi široko v rade prísnych štúdia skúmala účinok kyselina etyléndiamíntetraoctová (EDTA) Predpokladaná životnosť krýs Dubin (1970, 1975). Vo všetkých týchto experimentov, až na vzácne výnimky, že nebola prijatá povzbudivé výsledky. My sme dať priaznivého výsledku a experimenty Dubina (1975) s použitím iných chelátory - unitiola (sodná soľ 2,3-dimerkaptopropansulfonata) a penicilamín (dimetiltsisteina).

Použitie faktorov, ktoré znižujú zosieťovaniu proteínových molekúl disulfidickými mostíky

Odporúčania používať látky, ktoré obsahujú sulfhydrylové skupiny (cysteín metyonina et al.) Ako prostriedky na prerušenie disulfidových mostíkov v proteínových molekúl hyperstructured starnutia tlačil Constantin Ion Parhon et al. (Parhona et al., 1961), a to najmä Oeriu (Oeriu, 1962- Oeriu et al., 1968). V týchto štúdiách na rade laboratórnych zvieracích tkanív bolo preukázané, že zvyšuje s vekom, niektoré disulfidické mostíky v proteínoch.

Na tomto základe, Oeriu odporučiť obohatenie stravy seniorov metionínu tsisteinomi kyseliny listovej (vitamín B skupina). Navrhol komplexné liek zvaný folupetainom. V neskoršej pracovnej Nikitin et al. (1977) zistili, že zvýšenie veku disulfidových mostíkov nie je vlastná všetkým skupinám tkanivových proteínov a pre všetky tkanivá.

Predpokladá sa, že sa zvyšuje s molekulami veku a združenia pessimal štruktúrovanie proteín môže byť vykonané nielen disulfidovými zosieťovania. Avšak, v týchto proteínoch, pokiaľ sú možné tieto zosieťovania, na základe štruktúry molekúl (hemoglobín, sérový albumín, a keratín), možno ukázať vzrastajúcim vekom sieťovanie disulfidové mostíky.

Spôsoby expozície na gén a proteín-syntetizujúcu aparát bunky

Tieto úlohy v tejto oblasti je nepochybne v budúcnosti by bolo najplodnejšie a na molekulárnej úrovni organizácie protoplazmy zásadne vyriešiť problém experimentálne predĺženie života a celkové riadenie vývoja súvisiacich so starnutím organizmu.

Úlohy, ktoré môžu byť uvedené tu experimentálne gerontológia, možno rozdeliť takto:

a) sa pokúša ochrany (tienenie) buniek genóm skreslenie a škodlivé procesy nukleotidu proteosinteza faktormi a vplyvmi (fyzikálne a chemické) obklopujúce intracelulárnu a extracelulárnu prostredia;
b) stimulácia procesov a enzymatických systémov repariiruyuschih poškodenie spôsobené vekom a "zásobovanie" do buniek a tkanív východiskových materiálov pre syntézu a opravy DNA;
c) ochrana genómu môže vzniknúť počas jeho prevádzky (RNA transkripcie) "na sebe" javov;
d) aktívny zásah do štruktúry genómu jeho makromolekulárnej štruktúry a začlenenie do molekuly DNA (gén set) nových génov a ich komplexov s cieľom zabezpečiť, aby si "program rozvoja vek" organizmus novej zvyšujúci "vyhradiť silu" a predĺženie charakteristiky životnosti organizmu a známky skupiny. Takáto expozícia môže byť vykonaná metódami genetického inžinierstva a génovej terapie.

Prvý spôsob dopady na genómu bunky - jeho ochrana pred škodlivými vplyvmi. Jedným z najviac deštruktívne štruktúry genómu (chromozomálnej DNA) faktory Vilenchik (1976), sa domnieva, že tepelný pohyb molekúl vody. Bohužiaľ, s veľkou starostlivosťou Vilenchik navrhovanej (1976) predĺžiť životnosť poklesu telesnej teploty o 2-3 ° C, ktorá by podľa jeho výpočtov, predĺženie životnosti teplokrvného zvierat o 20-25%, z pochopiteľných dôvodov, je nepravdepodobné, že by skutočný aplikácie.

