Фосфорилирование низкомолекулярного полипептида в митохондриях, его идентификация и участие в регуляции функций митохондрий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Одинокова, Ирина Владимировна
- Специальность ВАК РФ03.00.02
- Количество страниц 97
Оглавление диссертации кандидат биологических наук Одинокова, Ирина Владимировна
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Фосфорилирование митохондриальных белков и регуляция функций митохондрий.
1.1.1. Обнаружение фосфорилированных белков в митохондриях. Попытки идентификации фосфобелков. Локализация протеинкиназ и протеинфосфатаз в митохондриях.
1.1.2. Регуляция НАДН-дегидрогеназ цикла Кребса системой вторичных мессенджеров. Роль Са и фосфорилирования, зависимого от протеинкиназ и протеинфосфатаз.
1.2. Са -транспортирующая система и участие Са в регуляции митохондриальных функций.
1.2.1. Са2*-транспортирующая система митохондрий.
1.2.2. Неселективная Са2+, CysA-чувствительная пора во внутренней мембране митохондрий.
1.3. Структура и функционирование F0FrATPa3bi митохондрий.
1.3.1. Хемиосмотический синтез АТФ. Сопряжение транспорта Н* и синтеза АТР. Регуляция окислительного фосфорилирования с помощью дыхательного контроля.
1.3.2. Субъединичная структура FoFi-АТРазы, локализация субъединиц в Fa и Fj секторах.
1.3.3. Современные представления о механизме работы FJFi-АТРазы. Вращение субъединиц в F0u Fj секторах. Роль субъединиц «а», «Ь» и «с» в транспорте ионов Ft.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Спектр фосфобелков и относительные уровни включения 32Р.
3.2. Влияние ЭГТА, Са2+ и СССР на фосфорилирование 3.5 кДа пептида.
3.3. Очистка и идентификация 3.5 кДа фосфопептида.
3.3.1. Определение локализации фосфопептида в митохондриях.
3.3.2. Выделение и очистка 3.5 кДа фосфопептида.
3.3.3. Идентификация 3.5 кДа пептида как полипептида, иммунореактивного к антителам к субъединице «с» FoFrATPa3bi.
3.4. Фосфорилирование ИРАСП и активность F0Fi-ATPa3bi.
3.4.1. Влияние ионов Са2+ на окислительное фосфорилирование и активность FqF гАТРазы.
3.4.2. Влияние физиологических концентраций Са2+ на фосфорилирование/дефосфорилирование ИРАСП.
3.5. Фосфорилирование ИРАСП и открытие шРТР.
3.5.1. Дефосфорилирование ИРАСП при открытии тРТР и падении мембранного потенциала.
3.5.2. Влияние ИРАСП на процесс открытия неселективной митохондриальной поры.
3.5.3. Влияние ИРА СП на проводимость БЛМ.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Биофизика», 03.00.02 шифр ВАК
Фосфорилирование белков митохондрий мозга крысы2005 год, кандидат биологических наук Крестинина, Ольга Владимировна
АТР-зависимый сопряженный с ГАМКа-рецепторами Cl--насос нейрональных мембран2007 год, доктор биологических наук Мензиков, Сергей Арсентьевич
Участие эндогенных протеинкиназ в сезонной регуляции активности Ca-АТРазы саркоплазматического ретикулума скелетных мышц суслика Spermophilus undulatus2009 год, кандидат биологических наук Кондрашев-Луговский, Александр Сергеевич
Идентификация, локализация и функции 2`,3`-циклонуклеотид-3`-фосфодиэстеразы (CNP) в митохондриях крыс2011 год, кандидат биологических наук Бабурина, Юлия Леонидовна
Роль периферического бензодиазепинового рецептора в начальных стадиях апоптоза и индукции неспецифической поры митохондрий2009 год, кандидат биологических наук Грачев, Дмитрий Евгеньевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фосфорилирование низкомолекулярного полипептида в митохондриях, его идентификация и участие в регуляции функций митохондрий»
Обратимое фосфорилирование белков является одной из основных посттрансляционных модификаций, ответственных за регуляцию различных видов клеточной активности системой вторичных мессенджеров. Как правило, Са2+ или сАМР как вторичные мессенджеры изменяют активность протеинкиназ (ПК) или протеинфосфатаз (ПФ), которые в свою очередь поддерживают фосфорилирование ферментов-мишеней на определенном уровне. Согласно данным Tomaska, каждый третий белок в эукариотических клетках подвержен обратимому фосфорилированию (Tomaska, 2000). Фосфорилирование белка-мишени ведет к конформационной перестройке молекулы и соответствующим изменениям ферментативной активности или взаимодействия с другими клеточными компонентами.
Данные о фосфорилировании митохондриальных белков и о регуляции функций митохондрий системой вторичных мессенджеров крайне ограничены. За последние 20 лет обнаружено и детально изучено фосфорилирование нескольких дегидрогеназ цикла Кребса, локализованных в митохондриальном матриксе, и соответствующая регуляция активности дегидрогеназ ионами Са2+ как вторичными мессенджерами посредством ПК-зависимого фосфорилирования (Bradford and Yeaman, 1986; Denton and McCormack, 1990; Hansford, 1994; Nichols and Denton, 1995; Rutter et al., 1998). Однако до последнего времени отсутствовали какие-либо определенные данные и представления о возможности ПК- и ПФ- зависимой регуляции таких ключевых процессов митохондрий, как синтез АТФ, перенос электронов по дыхательной цепи и транспорт ионов непосредственно через внутреннюю митохондриальную мембрану. К настоящему времени показано, что ряд белков, фосфорилируемых протеинкиназами, тесно связан с комплексами дыхательной цепи. Фосфобелок с молекулярной массой 18 кДа из митохондрий бычьего сердца идентифицирован как субъединица комплекса I, а фосфобелок 17 кДа — как субъединица цитохром-«с»-оксидазы; показана также ассоциация 42 кДа фосфобелка с комплексами I, III, IV и V митохондрий (Sardanelli et al., 1995; Papa et al., 1996; Steenaart and Shore, 1997). Однако, остается неясным, каким образом фосфорилирование/дефосфорилирование мембраносвязанных митохондриальных белков влияет на функции митохондрий. В целом можно констатировать, что вопрос о возможности регуляции трансформации энергии во внутренней митохондриальной мембране системой вторичных мессенджеров в настоящее время остается открытым.
