SESJA 6 BŁONY KOMÓRKOWE: SYGNALIZACJA I BIOENERGETYKA WARSZTATY

Transkrypt

1 SESJA 6 BŁONY KOMÓRKOWE: SYGNALIZACJA I BIOENERGETYKA WARSZTATY

2 146 SESJA 6 WARSZTATY R06-01 ROLA BIAŁEK MRP W DETOKSYKACJI KSENOBIOTYKÓW Błażej Rychlik Katedra Biofizyki Molekularnej, Uniwersytet Łódzki, Łódź W tradycyjnym ujęciu toksykologicznym, proces detoksykacji obejmuje dwie fazy: aktywacji i sprzęgania. W tych rozważaniach pomija sięjednak istotny etap eliminacji powstałych metabolitów poza obręb cytoplazmy. Reakcje, określane ogólną nazwą detoksykacyjnych, mogą bowiem prowadzić paradoksalnie do aktywacji ksenobiotyku (znany powszechnie przykład aflatoksyn). Niebagatelną rolęw aktywnym usuwaniu metabolitów ksenobiotyków, szczególnie ich koniugatów z glutationem lub kwasem glukuronowym, z komórek zwierzęcych odgrywają białka MRP. Należą one do nadrodziny transporterów ABC (od ang. ATP Binding Cassette) szeroko rozpowszechnionej w świecie żywym, od archebakterii do ssaków, grupy białek posiadających wspólne sekwencje w obrębie domen wiążących fosforany nukleozydów. Gen kodujący pierwsze z białek MRP, które dało nazwie całej grupie, został wyizolowany w 1992 r. przez grupęcole i Deeley a z linii H69AR opornej na doksorubicynęselekcjonowanej z komórek raka drobnokomórkowego płuc. Obecnie grupa liczy 6 przedstawicieli, w tym znany wcześniej transporter glukuronianów przestrzeni kanalikularnej wątroby cmoat (MRP2). Wszystkie białka są fosfoglikoproteinami o masie cząsteczkowej rzędu kd. Ich ekspresję stwierdza się w większości narządów miąższowych, mięśniach, komórkach krwi, zaś nadekspresja często towarzyszy oporności nowotworów wywodzących się z tych tkanek na chemioterapię.

3 BŁONY KOMÓRKOWE: SYGNALIZACJA I BIOENERGETYKA 147 R06-02 ROLA POTENCJAŁU TRANSMEMBRANOWEGO W PROCESIE TRANSLOKACJI POLIMERÓW KWASU SJALOWEGO PRZEZ BŁONY Tadeusz Janas A, Teresa Janas B A: Zakład Biofizyki, Wyższa Szkoła Pedagogiczna, Zielona Góra B: Zakład Fizyki, Politechnika Zielonogórska, Zielona Góra Polimery kwasu sjalowego (polysia) są liniowymi homopolimerami kwasu N-acetyloneuraminowego lub N-glikoliloneuraminowego, połączonych wewnętrznie wiązaniami glikozydowymi -2,8-, -2,9- lub -2,8/ -2,9-. Polimery te mają charakter hydrofilowy i tworzą polianiony, ich stopień polimeryzacji w komórce może przekroczyć 200. PolySia funkcjonują jako wirulentne determinanty w neuroinwazyjnych szczepach bakteryjnych Escherichia coli K1 oraz Neisseria meningitidis maskują O-antygeny na powierzchni komórek bakteryjnych, ułatwiając kolonizacjętych bakterii w mózgu noworodków. W embrionalnych formach białek adhezji komórkowej (N-CAM) biorą udział w kontroli rozwoju wczesno-embrionalnego ich stopień polimeryzacji na cząsteczkach N-CAM na powierzchni komórek jest parametrem krytycznym dla normalnej morfogenezy i rozwoju układu nerwowego. Poly- Sia pełnią rolęantygenów związanych z rozwojem nowotworów w przypadku niektórych nowotworów ludzkich ekspresja polysia na powierzchni komórek nowotworowych może zwiększyć ich potencjał przerzutu. Poly- Sia wchodzą w skład zależnego od napięcia kanału sodowego w błonie plazmatycznej komórek elektroplaksu węgorza elektrycznego. W komórkach bakteryjnych E. coli K1 białka biorące udział w syntezie, transporcie oraz modyfikacji polysia kodowane są przez odcinek DNA o długości 17 kb, nazwany odcinkiem kps. W procesie biosyntezy i translokacji polysia przez błonęwewnętrzną komórek bakteryjnych bierze również udział fosfoundekaprenol, który funkcjonuje jako przenośnik monomerów oraz oligomerów kwasu sjalowego w błonie. Stwierdzono, że szybkość translokacji polysia zależy od wartości potencjału transmembranowego, natomiast proces oddziaływania polysia z błoną modulowany jest wartością potencjału powierzchniowego.

4 148 SESJA 6 WARSZTATY R06-03 LIPIDY PRENYLOWE JAKO PRZEKAŹNIKI SYGNAŁÓW W BŁONIE FOTOSYNTETYCZNEJ Jerzy Kruk i Kazimierz Strzałka Zakład Fizjologii i Biochemii Roślin, Instytut Biologii Molekularnej, Uniwersytet Jagielloński, Kraków Podczas procesu fotosyntezy w błonach tylakoidów funkcjonuje wiele mechanizmów regulacyjnych zapewniających optymalne wykorzystanie energii świetlnej przez fotosystemy (PS) I i II. Centralną rolęw tej regulacji pełnią lipidy prenylowe, a w szczególności pula plastochinonu. Odpowiedni stan oksydacyjno-redukcyjny tej puli stanowi sygnał do fosforylacji kompleksu chlorofilowo-białkowego zbierającego energięświetlna (LHC) związanego z PSII, co z kolei optymalizuje dystrybucjęzaabsorbowanej energii świetlnej pomiędzy fotosystemami. Wykazano ponadto, że stopień zredukowania puli plastochinonu kontroluje także szybkość transkrypcji genów kodujących białka obu fotosystemów i w ten sposób zróżnicowana szybkość tworzenia PSII i PSI prowadzi do efektywniejszego wykorzystania energii świetlnej. Molekularne podstawy procesu przekazywania sygnału prowadzące od zredukowanego plastochinonu do powyższych efektów są słabo poznane. Na stan oksydacyjno-redukcyjny plastochinonu mogą wpływać nie tylko procesy związane z liniowym transportem elektronów ale również wiele innych reakcji zachodzących w tylakoidach, co stwarza dodatkowe możliwości regulowania aktywności aparatu fotosyntetycznego. Do takich reakcji należą m.in. cykliczny transport elektronów, utlenianie plastochinonu w wyniku chlororespiracji czy jego zmiany oksydacyjno-redukcyjne zachodzące przy udziale cytochromu b-559 związanego z PSII. Oprócz plastochinonu w przekazywaniu sygnałów regulujących aktywność fotosyntetyczną uczestniczą również takie lipidy prenylowe jak -tokoferol oraz -tokoferylochinon, jednak mechanizm ich działania nie został do tej pory wyjaśniony.

5 BŁONY KOMÓRKOWE: SYGNALIZACJA I BIOENERGETYKA 149 R06-04 WEWNĘTRZNA BŁONA OTOCZKI JĄDROWEJ MIEJSCEM SYNTEZY FOSFATYDYLOSERYNY Anna Dygas, Anna Meljon, Krzysztof Przybyłek, Jolanta Barańska Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, Zakład Neurobiologii Molekularnej i Komórkowej, Warszawa Przestrzeń okołojądrowa stanowi zbiornik wapnia, który może służyć regulacji poziomu wapnia w jądrze komórkowym. Obecność receptora IP 3 w wewnętrznej błonie otoczki jądrowej oraz powstawanie fali wapniowej na granicy cytoplazma-jądro (co wykazano przy pomocy mikroskopii konfokalnej) wydaje sięo tym świadczyć. IP 3 uwolnione przez PLC z jądrowego PIP 2, działając na swój receptor uwalnia Ca 2+ z otoczki jądrowej a drugi produkt DAG aktywuje klasyczne izoformy PKC. Niezbędnym regulatorem wszystkich znanych dotąd izoform PKC jest fosfatydyloseryna (PS), którego głównym miejscem syntezy w komórce jest ER. Postawiliśmy hipotezę, że PS jest syntetyzowana także w jądrze komórkowym. Stwierdziliśmy, że inkorporacja [ 14 C]seryny do PS w jądrach komórek wątroby szczura, mierzona w nmolach seryny/min stanowi 4,2% inkorporacji oznaczonej w homogenacie podczas gdy aktywność dwóch enzymów znacznikowych dla ER: NADPH cytochrom c reduktazy i fosfatazy G-6-P, odpowiednio 0,5 i 0,54%. Otrzymane przez nas jądra komórkowe nie są więc zanieczyszczone frakcją ER. Zależna od białka szybkość inkorporacji seryny do PS jest wyższa w nukleoplastach, czyli jądrach komórkowych pozbawionych zewnętrznej błony otoczki jądrowej (otrzymanych drogą inkubacji jąder w 1% cytrynianie sodu). Trypsyna hamuje syntezęps bardziej efektywnie w nukleoplastach niż w jądrach co potwierdza dodatkowo, że gdy otoczka jądrowa jest nienaruszona enzym jest niedostępny dla trypsyny. Natomiast enzym wymiany zasad jest w nukleoplastach szybciej hamowany przez trypsynęniż NAD pyrofosforylaza, enzym znacznikowy wewnętrznej błony jądrowej. Stwierdzamy więc, że zależna od Ca 2+ synteza PS zachodzi w wewnętrznej błonie otoczki jądrowej.

6 150 SESJA 6 WARSZTATY R06-05 ROLA FAK (FOCAL ADHESION KINASE) W TRANSDUKCJI SYGNAŁU W KOMÓRKACH ZAHAMOWANYCH KONTAKTOWO ORAZ POZBAWIONYCH ADHEZJI Joanna Miłoszewska, Halina Trembacz, Przemyslaw Janik Zakład Biologii Komórki, Centrum Onkologii, Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa Odkryta na początku lat dziewięćdziesiątych focal adhesion kinase (FAK) jest ważnym białkiem na szlaku przekazywania sygnału z receptora integrynowego do wnętrza komórki. Istnieją przesłanki sugerujące rolę FAK w proliferacji komórek, przeżywaniu komórek pozbawionych kontaktu z podłożem oraz w progresji komórek nowotworowych. W naszym modelu eksperymentalnym badaliśmy obecność i aktywność fosforylacyjną białka FAK w odpowiedzi na stymulacjęreceptorową komórek C3H10T1/2 (płodowe fibroblasty mysie) w logarytmicznej fazie wzrostu hodowli oraz w fazie konfluencji. Stwierdzone zostały różnice w odpowiedzi na czynniki stymulujące receptory intregrynowe, jak również receptory dla czynników wzrostu w porównywanych hodowlach komórkowych. W komórkach stacjonarnych wykryto relatywnie wysoką, nie stymulowaną aktywność FAK, natomiast w logarytmicznych aktywność FAK może być stymulowana fibronektyną czy też FCS. Powyższe wyniki, jak również dane uzyskane podczas badania aktywności fosforylacyjnej białka EKR1/ERK2 oraz receptorów komórkowych, pozwalają na stwierdzenie, że FAK może odgrywać istotną rolęw regulacji białka ERK, a tym samym w proliferacji i inhibicji kontaktowej. Rola FAK w inhibicji kontaktowej badana też była przez wprowadzenie do komórek C3H10T1/2 plazmidu kodującego antysens FAK. Komórki takie wykazują inhibicjękontaktową przy znacznie wyższym zagęszczeniu. Rolę FAK w procesie adhezji badano używając linii komórkowych OVP10 (komórki raka jajnika) i HCV-29 (komórki nabłonka przejściowego pęcherza moczowego).