Vo vzťahu k poikilotermia pokles teploty v niektorých prípadoch viedlo k predĺženiu života (Vilenchik, 1970, 1976), ale zatiaľ nie je jasné, aký je jeho mechanizmus.

Druhý spôsob dopady na genómu bunky - stimulácia opravy procesy a procesy syntézy nukleových kyselín a proteínov pridaním špecifických enzýmov a regulátory a syntézy východiskových látok v genómovej DNA a proteínov začne intenzívne rozvíjať.

U nižších organizmov (baktérií) naydeyo viac ako 10 génov, ktoré určujú aktivitu opravy enzýmov (Zasukhina, 1973). Opravy sú rozšírené v eukaryotických bunkách, avšak zdá sa, že ich účinnosť je trochu menej výrazný ako u prokaryot.

Prvýkrát sa predstava o významnú úlohu pri porušovaní opravných schopností buniek a organizmov ako celok znížiť svoj život vytvoril Alexander (Alexander, 1967). Podľa Cutler (Cutler, 1972) a Vilenchik (1972), druh pankreatické bunky sa určí pomerom rýchlosti poranenia a opravy genómovej DNA.

Pre rad dlhodobých a krátkodobých žil druhov cicavcov a Setlou Hart (Hart, Satlaw, 1974) ukázali, tento vzťah experimentálne. V procese opravy DNA genómu bunky hrajú kľúčovú úlohu výkonu svojich enzýmy. Napríklad sa jedná o skupinu špecifickú endo- a exonukleáz, polinukleotidligazy, RNA a DNA polymerázy, a tak ďalej. D.

Rad štúdií sa pokúsili stimulovať produkciu týchto enzýmov alebo ich zavedenie do bunky. Niektoré typy DNA-ase týkajúce sa repariiruyuschim enzýmy sú schopné prenikať do cicavčích buniek. Rad štúdií ukázala, že nízke dávky ultrafialového a ionizujúceho žiarenia môže mať stimulačný účinok na syntézu DNA a enzýmov je repariiruyuschih.

Bola stanovená stimulácia syntézy DNA v svalových bunkách sa rozlišujú na stavovcoch. Zdá sa, že v dôsledku zvýšenej syntéze genómovej DNA a jeho opravu sa rozšírila životy niektorých nižších zvierat za použitia nízke dávky ionizujúceho žiarenia (pozri súhrn:. Vanyushin, Berdyshev, 1977).

V bakteriálnych buniek ultrafialovým žiarením sa tvorí (mobilizácia - VN) špeciálny tzv havarijný (SOS) enzymatického systému opravy DNA. Funkcia tohto systému - pri eliminácii rozdelenie nahromadené v genóme "chyby" rekombinácie. Vo zvieracích bunkách, tieto mechanizmy fungujú hlavne počas meiózy, a to otvára nové možnosti ultrafialovej stimuláciu "správny" genetický program starnutia tkanivové bunky (pozri súhrn:. Vilenchik, 1976).

Pokusy stimulovať celkovú aktivitu aging genómu buniek doteraz danej významné výsledky. Jedným z prostriedkov touto expozíciou bola chata v tkanivovom kultivačnom médiu alebo potravín celostnej živočíšne organizmy exogénny DNA alebo RNA, a ich jednotlivé zložky.

S ohľadom na tkanivových kultúrach Berdyshev (1968) pridaním heterológnej RNA nájdených dokonca poškodenie buniek v tkanivových kultúrach vyšších stavovcov, a pridaním k celkovej RNA z pečene fibroblastov kuracích embryí žiadna zmena bola pozorovaná v ich vývoji. Získa sa určité zvýšenie životaschopnosti nukleových kyselín pri podávaní do myší, potkanov a králikov.

Avšak, dĺžka života pokusných zvierat v rovnakom čase sa neskúmal. Niektoré bezstavovce (Drosophila melanogaster) Príprava DNA sa zdá, prispievajú k zvýšeniu RV (Berdyshev et al., 1965, 1976- Berdyshev, Karpenchuk, 1977). V poslednej dobe bolo preukázané (Szabuniewicz, 1977) tým, že voľné fragmenty DNA sa zavádza do organizmu zvierat (Drosophila melanogaster), relatívne ľahko začleniť do genómu buniek.