В связи с вышеизложенным, представляется актуальным исследование фосфорилйрования митохондриальных белков с целью возможного выявления новых фосфопептидов, выяснения их локализации в митохондриях и участия в процессах синтеза АТФ и транспорта ионов кальция. Эти исследования позволят выяснить, подвержены ли системы преобразования энергии во внутренней митохондриальной мембране ПК-зависимой регуляции системой вторичных мессенджеров.
Целью данной работы являлось выявление новых мембраносвязанных фосфопептидов в митохондриях, исследование факторов, регулирующих их фосфорилирование, и выяснение возможности регуляции функций митохондрий путем фосфорилирования/дефосфорилирования этих пептидов.
Мы планировали обнаружить и исследовать новые фосфорилированные пептиды в митохондриях, однако из трех найденных фосфопептидов только один представлял интерес для исследования и изучался нами детально.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
1. Обнаружение новых фосфорилированных полипептидов (одного или нескольких) в митохондриальной мембране и выявление оптимальных условий для их фосфорилирования.
2. Идентификация вновь обнаруженного фосфорилированного полипептида и выявление его принадлежности к функциональным системам митохондрий.
3. Демонстрация возможности регуляции фосфорилирования/ дефосфорилирования полипептида ионами Са2+ как вторичными мессенджерами.
4. Выявление вида протеинкиназ/протеинфосфатаз, осуществляющих фосфорилирование/дефосфорилирование обнаруженного полипептида.
5. Изучение корреляции уровня фосфорилирования найденного полипептида с функциональными параметрами митохондрий:
2+ скоростью окислительного фосфорилирования, транспортом Са , мембранным потенциалом и проницаемостью митохондриальных мембран.
Научная новизна.
Впервые во внутренней мембране митохондрий обнаружен низкомолекулярный фосфопептид, молекулярная масса которого была определена равной 3.5 кДа согласно его электрофоретической подвижности в полиакриламидном геле. Методом иммунопреципитации и Вестерн-блоттинга полипептид был идентифицирован как неизвестная ранее фосфорилированная форма субъединицы «с» FoFi-АТРазы митохондрий и был назван как иммунореактивный к антителам к субъединице «с» полипептид
ИРАСП). Установлено, что фосфорилирование/дефосфорилирование
ИРАСП модулируется Са в пределах физиологических концентраций, и этот процесс коррелирует с изменением синтеза/гидролиза АТФ FoFj-АТРазой митохондрий. Таким образом, в настоящей работе впервые получены данные, свидетельствующие о возможности регуляции процессов преобразования энергии во внутренней мембране митохондрий системой вторичных мессенджеров путем обратимого фосфорилирования ИРАСП. Показано, что фосфорилирование ИРАСП активируется бутирил-сАМР, что свидетельствует о том, что фосфорилирование ИРАСП осуществляется сАМР-зависимой ПК А. Установлена взаимосвязь дефосфорилирования ИРАСП с открытием неселективной Са2+-индуцируемой, циклоспорин А-чувствительной поры во внутренней мембране митохондрий (шРТР). Найдено, что ИРАСП в дефосфорилированной форме стимулирует открытие тРТР и вызывает увеличение проводимости бислойных липидных мембран (БЛМ) путем формирования в них одиночных каналов проводимости. Научно-практическая ценность.
Обнаружение фосфорилированной формы субъединицы «с» FoFi-АТРазы открывает возможность регуляции энергопродукции в клетках и митохондриях внешними стимулами (гормонами и др.) путем передачи сигнала с плазматической мембраны клетки посредством каскада вторичных мессенджеров непосредственно на FoFj-АТРазу. Кроме того, участие ИРАСП в регуляции или формировании неселективной митохондриальной поры расширяет представления о строении и функционировании шРТР, открытие которой считается одной из основных стадий развития апоптоза и некроза - явлений, контролирующих морфогенез и регенерацию, а также возникновение различных заболеваний и патологий.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Похожие диссертационные работы по специальности «Биофизика», 03.00.02 шифр ВАК
Выявление белков, взаимодействующих с Na,K-АТРазой2005 год, кандидат биологических наук Долгова, Наталия Валерьевна
Характеристика взаимодействия Na/K-АТРазы и NMDA-рецептора в гранулярных клетках мозжечка2012 год, кандидат биологических наук Аккуратов, Евгений Евгеньевич
Роль митохондрий в обеспечении нормальной жизнедеятельности и выживания клеток млекопитающих2009 год, доктор биологических наук Холмухамедов, Эхсон Лукманович
Механизм функционирования и регуляция митохондриального К атф канала2001 год, кандидат биологических наук Негода, Александр Евгеньевич
Механизмы обратимой метаболической депрессии и гибели гепатоцитов миноги речной (Lampetra fluviatilis L.) в период преднерестовой миграции2011 год, кандидат биологических наук Коновалова, Светлана Александровна
Заключение диссертации по теме «Биофизика», Одинокова, Ирина Владимировна
выводы
1. Впервые обнаружено преимущественное фосфорилирование низкомолекулярного (3.5 кДа) полипептида в митохондриях печени крыс. Показано, что 3.5 кДа полипептид включает около 75% Р из у- Р]АТР от общего количества радиоактивного фосфата Р-меченых белков митохондрий.
2. Установлено, что 3.5 кДа полипептид родственен или идентичен субъединице «с» FoFi-АТРазы митохондрий. Этот вывод был сделан на основании сходства молекулярных масс и специфического взаимодействия данного полипептида с антителами к субъединице «с», показанного с помощью метода Вестерн-блоттинг. 3.5 кДа полипептид был назван пептидом, иммунореактивным к антителам к субъединице «с» (ИРАСП).
3. Обнаружено, что уровень фосфорилирования ИРАСП зависит от концентрации ионов Са в пределах физиологических концентраций (10'8-10'6 М). Продемонстрировано влияние ингибиторов протеинкиназ/протеинфосфатаз на уровень фосфорилирования ИРАСП. Сделано заключение о том, что фосфорилирование/дефосфорилирование ИРАСП в митохондриях регулируется Са2+ как вторичным мессенджером посредством
Са2+
-зависимых протеинкиназ и протеинфосфатаз.
4. Исследована биологическая значимость фосфорилирования ИРАСП. Показана корреляция . между уровнем фосфорилирования ИРАСП и скоростью окислительного фосфорилирования в митохондриях. При изменениии концентрации свободного Са2+ от 10"8 до 10"6 М наблюдалось частичное дефосфорилирование ИРАСП и повышение скорости синтеза АТР.
Выдвинута идея о том, что при активации клеток внешними стимулами рост внутриклеточного Са2+ ведет к активации окислительного фосфорилирования в результате дефосфорилирования ИРАСП во внутренней митохондриальной мембране в дополнение к общеизвестной активации ионами Са2+ ферментов цикла Кребса в матриксе митохондрий.
2+
Показана корреляция открытия неселективных, Са -индуцируемых пор (шРТР) во внутренней митохондриальной мембране и уровня фосфорилирования ИРАСП. Полное дефосфорилирование ИРАСП, наблюдаемое при открытии шРТР, предотвращалось циклоспорином А - селективным ингибитором шРТР. Обнаружено, что изолированная дефосфорилированная форма ИРАСП способна значительно повышать проницаемость мембран митохондрий и искусственных фосфолипидных мембран. Предложена гипотеза, согласно которой дефосфорилированная форма ИРАСП может принимать участие в формировании шРТР.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе мы впервые обнаружили в митохондриях низкомолекулярный фосфопептид с молекулярной массой 3.5 кДа, лл который способен включать Р из [у- Р]АТР. Этот фосфопептид ранее не наблюдали и он не был описан другими исследователями, изучавшими фосфорилирование белков в митохондриях (Backer et al., 1986; Ferrari et al., 1990; Sardanelli et al., 1995; Papa et al., 1996; Struglics et al., 1998) Мы полагаем, что мы обнаружили данный фосфопептид благодаря использованию специальных наиболее благоприятных условий фосфорилирования, таких как высокая концентрация
АТФ ( Р-АТР + немеченная АТФ), близкая к внутримитохондриальному уровню АТР и обеспечивающая высокую
XI скорость включения Р из АТФ в полипептид, а также особые условия разделения низкомолекулярных полипептидов при электрофорезе в полиакриламидном геле.
Фосфопептид был найден во внутренней мембране митохондрий и в неочищенных препаратах FoFi-АТРазы и был предварительно идентифицирован с помощью методов иммунопреципитации и Western блоттинга как фосфорилированная форма субъединицы «с» FoFi-АТРазы. Этот фосфопептид был назван нами полипептидом, иммунореактивным к антителам к субъединице «с» - ИРАСП.
Найдено, что фосфорилирование ИРАСП в митохондриях
Л г печени крыс регулируется Са в пределах физиологических
О Уконцентрации
10 - Ю-0 М), и ингибиторы протеинкиназ и протеинфосфатаз способны модулировать скорость фосфорилирования. На этом основании сделано заключение о том, что фосфорилирование/дефосфорилирование ИРАСП подвержено регуляции системой вторичных мессенджеров.
Была предпринята попытка выяснить, существует ли корреляция фосфорилирования/дефосфорилирования субъединицы «с» с какими-либо митохондриальными функциями. Нами было
Л I показано, что при очень низких концентрациях свободного Са (10" о
М) наблюдается высокий уровень фосфорилирования ИРАСП и низкий уровень синтеза АТФ. Напротив, при высоком уровне Са2+ 1
10" -10" М) фосфорилирование ИРАСП было относительно низким, а скорость синтеза АТФ увеличивалась. Таким образом, наблюдалась четкая обратная корреляция между скоростью окислительного фосфорилирования и уровнем фосфорилирования ИРАСП.
Следует отметить, что до нашего настоящего исследования была широко распространена точка зрения, что вторичные мессенджеры регулируют систему преобразования энергии в митохондриях только на уровне дегидрогеназ цикла Кребса в митохондриальном матриксе. Было известно, что Са2+, как вторичный мессенджер, активирует некоторые НАДН-дегидрогеназы и, таким образом, повышает скорость окислительного фосфорилирования
Nichols and Denton, 1995). Наши результаты показывают, что система вторичных мессенджеров, в частности Са2+-зависимые компоненты, способна регулировать уровень фосфорилирования ИРАСП и скорость окислительного фосфорилирования во внутренней
2+ митохондриальной мембране. Следует подчеркнуть, что Са -индуцированные изменения скорости окислительного фосфорилирования, наблюдаемые нами, нельзя объяснить активацией/ингибированием НАДН-зависимых дегидрогеназ цикла Кребса, так как в наших экспериментах в среде измерения присутствовал ротенон и источником электронов для дыхательной цепи служил только сукцинат, а не какой-либо другой субстрат.
В связи с тем, что одним из физиологически важных состояний митохондрий является открытие во внутренней мембране неселективных пор (шРТР), была изучена взаимосвязь между а . фосфорилированием ИРАСП и Са -индуцированным открытием шРТР. Было показано, что Са2+ -индуцируемое и CysA-чувствительное открытие шРТР во внутренней мембране митохондрий коррелирует с I практически полным Са - и CysA-чувствительным дефосфорилированием ИРАСП. Кроме того, мы обнаружили, что изолированная дефосфорилированная форма субъединицы «с» способна повышать проницаемость митохондриальной мембраны, а также формировать каналы проводимости в БЛМ и поддерживать их в открытом состоянии. Полученные результаты позволяют предположить, что дефосфорилированная форма субъединицы «с» принимает участие в формировании структуры шРТР или, по крайней мере, в увеличении мембранной проницаемости при событиях, связанных с открытием шРТР.