Tieto dáta, do istej miery pravdepodobné priamym pôsobením, "fragmenty" molekuly DNA v pankrease tela. Záujmu "omladenie" účinky na CNS tsentrofenoksina - látky podobné molekulárnej štruktúre rastlín auxín a určitým neurohormónov.

Bolo zistené, že tsentrofenoksin znižuje obsah v mozgových neurónov morčiat lipofuscínu ( "starnutie pigment") a má omladzujúce účinky na laboratórne zvieratá a ľudskej nervovej sústavy (Nandy, 1968). Je možné, že táto akcia je do značnej miery obmedzené na aktiváciu neurónov v genóme.

Kontrolné bunky genóm aktivita ako prostriedok na udržanie plnej renovácii protoplazmy všetkých vekových kategórií, samozrejme, je nesmierne dôležité. V tomto smere môže predstavovať rad dostatočne silných experimentálnych prístupov. V posledných rokoch, dôležité pre aktiváciu procesu rozmnožovanie a preklad v chromatínu buniek prikladajú zvláštnu proteín faktor destabilizácie sekundárne štruktúru DNA, inými slovami, "Unravel" dvojitej špirály štruktúra DNA v chromatínu (Lee, Dahmus, 1973- Dymshits, Fet, 1977).

V blízkosti tejto akcie má na pečeňové vyššiu DNA stavovcov Syntéza rastového hormónu (GH) (Galavina, 1977). To sa zdá byť veľmi sľubné pre použitie týchto faktorov v určitých obdobiach ontogenézy pre geroterapii. Zdá sa, že isté, že bunky (najmä jej cytosolu), má oveľa väčšiu sadu špecifických faktorov (enzýmy, bunkových zložiek pre syntézu systému proteínov, proteínov a génu aktivujúce r. D.), ktorého koncentrácia je zoslabený s vekom.

V tomto smere sme študovali Bielka et al. (Bielka, Junghan, 1974- Bielka et al., 1976), podľa veku poklesu aktivácie transláciu proteínov na ribozómoch v cytosolu v priebehu starnutia. Bunky a jednoduchšie molecular structure faktory regulujúce bunkového genómu a aktivitu proteínu zariadení pre syntézu.

Jeden systém môže byť polyamíny (Caderera et al., 1976). Majúci negatívny náboj, môžu byť účinným derepressorami spájajúci históny kladné náboje - nielen konštrukčné, ale aj potláča genómu faktory (pre prehľad pozri: Elgin, Weintraub, 1975). Kleynsmit a Stein (Kleinsmith, Stein, 1976) ukázala, že špeciálny aktivačný vplyv na transkripciu génov histonových chromozomálne fosfolipidov.

Je to - stále jedným zo smerov vyhľadávania regulačných faktorov bunkám genómu aktivitu. Bunky Carion má ďalšie aktívne riadiace cesty a povahy genómu prevádzky, meniace sa s vekom.

To je v dôjsť ontogenézy zmeny nielen v makromolekulárnej zložení chromatínu pomeru DNA v ňom a rôznych frakcií histonových a non-histonových proteínov, a najmä fosfolipidov (Martinenko et al., 1972 a Nikitin a kol., 1976b- Berdyshev, Zhelyabovsky, Klimenko 1972- 1974 , 1975- Klimenko a kol., 1975, 1976), ale v metylácii, fosforylácii a acetylácii rôznych frakcií chromatínu proteínov.

Ako zmeny v makromolekulárnym zložení genómu alebo väzobných proteínových frakcií (a DNA) chromatínu acetyl, metylových a fosfátové skupiny môžu mať a nepochybne má špecifický účinok na procesy syntézy nukleových kyselín (Georgiev 1973) a proteíny v bunke (Elgin, Weintraub , 1975- Rubin, Rosen, 1975- Romberg, 1977- Vanyushin, Berdyshev, 1977).