Следует отметить, что в клетке существуют аналоги субъединицы «с», которые способны индуцировать или регулировать мембранную проницаемость. К ним относится 16 кДа протеолипид -гидрофобный ДЦКД-связывающий пептид вакуолярной V0Vi-АТРазы (дактин), рассматриваемый как димер митохондриальной субъединицы «с» (Peters et al., 2001; Bayer et al., 2003). Другой известный 15-16 кДа протеолипид, имеющий 60-70% гомологии по аминокислотной последовательности с субъединицей «с», - это компонент медиаторофора, обнаруженного в препаратах синаптосом (Shiff et al., 1996; Brochier and Morel, 1993; Morel et al., 2001). Медиаторофор транспортирует ацетилхолин в ответ на повышенный уровень кальция. Кроме того, описано, что дактин входит в состав межклеточных контактов (gap junction), и обладает, кроме способности осуществлять транслокацию ионов водорода, свойством формировать мегаканалы в межклеточных контактах (Finbow et al., 1992; Finbow et al., 1995; Finbow and Harrison, 1997).
На основании полученных результатов мы выдвигаем гипотезу о том, что субъединица «с» принимает участие как в «сопряженном» транспорте ионов Н* через FoFi-ATP синтетазу, что приводит к хемиосмотическому синтезу АТФ, так и в регуляции скорости синтеза АТФ. При высоком уровне мембранного потенциала и очень низкой концентрации свободного Са (10' М) ИРАСП полностью фосфорилирован и транспорт ионов НГ через FoFi-АТРазу и, соответственно, через внутреннюю митохондриальную мембрану происходит с относительно низкой скоростью. В этом состоянии скорость синтеза АТФ мала. Эта ситуация обычна для клеток, находящихся в состоянии покоя. Повышение физиологического
94- 7 уровня Са до 10* -10' М вызывает дефосфорилирование ИРАСП и увеличение сопряженного транспорта Н* и синтеза АТФ, что может происходить в активированных клетках.
94
При массивной нагрузке ионами Са митохондрий и падении мембранного потенциала субъединица «с» подвергается полному дефосфорилированию. Как было показано в настоящем исследовании, дефосфорилированнная форма субъединицы «с» может индуцировать пассивный ионный транспорт через внутреннюю митохондриальную мембрану, а также через БЛМ. На этом основании мы полагаем, что при открытии гпРТР в митохондриях субъединица «с» индуцирует пассивный транспорт ионов через внутреннюю мембрану митохондрий, в результате нарушения взаимодействия Fo и F] секторов FoFi-АТРазы. При этом как синтез, так и гидролиз АТФ не происходят. Такая ситуация может наблюдаться при программируемой клеточной гибели и других патологических состояниях.
Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Одинокова, Ирина Владимировна, 2004 год
1. Бойер П.Д. На пути к пониманию каталитического механизма АТР-синтетазы // Биохимия (М), 2001, 66(10), 1312-1322.
2. Евтодиенко Ю. В. Механизмы и регуляция транспорта ионов в митохондриях // Докт. дисс., Пущино, 1979.
3. Евтодиенко Ю.В. Автоколебания трансмембранных потоков кальция в митохондриях и их возможное биологическое значение // Биологические мембраны, 2000, 14(1), 5-17.
4. Евтодиенко Ю.В., Акименко В.К. Преобразование энергии в биологических системах / Пущино, ИБФМ РАН, 1998.
5. Зоров Д.Б. Митохондриальный транспорт нуклеиновых кислот. Участие бензодиазепинового рецептора // Биохимия, 1996, 61(7), 1320-1332.
6. Лейкин Ю.Н., Виноградов А.Д. Взаимосвязь окислительного фосфорилирования и транспорта ионов Са2+ в митохондриях // Укр. биохим. журнал, 1971, 43(1):88-97.
7. Ливанова Н.Б. К проблеме специфичности протеинфосфокиназы печени крыс // Вопр. мед. химии, 1962, 8, 429-431.
8. Николе Д.Д. Биоэнергетика. Введение в хемиосмотическую теорию. Пер. с англ. / М., Мир, 1985.
9. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран / М.: Наука, 1989.
10. Abrahams J.P., Leslie A.G., Lutter R., and Walker J.E. Structure at 2.8 A resolution of FrATPase from bovine heart mitochondria // Nature, 1994, 370, 621-628.
11. Backer J.M., Arcoleo J.P. and Weinstein I.B. Protein phosphorylation in isolated mitochondria and the effects of protein kinase С // FEBS Lett., 1986, 200(1), 161-164.
12. Bayer M.J., Reese C., Buhler S., Peters C., and Mayer A. Vacuole membrane fusion: Vo functions after trans-SNARE pairing and is coupled to the Ca releasing channel // J. Cell. Biol., 2003, 162(2), 211-222.
13. Bera A.K., Ghosh S., and Das S., Mitochondrial VDAC can be phosphorylated by cyclic AMP-dependent protein kinase // Biochem. Biophys. Res. Comm., 1995, 209, 213-217.
14. Berkich D.A., Williams G.D., Masiakos P.T., Smith M.B., Boyer P.D., and LaNoue K.F. Rates of various reactions catalyzed by ATP synthase as related to the mechanism of ATP synthesis // J. Biol. Chem., 1991,266(1), 123-129.
15. Bers D.M., Patton C.W., and Nuccitelli R. A practical guide to the preparation of Ca2+ buffers // Methods Cell. Biol., 1994, 40, 3-29.
16. Bianchet M.A., Hullihen J., Pedersen P.L., and Amzel L.M. The 2.8-A structure of rat liver Fj-ATPase: configuration of a critical intermediate in ATP synthesis/hydrolysis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95(19), 11065-11070.
17. Boyer P.D. and Kohlbrenner W.E. The present status of the binding-change mechanism and its relation to ATP formation by chloroplasts/ in Energy Coupling in Photosynthesis (Selman B.R. & Selman-Reimer S., eds.), Elsevier, Amsterdam, 1981, 231-240.
18. Boyer P.D. Catalytic site forms and controls in ATP synthase catalysis//Biochim. Biophys. Acta, 2000, 1458(2-3), 252-262.
19. Boyer P.D. The binding change mechanism for ATP synthase — some probabilities and possibilities // Biochim. Biophys. Acta, 1993, 1140(3), 215-250.
20. Bradford A.P. and Yeaman S.J. Mitochondrial protein kinases and phosphatases // Adv. Prot. Phosphatases, 1986, III, 73-106.
21. Braig K., Menz R.I., Montgomery M.G., Leslie A.G., and Walker J.E. Structure of bovine mitochondrial Fj-ATPase inhibited by Mg2+ ADP and aluminium fluoride // Structure Fold. Des., 2000, 8(6), 567573.
22. Brochier G., and Morel N. The same 15 kDa proteolipid subunit is a constituent of two different proteins in Torpedo, the acetylcholine releasing protein mediatophore and the vacuolar H4" ATPase. Neurochem. Int., 1993,23(6), 525-539.
23. Broekemeier К. M., Dempsey M. E., Pfeiffer D. R. Cyclosporin A is a potent inhibitor of the inner membrane permeability transition in liver mitochondria // J. Biol. Chem., 1989, 264, 7826-7830.
24. Brustovetsky N., and Klingenberg M. Mitochondrial ADP/ATP carrier can be reversibly converted into a large channel by Ca // Biochemistry, 1996, 35(26), 8483-8488.
25. Brustovetsky N., Tropschug M., Heimpel S., Heidkamper D., andл ,
26. Klingenberg M. A large Ca -dependent channel formed by recombinant ADP/ATP carrier from Neurospora crassa resembles the mitochondrial permeability transition pore // Biochemistry, 2002, 41(39), 11804-11811.
27. Burgess J.W., and Yamada E.W. cAMP-dependent protein kinase isozymes with preference for histone H2B as substrate in mitochondria of bovine heart // Biochem. Cell. Biol., 1987, 65(2),137-143.
28. Burnett G., and Kennedy E.P. The enzymatic phosphorylation of proteins // J. Biol. Chem, 1954, 211(2), 969-980.
29. Bygrave F. L. and Benedetti A. Calcium: its modulation agonists // Biochem. J., 1993,296, 1-14.
30. Cain B.D. Mutagenic analysis of the F0 stator subunits // J. Bioenerg. Biomembr., 2000,32(4), 365-371.
31. Capaldi R.A., Aggeler R., and Wilkens S. Conformational changes in the gamma and epsilon subunits are integral to the functioning of the Escherichia coli НГ-pumping ATPase (ECFiF0) // Biochem. Soc. Trans., 1995, 23(4), 767-770.
32. Capaldi R.A., and Aggeler R. Mechanism of the FiF0-type ATP synthase, a biological rotary motor // Trends Biochem. Sci., 2002, 27(3), 154-160.
33. Carafoli E., Malmstrom K., Jerusalem F. Mitochondrial calcium transport in normal and injured cells // Biochem. Biophys. Acta, 1965,97,107-117.
34. Chance В., and Williams G.R. Respiratory enzymes in oxidative phosphorylation. VI. The effects of adenosine diphosphate on azide-treated mitochondria //J. Biol. Chem., 1956, 221(1), 477-489.
35. Chance В., and Williams G.R. The respiratory chain and oxidative phosphorylation // Adv. Enzymol. Relat. Subj. Biochem., 1956, 17, 65-134.
36. Cintron N.M., and Pedersen P.L. A protein inhibitor of the mitochondrial adenosine triphosphatase complex of rat liver. Purification and characterization // J. Biol. Chem., 1979, 254(9), 3439-3943.
37. Cox G.B., Jans D.A., Fimmel A.L., Gibson F., and Hatch L. Hypothesis. The mechanism of ATP synthase. Conformationalchange by rotation of the beta-subunit // Biochim. Biophys. Acta, 1984, 768(3-4), 201-208.
38. Crompton M., Ellinger H., Costi A. Ingibition by cyclosporin A of Ca -dependent pore in heart mitochondria activated by inorganic phosphate and oxidative stress // Biochem. J., 1988, 255, 357-360.
39. Crompton M., Moser R., Ludi H., Carafoli E. The interrelation between the transport of sodium and calcium in mitochondria of varias mammalian tissue // Eur. J. Biochem., 1978, 82, 25-31.
40. Da Silva L.P., Lindahl M., Lundin M., and Baltscheffsky H. Protein phosphorylation by inorganic pyrophosphate in yeast mitochondria // Biochem. Biophys. Res. Comm., 1991, 178(3), 1359-1364.
41. Damuni Z., and Reed L.J. Purification and characterization of a divalent cation-independent, spermine-stimulated protein phosphatase from bovine kidney mitochondria // J. Biol. Chem., 1987, 262(11), 5133-5138.л .
42. Denton R.M., and McCormack J.G. Ca as a second messenger within mitochondria of the heart and other tissues // Annu. Rev. Physiol., 1990, 52, 451-466.
43. Denton R.M., Randle P.J., and Martin B.R. Stimulation by calcium ions of pyruvate dehydrogenase phosphate phosphatase // Biochem. J., 1972, 128(1), 161-163.
44. Dimroth P., Matthey U., and Kaim G. Critical evaluation of the one-versus the two-channel model for the operation of the ATP synthase's F0 motor//Biochim. Biophys. Acta, 2000, 1459(2-3), 506-513.
45. Dmitriev O., Jones P.C., Jiang W., and Fillingame R.H. Structure of the membrane domain of subunit b of the Escherichia coli FoFj ATP synthase//J. Biol. Chem., 1999, 274(22), 15598-15604.
46. Ferrari S., Moret V., and Siliprandi N. Protein phosphorilation in rat liver mitochondria// Mol. and Cell Biochem., 1990, 97, 9-16.
47. Finbow M.E., and Harrison M.A. The vacuolar FT-ATPase: a universal proton pump of eukaryotes // Biochem. J., 1997, 324 (3), 697-712.
48. Finbow M.E., Harrison M., and Jones P. Ductin a proton pump component, a gap junction channel and a neurotransmitter release channel//Bioessays, 1995, 17(3), 247-255.
49. Frangione В., Rosenwasser E., Penefsky H.S., and Pullman M.E. Amino acid sequence of the protein inhibitor of mitochondrial adenosine triphosphatase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1981, 78(12), 7403-7407.
50. Galiegue S., Tinel N., and Casellas P. The peripheral benzodiazepine receptor: a promising therapeutic drug target // Curr. Med. Chem., 2003, 10(16), 1563-1572.
51. Gazzotti P., Gloor M., and Carafoli E. Calmodulin binding proteins in rat liver mitochondria // Biochem. Biophys. Res. Commun., 1984, 119(1), 343-351.
52. Girvin M.E., Rastogi V.K., Abildgaard F., Markley J.L., and Fillingame R.H. Solution structure of the transmembrane H1"-transporting subunit с of the FiF0 ATP synthase // Biochemistry, 1998, 37(25), 8817-8824.
53. Gruber G., and Capaldi R.A. The trapping of different conformations of the Escherichia coli Fi ATPase by disulfide bond formation. Effect on nucleotide binding affinities of the catalytic sites // J. Biol. Chem., 1996, 271(51), 32623-32628.
54. Gunter Т. E., Pfeiffer D. R. Mechanisms by wich mitochondria transport calcium//J. Physiol., 1990, 258, c. 755-786.4 I
55. Hamasur В., and Glaser E. Plant mitochondrial F0Fi ATP synthase. Identification of the individual subunits and properties of the purified spinach leaf mitochondrial ATP synthase // Eur. J. Biochem., 1992, 205(1), 409-416.
56. Hansford R.G. Physiological role of mitochondrial Ca2+ transport // J. Bioenerg. Biomembr., 1994, 26(5), 495-508.
57. Hashimoto E., and Yamamura H. Comparison of substrate recognition by protein kinase С (type III) between rat liver cytosolic and particulate fractions // Int J Biochem., 1990, 22(4), 405-410.
58. Hauet Т., Liu J., Li H., Gazouli M., Culty M., and Papadopoulos PBR, StAR, and PKA: partners in cholesterol transport in steroidogenic cells // Endocr. Res., 2002, 28(4), 395-401.
59. Hekman С., Tomich J.M., and Hatefi Y. Mitochondrial ATP synthase complex. Membrane topography and stoichiometry of the F0 subunits //J. Biol. Chem., 1991, 266(21), 13564-13571.
60. Hemenway C.S., and Heitman J. Calcineurin. Structure, function, and inhibition// Cell. Biochem. Biophys., 1999, 30(1 ):115-151.
61. Henriksson Т., and Jergil B. Protein kinase activity and endogenous phosphorylation in subfractions of rat liver mitochondria // Biochim. Biophys. Acta, 1979, 588(3), 380-391.
62. Holzenburg A., Jones P.C., Franklin Т., Pali Т., Heimburg Т., Marsh D., Findlay J.B., and Finbow M.E. Evidence for a common structure for a class of membrane channels // Eur. J. Biochem., 1993, 213(1), 21-30.
63. Hughes W.A., and Denton R.M. Incorporation of 32Pj into pyruvate dehydrogenase phosphate in mitochondria from control and insulin-treated adipose tissue // Nature, 1976, 264, 471-473.
64. Hughes W.A., and Halestrap A.P. The regulation of branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase of liver, kidney and heart by phosphorylation // Biochem. J., 1981, 196(2), 459-469.
65. Hutson S.M., Berkich D., Williams G.D, LaNoue K.F, Briggs R.W. 31P NMR visibility and characterization of rat liver mitochondrial matrix adenine nucleotides // Biochemistry, 1989, 28(10), 4325-43321. Л I
66. Jeng A.Y., and Shamoo A.E. The electrophoretic properties of a Ca carrier isolated from calf heart inner mitochondrial membrane // J. Biol. Chem., 1980, 255(14), 6904-6912.
67. Johnson D. and Lardy H.A. Isolation of liver or kidney mitochondria // Meth. Enzymol. 1967, 10, 94-96.
68. Junge W., Lill H, and Engelbrecht S. ATP synthase: an electrochemical transducer with rotatory mechanics // Trends Biochem. Sci, 1997, 22, 420-423.
69. Junge W, Panke O, Cherepanov D.A, Gumbiowski K, Muller M, and Engelbrecht S. Inter-subunit rotation and elastic power transmission in F0F,-ATPase // FEBS Lett, 2001, 504(3), 152-160.
70. Kaim G, and Dimroth P. A triple mutation in the a subunit of the Escherichia coli/Propionigenium modestum FiF0 ATPase hybrid causes a switch from Na+ stimulation to Na+ inhibition // Biochemistry, 1998, 37(13), 4626-4634.
71. Kaim G, and Dimroth P. ATP synthesis by the FiF0 ATP synthase of Escherichia coli is obligatorily dependent on the electric potential // FEBS Lett, 1998, 434(1-2), 57-60.
72. Kaim G, and Dimroth P. Voltage-generated torque drives the motor of the ATP synthase // EMBO J, 1998, 17(20), 5887-5895.
73. Kato-Yamada Y., Noji H., Yasuda R., Kinosita K. Jr., and Yoshida M. Direct observation of the rotation of epsilon subunit in Fj-ATPase //J. Biol. Chem., 1998, 273(31), 19375-19377.
74. Kinnally K.W., Zorov D.B., Antonenko Y.N., Snyder S.H., McEnery M.W., and Tedeschi H. Mitochondrial benzodiazepine receptor linked to inner membrane ion channels by nanomolar actions of ligands//Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993,90(4), 1374-1378.
75. Kitagawa M., Mukai H., and Ono Y. Molecular cloning and characterization of a novel mitochondrial phosphoprotein. MIPP65, from rat liver // Exp. Cell. Res., 1997, 235, 71-78.
76. Kitagawa Y., Racker E. Purification and characterization of two protein kinases from bovine heart mitochondrial membrane // J Biol Chem., 1982,257(8), 4547-4551.
77. Laemmli U. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 //Nature, 1970; 227, 680-685.
78. Le Quoc K. and Le Quoc D. Critical role of sulfhydryl groups in mitochondrial inner membrane structure // J. Biol. Chem., 1985, 260, 7422-7428.
79. Le Quoc K. and Le Quoc D. Involvement of the ADP/ATP carrier in cflcium-indused perturbations of the mitochondria inner membranepermeability: importance of the nucleotide binding site // Arch. Biochem. Biophys., 1988, 265, 249-257.
80. Lehninger A. L. Mitochondria and calcium transport // Biochem. J., 1980,190, 129.
81. Liu J., Li H., and Papadopoulos V. PAP7, a PBR/PKA-RIalpha-associated protein: a new element in the relay of the hormonal induction of steroidogenesis // J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 2003, 85(2-5), 275-283.
82. Lowry O.H., Rosebrough N. J., Farra A. L., Randall R. J. Protein measurement with the folin phenol reagents // J. Biol. Chem. ,1951, 193(2), 265-275.
83. Malmstrom K., and Carafoli E. The interaction of Ca2+ with mitochondria from human myometrium// Arch. Biochem. Biophys., 1977,182(2), 657-666.
84. Massari S. and Azzone G. F. The equivalent pore radius of intact and damaged mitochondria and the mechanism of active shrinkage // Biochem. Biopfys. Acta, 1972, 283, 23-29.
85. Milgrom Y.M., Murataliev M.B., and Boyer P.D. Bi-site activation occurs with the native and nucleotide-depleted mitochondrial Fj-ATPase//Biochem. J., 1998,330, 1037-1043.
86. Mitchell P. A chemiosmotic hypothesis for the mechanism of oxidative and photosynthetic phosphorylation // Nature, 1961, 191, 144-148.
87. Morel N., Dunant Y., and Israel M. Neurotransmitter release through the V0 sector of V-ATPase // J. Neurochem., 2001, 79(3), 485-488.
88. Morikami A., Aliso K., Asahi Т., and Nakamura K. The 5'-subunit of higher plant six-subunit mitochondrial Fj-ATPase is homologous to the 8-subunit of animal mitochondrial F|-ATPase // J. Biol. Chem., 1992, 267, 72-76.
89. Muller G., and Bandlow W. Protein phosphorylation in yeast mitochondria: cAMP-dependence, submitochondrial localization and substrates of mitochondrial protein kinases // Yeast, 1987, 3, 161174.
90. Murataliev M.B., and Boyer P.D. Interaction of mitochondrial Fr ATPase with trinitrophenyl derivatives of ATP and ADP. Participation of third catalytic site and role of Mg2+ in enzyme inactivation // J. Biol. Chem., 1994, 269(22), 15431-15439.
91. Nichols B.J., and Denton R.M. Towards the molecular basis for the regulation of mitochondrial dehydrogenases by calcium ions // Mol. Cell. Biochem., 1995,149/150,203-212.
92. Nichols D. S., Crompton M. Mitochondrial calcium transport // FEBS Lett., 1980, 111, 261-268.
93. Noji H., Amano Т., and Yoshida M. Molecular switch of F0FrATP synthase, G-protein, and other ATP-driven enzymes // J. Bioenerg. Biomembr., 1996, 28(5), 451-457.
94. Novgorodov S. A., Gudz Т. I., Brierly G. R. and Pfeiffer D. R. Magnesium ion modulates the sensitivity of the mitochondrial permeability pore to cyclosporin A and ADP // Arch. Biochem. Biophys., 1994, 311, 219-228.
95. Odessey R. Direct evidence for the inactivation of branched-chain oxo-acid dehydrogenase by enzyme phosphorylation // FEBS Lett., 1980, 121(2), 306-308.
96. Oosawa F., and Masai J. Asymmetry of fluctuation with respect to time reversal in steady states of biological systems // Biophys. Chem., 1982, 16(1), 33-40.
97. Palmer D.N., Bayliss S.L., and Westlake V.J. Batten disease and the ATP synthase subunit с turnover pathway: raising antibodies to subunit c//Am. J. Med. Genet., 1995, 57(2), 260-265.
98. Papa S., Sardanelli A.M., Scacco S., and Technikova-Dobrova Z. cAMP-dependent protein kinase and phosphoproteins in mammalianmitochondria. An extension of the cAMP-mediated intracellular signal transduction // FEBS Lett., 1999, 444(2-3), 245-249.
99. Penefsky H.S. Energy-dependent dissociation of the ATP from high affinity catalytic sites of beef heart mitochondria ATPase // J. Biol. Chem., 1985, 260, 13735-13741.
100. Peters C., Bayer M.J., Buhler S., Andersen J.S., Mann M., and Mayer A. Trans-complex formation by proteolipid channels in the terminal phase of membrane fusion //Nature, 2001, 409(6820), 581-588.
101. Petronilli V., Cola C., Bernardi P. Modulation of the mitochondrial Cyclosporin A-sensitive permeability transition pore // J. Biol. Chem., 1993,268, 1011-1016.
102. Pietrobon D., Di Virgilio F. and Pozzan T. Structural and functional aspects of calcium homeostasis in eucaryotic cells // Eur. J. Biochem., 1990, 193, 599-622.
103. Pozzan Т., Rizzuto R., Volpe P. and Meldolesi J. Molecular and cellular physiology of intracellular calcium stores // Physiol. Rev., 1994, 74,595 636.
104. Reed L.J. Multi enzyme complexes // Acc. Chem. Res, 1973, 7, 4056.
105. Richter C. Mitochondrial calcium transport./in Molecular Mechanisms in Bioenergetics (Ernster L. ed.), Elsevier Sciens Publishers, Amsterdam, 1992, 343-358.
106. Rose S.P, and Heald P.J. A phosphoprotein-phosphatase from ox brain // Biochem. J, 1961, 81, 339-347.
107. Rossi G. S, Lehninger A. L. Stoichometric relationship between mitochondrial ion accumulation and oxidative phosphorylation // Biochem. Biophys. Res. Commun, 1963, 11, 441-446.
108. Rusnak F, and Mertz P. Calcineurin: form and function // Physiol. Rev, 2000, 80(4), 1483-1521.
109. Sambongi Y, Iko Y, Tanabe M, Omote H, Iwamoto-Kihara A, Ueda I, Yanagida T, Wada Y, and Futai M. Mechanical rotation of the с subunit oligomer in ATP synthase (FoFj): direct observation // Science, 1999, 286(5445), 1722-1724.
110. Sardanelli A.M., Technikova-Dobrova Z, Scacco S.C, Speranza F, and Papa S. Characterization of proteins phosphorylated by the cAMP-dependent protein kinase of bovine heart mitochondria // FEBS Lett, 1995, 377(3), 470-474.
111. Sardanelli A.M., Technikova-Dobrova Z, Speranza F, Mazzocca A, Scacco S, and Papa S. Topology of the mitochondrial cAMP-dependent protein kinase and its substrates // FEBS Lett, 1996, 396(2-3), 276-278.
112. Sarrouilhe D, and Baudry M. Evidence of true protein kinase CKII activity in mitochondria and its spermine-mediated translocation to inner membrane // Cell Mol. Biol, 1996, 42(2), 189-197.
113. Schwoch G., Trinczek В., and Bode C. Localization of catalytic and regulatory subunits of cyclic AMP-dependent protein kinases in mitochondria from various rat tissues // Biochem. J. 1990, 270(1), 181-188.
114. Shiff G., Synguelakis M., and Morel N. Association of syntaxin with SNAP 25 and VAMP (synaptobrevin) in Torpedo synaptosomes // Neurochem. Int., 1996, 29(6):659-667.
115. Steenaart N.A.E., and Shore G.C. Mitochondrial cytochrom с oxidase is phosphorylated by an endogenous kinase // FEBS Lett., 1997, 415, 294-298.
116. Steiner A.W., and Smith R.A. Endogenous protein phosphorylation in rat brain mitochondria: occurrence of a novel ATP-dependent form of the autophosphorylated enzyme succinyl-CoA synthetase // J. Neurochem., 1981, 37(3), 582-593.
117. Stock D., Leslie A.G., and Walker J.E. Molecular architecture of the rotary motor in ATP synthase // Science, 1999, 286(5445), 17001705.
118. Struglics A., Fredlund K.M., Konstantinov Y.M., Allen J.F., and Moller I.M. Protein phosphorylation/dephosphorylation in the inner membrane of potato tuber mitochondria // FEBS Lett., 2000, 475(3), 213-217.
119. Struglics A., Fredlund K.M., Moller I.M., and Allen J.F. Two subunits of the F0FrATPase are phosphorylated in the inner mitochondrial membrane // Biochem. Biophys. Res. Commun., 1998, 243(3), 664-648.
120. Swanson S.K., Born Т., Zydowsky L.D., Cho H., Chang H.Y., Walsh C.T., and Rusnak F. Cyclosporin-mediated inhibition of bovine calcineurin by cyclophilins A and В // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89(9), 3741-3745.
121. Technikova-Dobrova Z., Sardanelli A.M., and Papa S. Phosphorylation of mitochondrial proteins in bovine heart. Characterization of kinases and substrates // FEBS Lett., 1993, 322(1), 51-55.
122. Technikova-Dobrova Z., Sardanelli A.M., Stanca M.R., and Papa S. cAMP-dependent protein phosphorylation in mitochondria of bovine heart//FEBS Lett., 1994, 350(2-3), 187-191.
123. Tomashek J.J., Brusilow W.S.A. Stoichiometiy of energy coupling by proton-translocating ATPases: a history of variability // J. Bioenerg. Biomembr., 2000, 32, 439-500.
124. Tomaska L. Mitochondrial protein phosphorylation: lessons from yeasts // Gene, 2000, 255(1), 59-64.
125. Tsunoda S.P., Aggeler R., Yoshida M., and Capaldi R.A. Rotation of the с subunit oligomer in fully functional FiF0 ATP synthase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001, 98(3), 898-902.
126. Valiyaveetil F.I., and Fillingame R.H. Transmembrane topography of subunit a in the Escherichia coli F.Fo ATP synthase // J. Biol. Chem., 1998,273(26), 16241-16247.
127. Vardanis A. Protein kinase activity at the inner membrane of mammalian mitochondria//J. Biol. Chem., 1977, 252, 807-813.
128. Vik S.B. and Antonio B.J. A mechanism of proton translocation by FiF0 ATP synthases suggested by double mutants of the a subunit // J. Biol. Chem., 1994, 269, 30364-30369.
129. Wada Т., Long J.C., Zhang D., and Vik S.B. A novel labeling approach supports the five-transmembrane model of subunit a of the Escherichia coli ATP synthase // J. Biol. Chem., 1999, 274(24), 17353-17357.
130. Wang H.G., Pathan N., Ethell I.M., Krajewski S., Yamaguchi Y., Shibasaki F., McKeon F., Bobo Т., Franke T.F., and Reed J.C. Ca2+induced apoptosis through calcineurin dephosphorylation of BAD // Science, 1999, 284(5412), 339-343.
131. Weber J., and Senior A.E. ATPsynthase: what we know about ATP hydrolysis and what we do not know about ATP synthesis // Biochem. Biophys. Acta, 2000, 1458, 300-309.
132. Wieland O.H. The mammalian pyruvate dehydrogenase complex: structure and regulation // Rev. Physiol., Biochem. Pharmacol., 1983, 96, 123-170.
133. Yasuda R., Noji H., Yoshida M., Kinosita K, and Itoh H. Resolution of distinct rotational substeps by submillisecond kinetic analysis of FrATPase// Nature, 2001, 410, 898-904.
134. Zoratti M., Szabo I. The mitochondrial permeability transition // Bioch. Biophys. Acta, 1995, 1241, 139-176.1. БЛАГОДАРНОСТЬ
135. С чувством глубокой признательности выражаю благодарность руководителям моей работы Евтодиенко Юрию Владимировичу и Азарашвили Тамаре Сергеевне за чуткое отношение, руководство и постоянную помощь в работе.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.