Najmä represívne účinok predpokladá, históny a rad frakcií derepressiruyuschee vplyv fosfolipidov v chromatínu komplexného genómu. Doteraz existuje len veľmi málo štúdií s pokusmi ovplyvniť genóm bunky selektívny účinok izolovaných frakcií chromatínu proteínov a stimulácia procesov metylácie a acetylácia a DNA genómu bunky, proteíny (pozri súhrn:. Elgin, Weintraub, 1975- Klimenko, 1975- Nikitin, 1975- Vanyushin , Berdyshev, 1977).

Takmer žiadny pokus experimentálnych účinky na bunkovej fosfolipidy gén chromatínu a "slúžiť" v genómu bunky, enzýmových systémov. A konečne, v praxi veľmi málo je známe o faktoroch, ktoré môžu špecificky ovplyvňujú makromolekulárnej zmeny v zložení genómu a zameniteľnosti a aktiváciu jeho zložiek vo vekovej aspekt.

Vplyv tretej cesty na genómu bunky - je, aby bol chránený pred možným zničenie prebytku ( "oblečenie") na nukleotidu a proteosinteza procesov. Tento prístup bol použitý Frolkis (1976), za použitia injekcie olivomycin geroprotector ako u laboratórnych zvierat (biele krysy).

Olivomyciny bol podávaný intraperitoneálne v dávke 50 mg / kg telesnej hmotnosti do 2 ml roztoku chloridu sodného denne po dobu 1,5 roka, v priebehu 10 dní, v intervaloch 1 mesiaca. Ukázalo sa, že injekcia olivomycin zvyšuje životnosť skupinu testovaných zvierat, o 15,4% (priemernej dĺžky života v kontrolnej skupine - 30,85 mesiacov v experimentálnej - 35,62 mesiacov). inhibítory biosyntézy proteínu bráni rozvoju experimentálne aterosklerózy u starších králikov (Frolkis, 1976).

Genetické inžinierstvo old

Potenciálne aplikácie génového inžinierstva v geroterapii extrémne veľkými a sľubné. Zdá sa, že veľmi lákavé nahradiť v starnúcej nesúci "pečať veku" miesto genómu bunky primárnej štruktúry narušenie DNA, čo vedie k narušeniu procesov a proteosinteza nukleotidov v bunke a tým pessimizatsii organizmu.

Teda od samého začiatku je potrebné pripomenúť, že úlohou genetického inžinierstva nemôže byť primitívne odstránenie jediné, "zodpovedné za starnutie" génových buniek. Tento jediný gén zodpovedný za vývoj procesu starnutia, je možné si predstaviť v genóme bunky.

Výnimkou je hypotéza Koshland (Koshland, 1964) na hormón smrti a gén, respektíve zahájený koncom ontogenézy výrobe tohto hormónu, ktorý našiel v modernej gerontológii žiadnu podporu. Ako bolo zdôraznené už dávno Mountain (1940) starnutie v genóme bunky vyvíjajú viac zmien v jednom stupni alebo iný zahŕňa všetky prejavy života.

Je to práve táto extrémna zložitosť a komplexnosť zmien bunkového genómu vekovej určuje výnimočnú obtiažnosť harmonického prísne adekvátna, komplexný účinok, potrebný na obnovenie štrukturálnu a funkčnú užitočnosť starnutie buniek genóm. Prirodzene, toto nevylučuje pokusy selektívne zavádza génovej skupiny, opravovať poškodené gény v starobe období.

Genetické inžinierstvo v gerontológii má predné inej úlohy. starnutia zahŕňa nielen "zhoršovanie" z genómu bunky, ale aj na jeho komplikované adaptívnych zmien (Frolkis, 1970, 1975, 1976). Je teda možné si predstaviť také vyhľadávanie a podujatí v genómu bunky, ktoré by zahŕňalo "vykonávanie" vo svojej novej, špeciálne "adaptívne" kompenzačných cistronech.

Nakoniec je možné, aby sa zabránilo v hľadaní spôsobov syntézy a zavedenie do takého starnúcej ľudskom genóme, skôr to malo žiadne gény, ktoré by zvýšili, a to najmä v období staroby, "bezpečnostné funkčné pevnosti" tela.

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno