Изучение воздействия продуктов зрительного цикла на бислойные липидные мембраны тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Соколов, Алексей Владимирович

• Соколов, Алексей Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Соколов, Алексей Владимирович

Условные обозначения и сокращения

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Строение глаза, фоточувствительные клетки, зрительные пигменты и первичные процессы фоторецепции

1.2. Зрительный цикл и накопление его побочных продуктов в сетчатке

1.3. Механизмы патогенного воздействия полностью-тиранс-ретиналя, липофусцина и А2Е на сетчатку глаза

1.4. Бислойная липидная мембрана как модель для изучения токсичности продуктов зрительного цикла. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. Материалы и методы.

2.1. Формирование БЛМ по методике Мюллера-Рудина и встраивание исследуемых веществ в мембрану

2.2. Эксперименты на липосомах. Получение спектров поглощения ретиналя.

ГЛАВА 3. Изучение воздействия бис-ретинилиден-этаноламина на бислойные липидные мембраны.

3.1 .Детергентное воздействие А2Е на БЛМ

3.2. Фотодинамическое воздействие А2Е на мембраны и встроенные в них полипептиды

ГЛАВА 4. Изучение воздействия полностью-транс-ретиналя на бислойные липидные мембраны

4.1 Встраивание ретиналя в БЛМ

4.2.Фотодеструктивное воздействие ретиналя на БЛМ и встроенные в нее мишени

4.3. Изучение фотохимических превращений ретиналя в искусственных мембранных системах при длительном освещении

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение воздействия продуктов зрительного цикла на бислойные липидные мембраны»

В настоящее время стремительно растет количество людей, страдающих заболеваниями зрения, обусловленными нарушениями цикла зрительного родопсина (называемого также зрительным циклом) и накоплением его побочных продуктов в сетчатке глаза. Под зрительным циклом подразумевается последовательность биохимических реакций, в ходе которой молекула родопсина, основного светочувствительного белка сетчатки глаза человека, восстанавливает свою способность к фоторецепции после поглощения кванта света. В результате фотолиза родопсина его хромофорная группа, 1 l-z/z/c-ретиналь, изомеризуется в полностью-транс-ретиналь (далее сокращенно обозначается «ретиналь», либо «ATR»), отсоединяется от белковой части молекулы и оказывается в свободном состоянии в мембране диска фоторецепторной клетки. При нормальном функционировании зрительного цикла свободный ретиналь сразу же восстанавливается до ретинола, транспортируется в клетки пигментного эпителия сетчатки, там снова превращается в 1 l-z/wc-ретиналь и возвращается обратно в фоторецепторную клетку для соединения с молекулой родопсина.

В патологических ситуациях механизм удаления ретиналя из фоторецепторной мембраны нарушается, и он может накапливаться в липидном бислое. Там он способен связываться с одним из мембранных фосфолипидов — фосфатидилэтаноламином, образуя сначала N-ретинилиден-этаноламин, а затем -бис-ретинилиден-этаноламин (А2Е). В конечном итоге это приводит к гибели клеток и развитию возрастной деградации сетчатки глаза, болезни Штаргардта, различных ретинопатий и других опасных заболеваний зрения. Помимо этого, А2Е и другие продукты взаимодействия ретиналя с белками и липидами мембран дисков, фоторецепторных клеток в ходе их обновления фагоцитируются клетками пигментного эпителия сетчатки, но перерабатываются лишь частично и накапливаются в виде гранул так называемого «пигмента старости», или липофусцина.

Известно, что гибель клеток в ходе развития заболеваний сетчатки в первую очередь обусловлена разрушением их мембран. По этой причине наибольший интерес представляют исследования воздействия ретиналя и компонентов липофусцина на биологические мембраны в темновых условиях и при освещении.

Полученные на сегодняшний день данные о воздействии продуктов зрительного цикла на мембраны в большинстве своем носят качественный характер и свидетельствуют, как правило, только о наличии деструктивного эффекта и гибели клеток сетчатки. В то же время, механизмы разрушения мембран можно изучать на модельной системе. Наиболее удобной моделью является бислойная липидная мембрана (БЛМ). Преимущество такой системы - контролируемый состав и набор методов, позволяющих изучать физические механизмы разрушения, что и составило предмет данной работы.

Основным объектом исследования является БЛМ, сформированная по методике Мюллера-Рудина из смеси липидов в растворителе. Выбор объекта обусловлен тем, что на БЛМ можно с достаточно высокой точностью проводить прямое измерение целого ряда электрохимических и механических параметров мембраны, таких как проводимость, емкость, поверхностное натяжение, время жизни в различных условиях и изменение разности граничных потенциалов. Эти и другие характеристики липидного бислоя, доступные для измерения на БЛМ, как правило, трудноопределимы на биологических мембранах. Важным преимуществом БЛМ является также возможность исследовать зависимость эффектов от липидного состава воздействия А2Е и ретиналя при их асимметричном встраивании, т.е. при введении в бислой только с одной стороны.

В данной работе впервые используется БЛМ как модель биологической мембраны для исследования воздействия побочных продуктов зрительного цикла на липидный бислой. Ранее исследования токсичности этих соединений проводились только на живых клетках, либо изучались их фотохимические свойства в различных растворителях, и только в нескольких работах были получены данные об их воздействии на липосомы.

Впервые было изучено влияние А2Е на стабильность мембран методом электрического пробоя, что позволило количественно оценить изменение таких параметров, как поверхностное натяжение мембраны, линейное натяжение спонтанно образующихся пор, количество дефектов и скорость изменения радиуса дефекта при наличии в составе мембраны бис-ретинилиден-этаноламина.

Впервые было измерено изменение граничного потенциала, возникающего на БЛМ при встраивании в нее ретиналя, и проведено сравнение влияния А2Е и ретиналя на профиль распределения электрического поля в мембране.

Впервые было показано влияние липидного состава мембраны на количество ретиналя, накапливающего в БЛМ, а также на его патогенное воздействие на мембрану.

Используемый в работе метод фотоинактивации грамицидинового канала использован впервые для исследования фотореакционной способности А2Е и ретиналя.

Достоверность результатов работы и обоснованность выводов обеспечивается тем, что использованные методики и модели успешно использовались ранее для исследования свойств БЛМ и воздействия на них различных биологически активных веществ — ионофоров, фотосенсибилизаторов, липофильных ионов.

Теория необратимого электрического пробоя БЛМ, взятая за основу для оценки влияния А2Е на микроскопические структурные параметры мембраны, была разработана еще в 80-е годы и неоднократно проверялась экспериментально в нашей и других лабораториях.

Применяемый в работе метод фотоинактивации грамицидинового канала успешно применялся ранее в лаборатории, возглавляемой Ю.Н.Антоненко, в исследованиях активности фотосенсибилизаторов и кинетики формирования самих каналов.

Результаты данного исследования важны для понимания механизмов воздействия ретиналя и А2Е на мембраны клеток сетчатки. Полученная новая информация о процессах, лежащих в основе гибели клеток и патогенеза заболеваний зрения, может быть использована для поиска более эффективных способов их профилактики и лечения. Разработанные в ходе выполнения работы методики при исследовании деструктивного воздействия ретиналя и А2Е могут быть полезны в дальнейшем для изучения взаимодействия других соединений с БЛМ.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Соколов, Алексей Владимирович

ВЫВОДЫ:

1. Показано, что А2Е практически не проникает через мембрану и адсорбируется на ней только с одной стороны, вызывая значительное изменение разности граничных потенциалов. Ретиналь свободно проникает через мембрану, распределяясь в ней . практически симметрично. Эффективность встраивания ретиналя заметно увеличивается при наличии в составе БЛМ фосфатидилэтаноламина, что согласуется с литературными данными об образовании комплекса ретиналя с этим липидом.

2. Обнаружено, что А2Е уменьшает стабильность БЛМ в отсутствие освещения (на 2-3 порядка уменьшается время жизни мембраны во внешнем электрическом поле) только если мембрана содержит отрицательно заряженные липиды. Это объясняется взаимодействием А2Е с их полярными группами с образованием комплексов, влияющих на спонтанную кривизну бислоя. Предположительно, по такому же механизму А2Е способен разрушать и мембраны клеток, в состав которых входят заряженные липиды. Ретиналь подобного воздействия на мембрану не оказывает.

3. Показано, что уменьшение времени жизни БЛМ в присутствии А2Е обусловлено увеличением вероятности образования спонтанно образующихся дефектов и/или скорости изменения их радиуса. При этом незначительно уменьшается натяжение бислоя и увеличивается линейное натяжение спонтанно образующихся пор.

4. Показано, что А2Е и ретиналь при освещении способствуют разрушению мембран, содержащих ненасыщенные липиды, а также вызывают инактивацию встроенных в БЛМ грамицидиновых каналов. В обоих случаях ретиналь оказался более фотоактивен, чем А2Е.

5. Обнаружено, что фотодинамическое воздействие ретиналя и А2Е на грамицидиновый канал ингибируется азидом натрия. Это свидетельствует о том, что разрушение грамицидина вызвано генерацией синглетного кислорода. Предположительно, те же механизмы действуют при фотодеструктивном воздействии исследуемых соединений на мембранные белки клеток сетчатки.

6. Показано, что фотодеструктивное воздействие ретиналя на мембраны может быть обусловлено и продуктами его фотоокисления, образование которых обнаруживается по изменениям спектра поглощения в суспензии липосом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Соколов, Алексей Владимирович, 2009 год

1. Волков В.В., Луизов В .А., Овчиннйков Б.В., Травникова Н.М.// Эргономика зрительной деятельности человека. Москва: Машиностроение, 1980.

2. Вавилов С.И.//Глаз и солнце. Москва: Наука, 1976.

3. Хьюбел Д.//Глаз, мозг, зрение . Москва: Мир, 1990.

4. Lagerstrom М.С., Schioth Н.В.// Structural diversity of G protein-coupled receptors and significance for drug discovery /. Nat.Rev.Drug Discov. 2008. vol. 7. pp. 339-357.

5. Lanyi J.K.// The rhodopsins: structure and function. Introduction /. J.Bioenerg.Biomembr. 1992. vol. 24. pp. 137-138.

6. Ovchinnikov Y.II Rhodopsin and bacteriorhodopsin: structure-function relationships /.FEBSLett. 1982. vol. 148. pp. 179-191.

7. Hargrave P.A.// Rhodopsin structure, function, and topography the Friedenwald lecture /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 3-9.

8. Островский М.А.//Успехи биологической химии Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, г. Пущино 2005. с. 173-204.

9. Dratz Е.А., Gaw J.E., Schwartz S., Ching W.M.// Molecular organization of photoreceptor membranes of rod outer segments /. Nat.New Biol. 1972. vol. 237. pp. 99102.

10. Park J.H., Scheerer P., Hofmann K.P., Choe H.W., Ernst O.V.I I Crystal structure of the ligand-free G-protein-coupled receptor opsin /. Nature. 2008. vol. 454. pp. 183-187.

11. Stenkamp R.E.// Alternative models for two crystal structures of bovine rhodopsin /. Acta Crystallogr.D.Biol.Crystallogr. 2008. vol. 64. pp. 902-904.

12. Morris M.B., Dastmalchi S., Church W.B.// Rhodopsin: Structure, signal transduction and oligomerisation /. Int.J.Biochem.Cell Biol. 2008.

13. Liu W., Eilers M., Patel A.B., Smith S.O.// Helix packing moments reveal diversity and conservation in membrane protein structure /. J.Mol.Biol. 2004. vol. 337. pp. 713729.

14. Filipek S., Teller D.C., Palczewski K., Stenkamp R./l The crystallographic model of rhodopsin and its use in studies of other G protein-coupled receptors /. Annu.Rev.Biophys.Biomol.Struct. 2003. vol. 32. pp. 375-397.

15. Palczewski К., Kumasaka Т., Hori Т., Behnke С.A., Motoshima H., Fox B.A., Le Т., I, Teller D.C., Okada Т., Stenkamp R.E. et al.// Crystal structure of rhodopsin: A G protein-coupled receptor/. Science. 2000. vol. 289. pp. 739-745.

16. Crocker E., Eilers M., Ahuja S., Hornak vol., Hirshfeld A., Sheves M., Smith S.O.// Location of Trp265 in metarhodopsin II: implications for the activation mechanism of the visual receptor rhodopsin /. J.Mol.Biol. 2006. vol. 357. pp. 163-172.

17. Shi L., Liapakis G., Xu R., Guarnieri F., Ballesteros J.A., Javitch J.A.// Beta2 adrenergic receptor activation. Modulation of the proline kink in transmembrane 6 by a rotamer toggle switch /. J.Biol.Chem. 2002. vol. 277. pp. 40989-40996.

18. Schadel S.A., Heck M., Maretzki D., Filipek S., Teller D.C., Palczewski K., Hofmann K.P.// Ligand channeling within a G-protein-coupled receptor. The entry and exit of retinals in native opsin /. J.Biol.Chem. 2003. vol. 278. pp. 24896-24903.

19. Grobner G., Burnett I.J., Glaubitz C., Choi G., Mason A.J., Watts A.// Observations of light-induced structural changes of retinal within rhodopsin /. Nature. 2000. vol. 405. pp. 810-813.

20. Ota Т., Furutani Y., Terakita A., Shichida Y., Kandori H.// Structural changes in the Schiff base region of squid rhodopsin upon photoisomerization studied by low-temperature FTIR spectroscopy /. Biochemistry. 2006. vol. 45. pp. 2845-2851.

21. Lemaitre V., Yeagle P., Watts A.// Molecular dynamics simulations of retinal in rhodopsin: from the dark-adapted state towards lumirhodopsin /. Biochemistry. 2005. vol.44, pp. 12667-12680.

22. Shieh Т., Han M., Sakmar T.P., Smith S.O.// The steric trigger in rhodopsin activation/. J.Mol.Biol. 1997. vol. 269. pp. 373-384.

23. Heck M., Schadel S.A., Maretzki D., Hofmann K.P.// Secondary binding sites of retinoids in opsin: characterization and role in regeneration /. Vision Res. 2003. vol. 43. pp. 3003-3010.

24. Haeseleer F., Huang J., Lebioda L., Saari J.C., Palczewski К.// Molecular characterization of a novel short-chain dehydrogenase/reductase that reduces all-trans-retinal/. J.Biol.Chem. 1998. vol. 273. pp. 21790-21799.

25. Weng J., Mata N.L., Azarian S.M., Tzekov R.T., Birch D.G., Travis G.H.// Insights into the function of Rim protein in photoreceptors and etiology of Stargardt's disease from the phenotype in abcr knockout mice /. Cell. 1999. vol. 98. pp. 13-23.

26. Mata N.L., Weng J., Travis G.H.// Biosynthesis of a major lipofuscin fluorophore in mice and humans with ABCR-mediated retinal and macular degeneration /. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2000. vol. 97. pp. 7154-7159.

27. Poincelot R.P., Millar P.G., Kimbel R.L., Jr., Abrahamson E.W.// Lipid to protein chromophore transfer in the photolysis of visual pigments /. Nature. 1969. vol. 221. pp. 256-257.

28. Anderson R.E., Maude M.B.// Phospholipids of bovine outer segments /. Biochemistry. 1970. vol. 9. pp. 3624-3628.

29. Plack P. A., Pritchard D.J.// Schiff bases formed from retinal and phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, ethanolamine or serine /. Biochem.J. 1969. vol. 115. pp. 927-934.

30. Beharry S., Zhong M., Molday R.S.// N-retinylidene-phosphatidylethanolamine is the preferred retinoid substrate for the photoreceptor-specific ABC transporter ABCA4 (ABCR)/. J.Biol.Chem. 2004. vol. 279. pp. 53972-53979.

31. Shroyer N.F., Lewis R.A., Yatsenko A.N., Lupski J.R.// Null missense ABCR (ABCA4) mutations in a family with stargardt disease and retinitis pigmentosa /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 2757-2761.

32. Michaelides M., Hunt D.M., Moore A.T.// The genetics of inherited macular dystrophies /. J.Med.Genet. 2003. vol. 40. pp. 641-650.

33. Allikmets R.// Molecular genetics of age-related macular degeneration: current status /. Eur.J.Ophthalmol. 1999. vol. 9. pp. 255-265.

34. Wolf G.// Lipofiiscin and macular degeneration /. Nutr.Rev. 2003. vol. 61. pp. 342-346.

35. Young R.W.// Solar radiation and age-related macular degeneration /. Surv.Ophthalmol. 1988. vol. 32. pp. 252-269.

36. Feeney-Burns L., Berman E.R., Rothman H.// Lipofiiscin of human retinal pigment epithelium/. Am.J.Ophthalmol. 1980. vol. 90. pp. 783-791.

37. Lamb T.D., Pugh E.N., Jr.// Dark adaptation and the retinoid cycle of vision /. Prog.Retin.Eye Res. 2004. vol. 23. pp. 307-380.

38. Imanishi Y., Gerke vol., Palczewski К.// Retinosomes: new insights into intracellular managing of hydrophobic substances in lipid bodies /. J.Cell Biol. 2004. vol. 166. pp. 447-453.

39. McBee J.K., Palczewski K., Baehr W., Pepperberg D.R.// Confronting complexity: the interlink of phototransduction and retinoid metabolism in the vertebrate retina /. Prog.Retin.Eye Res. 2001. vol. 20. pp. 469-529.

40. Sun H., Nathans J.// Stargardt's ABCR is localized to the disc membrane of retinal rod outer segments/. Nat.Genet. 1997. vol. 17. pp. 15-16.

41. Sun H., Molday R.S., Nathans J.// Retinal stimulates ATP hydrolysis by purified and reconstituted ABCR, the photoreceptor-specific ATP-binding cassette transporter responsible for Stargardt disease /. J.Biol.Chem. 1999. vol. 274. pp. 8269-8281.

42. Sun H., Nathans J.// The challenge of macular degeneration /. Sci.Am. 2001. vol. 285. pp. 68-75.

43. Crouch R.K., Hazard E.S., Lind Т., Wiggert В., Chader G., Corson D.W.// Interphotoreceptor retinoid-binding protein and alpha-tocopherol preserve the isomeric and oxidation state of retinol /. Photochem.Photobiol. 1992. vol. 56. pp. 251-255.

44. Imanishi Y., Batten M.L., Piston D.W., Baehr W., Palczewski K.// Noninvasive two-photon imaging reveals retinyl ester storage structures in the eye /. J.Cell Biol. 2004. vol. 164. pp. 373-383.

45. Rozanowska M., Sarna T.// Light-induced Damage to the Retina: Role of Rhodopsin Chromophore Revisited /. Photochem.Photobiol. 2005. vol. 81. pp. 13051330.

46. Gollapalli D.R., Maiti P., Rando R.R.// RPE65 operates in the vertebrate visual cycle by stereospecifically binding all-trans-retinyl esters /. Biochemistry. 2003. vol. 42. pp. 11824-11830.

47. Wolf G.// Function of the protein RPE65 in the visual cycle /. Nutr.Rev. 2005. vol. 63. pp. 97-100.

48. Katz M.L., Redmond T.M.// Effect of Rpe65 knockout on accumulation of lipofuscin fluorophores in the retinal pigment epithelium /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 3023-3030.

49. Redmond T.M., Yu S., Lee E., Bok D., Hamasaki D., Chen N., Goletz P., Ma J.X., Crouch R.K., Pfeifer K.// Rpe65 is necessary for production of 11-cis-vitamin A in the retinal visual cycle /. Nat.Genet. 1998. vol. 20. pp. 344-351.

50. Marlhens F., Bareil C., Griffoin J.M., Zrenner E., Amalric P., Eliaou C., Liu S.Y., Harris E., Redmond T.M., Arnaud B. et al.// Mutations in RPE65 cause Leber's congenital amaurosis/. Nat.Genet. 1997. vol. 17. pp. 139-141.

51. Cremers F.P., van den Hurk J.A., den Hollander A.I.// Molecular genetics of Leber congenital amaurosis/. Hum.Mol.Genet. 2002. vol. 11. pp. 1169-1176.

52. Wu Z., Yang Y., Shaw N., Bhattacharya S., Yan L., West K., Roth K., Noy N., Qin J., Crabb J.W.// Mapping the ligand binding pocket in the cellular retinaldehyde binding protein/. J.Biol.Chem. 2003. vol. 278. pp. 12390-12396.

53. Gamble M.V., Mata N.L., Tsin A.T., Mertz J.R., Blaner W.S.// Substrate specificities and 13-cis-retinoic acid inhibition of human, mouse and bovine cis-retinol dehydrogenases /. Biochim.Biophys.Acta. 2000. vol. 1476. pp. 3-8.

54. Nakamura M., Hotta Y., Tanikawa A., Terasaki H., Miyake Y.// A high association with cone dystrophy in Fundus albipunctatus caused by mutations of the RDH5 gene /. Invest Urol. 2000. vol. 41. pp. 3925-3932.

55. Nakamura M., Lin J., Miyake Y.// Young monozygotic twin sisters with fundus albipunctatus and cone dystrophy /. Arch.Ophthalmol. 2004. vol. 122. pp. 1203-1207.

56. Nawrot M., West K., Huang J., Possin D.E., Bretscher A., Crabb J.W., Saari J.C.// Cellular retinaldehyde-binding protein interacts with ERM-binding phosphoprotein 50 in retinal pigment epithelium /. Invest Urol. 2004. vol. 45. pp. 393-401.

57. Mata N.L., Villazana E.T., Tsin A.T.// Colocalization of 11-cis retinyl esters and retinyl ester hydrolase activity in retinal pigment epithelium plasma membrane /. Invest Urol. 1998. vol. 39. pp. 1312-1319.

58. Saari J.C., Bunt-Milam A.H., Bredberg D.L., Garwin G.G.// Properties and immunocytochemical localization of three retinoid-binding proteins from bovine retina /. Vision Res. 1984. vol. 24. pp. 1595-1603.

59. Gonzalez-Fernandez F.// Interphotoreceptor retinoid-binding protein—an old gene for new eyes /. Vision Res. 2003. vol. 43. pp. 3021-3036.

60. Ben Shabat S., Parish C.A., Vollmer H.R., Itagaki Y., Fishkin N., Nakanishi K., Sparrow J.R.// Biosynthetic studies of A2E, a major fluorophore of retinal pigment epithelial lipofuscin /. J.Biol.Chem. 2002. vol. 277. pp. 7183-7190.

61. Sparrow J.R., Fishkin N., Zhou J., Cai В., Jang Y.P., Krane S., Itagaki Y., Nakanishi К.// A2E, a byproduct of the visual cycle /. Vision Res. 2003. vol. 43. pp. 2983-2990.

62. Lamb L.E., Simon J.D.// A2E: A component of ocular lipofuscin /. Photochem.Photobiol. 2004. vol. 79. pp. 127-136.

63. Bazan H.E., Bazan N.G., Feeney-Burns L., Berman E.R.// Lipids in human lipofiiscin-enriched subcellular fractions of two age populations. Comparison with rod outer segments and neural retina /. Invest Urol. 1990. vol. 31. pp. 1433-1443.

64. Poincelot R.P., Millar P.G., Kimbel R.L., Jr., Abrahamson E.W.// Determination of the chromophoric binding site in native bovine rhodopsin /. Biochemistry. 1970. vol. 9. pp. 1809-1816.

65. Eldred G.E., Lasky M.R.// Retinal age pigments generated by self-assembling lysosomotropic detergents /. Nature. 1993. vol. 361. pp. 724-726.

66. Sparrow J.R., Parish C.A., Hashimoto M., Nakanishi К.// A2E, a lipofuscin fluorophore, in human retinal pigmented epithelial cells in culture /. Invest Urol. 1999. vol. 40. pp. 2988-2995.

67. Delori F.C., Dorey C.K., Staurenghi G., Arerid O., Goger D.G., Weiter J.J.// In vivo fluorescence of the ocular fundus exhibits retinal pigment epithelium lipofuscin characteristics /. Invest Urol. 1995. vol. 36. pp. 718-729.

68. Delori F.C., Goger D.G., Dorey C.K.// Age-related accumulation and spatial distribution of lipofuscin in RPE of normal subjects /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 1855-1866.

69. Boulton M., Rozanowska M., Rozanowski В.// Retinal photodamage /. J.Photochem.Photobiol.B. 2001. vol. 64. pp. 144-161.

70. Winkler B.S., Boulton M.E., Gottsch J.D., Sternberg P.// Oxidative damage and age-related macular degeneration /. Mol.Vis. 1999. vol. 5. pp. 32

71. Davies S., Elliott M.H., Floor E., Truscot T.G., Zareba M., Sarna Т., Shamsi F.A., Boulton M.E.// Photocytotoxicity of lipofuscin in human retinal pigment epithelial cells /. Free Radic.Biol.Med. 2001. vol. 31. pp. 256-265.

72. Rozanowska M., Jarvis-Evans J., Korytowski W., Boulton M.E., Burke J.M., Sarna T.// Blue light-induced reactivity of retinal age pigment. In vitro generation of oxygen-reactive species/. J.Biol.Chem. 1995. vol. 270. pp. 18825-18830.

73. Young R.W.// Proceedings: Biogenesis and renewal of visual cell outer segment membranes /. Exp.Eye Res. 1974. vol. 18. pp. 215-223.

74. Gollapalli D.R., Rando R.R.// The specific binding of retinoic acid to RPE65 and approaches to the treatment of macular degeneration /. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2004. vol. 101. pp. 10030-10035.

75. Law W.C., Rando R.R.// The molecular basis of retinoic acid induced night blindness /. Biochem.Biophys.Res.Commun. 1989. vol. 161. pp. 825-829.

76. Fishkin N.E., Sparrow J.R., Allikmets R., Nakanishi K.// Isolation and characterization of a retinal pigment epithelial cell fluorophore: An all-trans-retinal dimer conjugate/. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2005. vol. 102. pp. 7091-7096.

77. Ben Shabat S., Parish C.A., Hashimoto M., Liu J.H., Nakanishi K., Sparrow J.R.// Fluorescent pigments of the retinal pigment epithelium and age-related macular degeneration /. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2001. vol. 11. pp. 15331540.

78. Delori F.C., Goger D., Sparrow J.R.// Spectral characteristics of retinal autofluorescence in aging and of A2E in cultured RPE cells /. Invest Urol. 2002. vol. 43. pp. U147

79. Delmelle M.// Retinal Damage by Light Possible Implication of Singlet Oxygen /. Biophysics of Structure and Mechanism. 1977. vol. 3. pp. 195-198.

80. Delmelle M.// Possible Implication of Photo-Oxidation Reactions in Retinal Photo-Damage /. Photochem.Photobiol. 1979. vol. 29. pp. 713-716.

81. Becker R.S.// The visual process: photophysics and photoisomerization of model visual pigments and the primary reaction /. Photochem.Photobiol. 1988. vol. 48. pp. 369399.

82. Bensasson R.V., Land E.J., Truscott T.G.//Flash Photolysis and Pulse Radiolysis. Contributions to the Chemistry of Biology and Medicine. Oxford: Pergamon Press, 1983.

83. Rozanowska M., Wessels J., Boulton M., Burke J.M., Rodgers M.A., Truscott T.G., Sarna T.// Blue light-induced singlet oxygen generation by retinal lipofuscin in non-polar media/. Free Radic.Biol.Med. 1998. vol. 24. pp. 1107-1112.

84. Harper W.S., Gaillard E.R.// Studies of all-trans-retinal as a photooxidizing agent /. Photochem.Photobiol. 2001. vol. 73. pp. 71-76.

85. Dillon J., Gaillard E.R., Bilski P., Chignell C.F., Reszka K.J.// The photochemistry of the retinoids as studied by steady-state and pulsed methods /. Photochem.Photobiol. 1996. vol. 63. pp. 680-685.

86. Pawlak A., Wrona M., Rozanowska M., Zareba M., Lamb L.E., Roberts J.E., Simon J.D., Sarna T.// Comparison of the aerobic photoreactivity of A2E with its precursor retinal /. Photochem.Photobiol. 2003. vol. 77. pp. 253-258.

87. Ritter E., Zimmermann K., Heck M., Hofmann K.P., Bartl F.J.// Transition of rhodopsin into the active metarhodopsin II state opens a new light-induced pathway linked to Schiff base isomerization /. J.Biol.Chem. 2004. vol. 279. pp. 48102-48111.

88. Kim J.E., Tauber M.J., Mathies R.A.// Wavelength dependent cis-trans isomerization in vision /. Biochemistry. 2001. vol. 40. pp. 13774-13778.

89. Rozanowska M.B., Rozanowski A., Pawlak A., Zareba M., Boulton M.E., Sarna T.///Ed. H.Honingsmann. Vienna, Austria.: 2003. pp.48

90. Gorgels T.G., van Norren D.// Ultraviolet and green light cause different types of damage in rat retina /. Invest Urol. 1995. vol. 36. pp. 851-863.

91. Saari J.C., Garwin G.G., Van Hooser J.P., Palczewski K.// Reduction of all-trans-retinal limits regeneration of visual pigment in mice /. Vision Res. 1998. vol. 38. pp. 1325-1333.

92. Grimm C., Wenzel A., Hafezi F., Yu S., Redmond T.M., Reme C.E.// Protection of Rpe65-deficient mice identifies rhodopsin as a mediator of light-induced retinal degeneration /. Nat.Genet. 2000. vol. 25. pp. 63-66.

93. Grimm C., Wenzel A., Williams Т., Rol P., Hafezi F., Reme C.// Rhodopsin-mediated blue-light damage to the rat retina: effect of photoreversal of bleaching /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 497-505.

94. Gollapalli D.R., Rando R.R.// Specific inactivation of isomerohydrolase activity by 11-cis-retinoids /. Biochim.Biophys.Acta. 2003. vol. 1651. pp. 93-101.

95. Fu P.P., Cheng S.H., Coop L., Xia Q., Culp S.J., Tolleson W.H., Warner W.G., Howard P.C.// Photoreaction, phototoxicity, and photocarcinogenicity of retinoids /.• J.Environ.Sci.Health C.Environ.Carcinog.Ecotoxicol.Rev. 2003. vol. 21. pp. 165-197.

96. Winter C.K., Segall H.J., Haddon W.F.// Formation of cyclic adducts of deoxyguanosine with the aldehydes trans-4-hydroxy-2-hexenal and trans-4-hydroxy-2-nonenal in vitro /. Cancer Res. 1986. vol. 46. pp. 5682-5686.

97. Chen H.J., Chung F.L.// Epoxidation of trans-4-hydroxy-2-nonenal by fatty acid hydroperoxides and hydrogen peroxide /. Chem.Res.Toxicol. 1996. vol. 9. pp. 306-312.

98. Rapp L.M., Ghalayini A.J.// Influence of UVA light stress on photoreceptor cell metabolism: decreased rates of rhodopsin regeneration and opsin synthesis /. Exp.Eye Res. 1999. vol. 68. pp. 757-764.

99. Логинова М.Ю., Ростовцева E.B., Фельдман Т.Б., Островский М.А.// Фотоповреждающее действие полностью-транс-ретиналя и продуктов его превращения на молекулу родопсина в составе фоторецепторной мембраны /. Биохимия. 2008. т. 2. стр. 162-172.

100. Crank G., Pardijanto M.S.// Photooxidations and Photosensitized Oxidations of Vitamin-A and Its Palmitate Ester /. Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry. 1995. vol. 85. pp. 93-100.

101. Landers G.M., Olson J.A.// Absence of isomerization of retinyl palmitate, retinol, and retinal in chlorinated and nonchlorinated solvents under gold light /. J.Assoc.Off Anal.Chem. 1986. vol. 69. pp. 50-55.

102. Katz M.L., Gao C.L., Rice L.M.// Long-term variations in cyclic light intensity and dietary vitamin A intake modulate lipofuscin content of the retinal pigment epithelium/. J.Neurosci.Res. 1999. vol. 57. pp. 106-116.

103. Fite K.V., Bengston L., Donaghey В.// Experimental light damage increases lipofuscin in the retinal pigment epithelium of Japanese quail (Coturnix coturnix japonica) /. Exp.Eye Res. 1993. vol. 57. pp. 449-460.

104. Schutt F., Ueberle В., Schnolzer M., Holz F.G., Kopitz J.// Proteome analysis of lipofuscin in human retinal pigment epithelial cells /. FEBS Lett. 2002. vol. 528. pp. 217-221.

105. Eldred G.E.//The Retinal Pigment Epithelium Function and Disease /Ed. M.F.Marmor, T.J.Wolfensberger. New York: Oxford University Press, 1998. pp. 651668.

106. Birnbach C.D., Jarvelainen M., Possin D.E., Milam A.H.// Histopathology and immunocytochemistry of the neurosensory retina in fundus flavimaculatus /. Ophthalmology. 1994. vol. 101. pp. 1211-1219.

107. Curcio C.A.// Photoreceptor topography in ageing and age-related maculopathy /. Eye. 2001. vol. 15. pp. 376-383.

108. Roth F., Bindewald A., Holz F.G.// Keypathophysiologic pathways in age-related macular disease /. Graefes Arch.Clin.Exp.Ophthalmol. 2004. vol. 242. pp. 710-716.

109. Kliffen M., van der Schaft T.L., Mooy C.M., de Jong P.T.// Morphologic changes in age-related maculopathy /. Microsc.Res.Tech. 1997. vol. 36. pp. 106-122.

110. Lorenz В., Preising M.N.// Best's disease. Overview of pathology and its causes. /. Ophthalmologe. 2005. vol. 102. pp. 111-115.

111. Kolb H., Gouras P.// Electron microscopic observations of human retinitis pigmentosa, dominantly inherited /. Invest Ophthalmol. 1974. vol. 13. pp. 487-498.

112. Bergsma D.R., Wiggert B.N., Funahashi M., Kuwabara Т., Chader C.J.// Vitamin A receptors in normal and dystrophic human retina /. Nature. 1977. vol. 265. pp. 66-67.

113. Bermann M., Schutt F., Holz F.G., Kopitz J.// Does A2E, a retinoid component of lipofuscin and inhibitor of lysosomal degradative functions, directly affect the activity of lysosomal hydrolases? /. Exp.Eye Res. 2001. vol. 72. pp. 191-195.

114. Beatty S., Koh H., Phil M., Henson D., Boulton M.// The role of oxidative stress in the pathogenesis of age-related macular degeneration /. Surv.Ophthalmol. 2000. vol. 45. pp. 115-134.

115. Boulton M., Dontsov A., Jarvis-Evans J., Ostrovsky M., Svistunenko D.// Lipofuscin is a photoinducible free radical generator /. J.Photochem.Photobiol.B. 1993. vol. 19. pp. 201-204.

116. Wassell J., Davies S., Bardsley W., Boulton M.// The photoreactivity of the retinal age pigment lipofuscin /. J.Biol.Chem. 1999. vol. 274. pp. 23828-23832.

117. Dontsov A.E., Glickman R.D., Ostrovsky M.A.// Retinal pigment epithelium pigment granules stimulate the photo-oxidation of unsaturated fatty acids /. Free Radic.Biol.Med. 1999. vol. 26. pp. 1436-1446.

118. Rozanowska M., Korytowski W., Rozanowski В., Skumatz C., Boulton M.E., Burke J.M., Sarna T.// Photoreactivity of aged human RPE melanosomes: a comparison with lipofuscin /. Invest Urol. 2002. vol. 43. pp. 2088-2096.

119. Shamsi F.A., Boulton M.// Inhibition of RPE lysosomal and antioxidant activity by the age pigment lipofuscin /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 3041-3046.

120. Gaillard E.R., Atherton S.J., Eldred G., Dillon J.// Photophysical studies on human retinal lipofuscin/. Photochem.Photobiol. 1995. vol. 61. pp. 448-453.

121. Feeney-Burns L., Hilderbrand E.S., Eldridge S.// Aging human RPE: morphometric analysis of macular, equatorial, and peripheral cells /. Invest Urol. 1984. vol. 25. pp. 195-200.

122. Boulton M., Rozanowska M., Rozanowski В., Wess T.// The photoreactivity of ocular lipofuscin/. Photochem.Photobiol.Sci. 2004. vol. 3. pp. 759-764.

123. Sparrow J.R., Boulton M.// RPE lipofuscin and its role in retinal pathobiology /. Exp.Eye Res. 2005. vol. 80. pp. 595-606.

124. Gao В., Wenzel A., Grimm C., Vavricka S.R., Benke D., Meier P.J., Reme C.E.// Localization of organic anion transport protein 2 in the apical region of rat retinal pigment epithelium/. Invest Urol. 2002. vol. 43. pp. 510-514.

125. De S., Sakmar T.P.// Interaction of A2E with model membranes. Implications to the pathogenesis of age-related macular degeneration /. J.Gen.Physiol. 2002. vol. 120. pp. 147-157.

126. Bergmann M., Schutt F., Holz F.G., Kopitz J.// Inhibition of the ATP-driven proton pump in RPE lysosomes by the major lipofuscin fluorophore A2-E may contribute to the pathogenesis of age-related macular degeneration /. FASEB J. 2004. vol. 18.

127. Shaban H., Gazzotti P., Richter C.// Cytochrome с oxidase inhibition by N-retinyl-N-retinylidene ethanolamine, a compound suspected to cause age-related macula degeneration /. Arch.Biochem.Biophys. 2001. vol. 394. pp. 111-116.

128. Sparrow J.R., Nakanishi K., Parish C.A.// The lipofuscin fluorophore A2E mediates blue light-induced damage to retinal pigmented epithelial cells /. Invest Urol. 2000. vol. 41. pp. 1981-1989.

129. Sparrow J.R., Cai В.// Blue light-induced apoptosis of A2E-containing RPE: involvement of caspase-3 and protection by Bcl-2 /. Invest Urol. 2001. vol. 42. pp. 13561362.

130. Sparrow J.R., Zhou J., Ben Shabat S., Vollmer H., Itagaki Y., Nakanishi KM Involvement of oxidative mechanisms in blue-light-induced damage to A2E-laden RPE /. Invest Urol. 2002. vol. 43. pp. 1222-1227.

131. Sparrow J.R.// Therapy for macular degeneration: insights from acne /. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2003. vol. 100. pp. 4353-4354.

132. Zhou J., Cai В., Sparrow J.R.// DNA damage in A2E-laden RPE illuminated with blue light/. Invest Urol. 2003. vol. 44. pp. U399

133. Lamb L.E., Ye Т., Haralampus-Grynaviski N.M., Williams T.R., Pawlak A., Sarna Т., Simon J.D.// Primary photophysical properties of A2E in solution /. Journal of Physical Chemistry В. 2001. vol. 105. pp. 11507-11512.

134. Kanofsky J.R., Sima P.D., Richter С.// Singlet-oxygen generation from A2E /. Photochem.Photobiol. 2003. vol. 77. pp. 235-242.

135. Gaillard E.R., Avalle L.B., Keller L.M., Wang Z., Reszka K.J., Dillon J.P.// A mechanistic study of the photooxidation of A2E, a component of human retinal lipofuscin /. Exp.Eye Res. 2004. vol. 79. pp. 313-319.

136. Dillon J., Wang Z., Avalle L.B., Gaillard E.R.// The photochemical oxidation of A2E results in the formation of a S^S'^'-bis-furanoid oxide /. Exp.Eye Res. 2004. vol. 79. pp. 537-542.

137. Avalle L.B., Wang Z., Dillon J.P., Gaillard E.R.// Observation of A2E oxidation products in human retinal lipofuscin /. Exp.Eye Res. 2004. vol. 78. pp. 895-898.

138. Radu R.A., Mata N.L., Bagla A., Travis G.H.// Light exposure stimulates formation of A2E oxiranes in a mouse model of Stargardt's macular degeneration /. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2004. vol. 101. pp. 5928-5933.

139. Sokolov V.S., Kuz'min V.G.// Measurement of the difference in the surface potentials of bilayer membranes from the second harmonic of the capacitance current /. Biophysics. 1980. vol. 25. pp. 174-177.

140. Соколов B.C., Кузьмин В.Г.// Измерение разности поверхностных потенциалов бислойных мембран по второй гармонике емкостного тока /. Биофизика. 1980. т. 25. стр. 170-172.

141. Соколов B.C., Черный В.В., Маркин B.C.// Измерение скачков потенциала при адсорбции флоретина и флорецина на поверхности липидных мембран методом компенсации внутримембранного поля /. Биофизика. 1984. т. 29. стр. 424-429.

142. Szabo G.// Dual mechanism for the action of cholesterol on membrane permeability/. Nature. 1974. vol. 252. pp. 47-49.

143. Симонова M.B., Черный B.B., Донат E., Соколов B.C., Маркин B.C.// Граничные потенциалы на бислойной мембране в присутствии ремантадина. Анализ трех методов измерения /. Биологические мембраны. 1986. т. 3. стр. 846857.

144. Sokolov V.S., Mirsky V.M.//Ultrathin Electrochemical Chemo- and Biosensors: Technology and Performance /Ed. V.M.Mirsky. Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. pp. 255-291.

145. Andersen O.S., Finkelstein A., Katz I., Cass A.// Effect of phloretin on the permeability of thin lipid membranes /. J.Gen.Physiol. 1976. vol. 67. pp. 749-771.

146. Симонова M.B., Черный B.B., Соколов B.C., Маркин B.C.// Транспорт нейтральной формы ремантадина через плоскую бислойную липидную мембрану /. Биологические мембраны. 1986. т. 3. стр. 397-403.

147. Abidor I.G., Arakelian V.B., Pastushenko V.F., Tarasevich M.R., Chernomordik L.V.// Electrical breakdown of lipid bilayer membranes. /. Dokl.Akad.Nauk SSSR. 1978. vol. 240. pp. 733-736.

148. Chernomordik L.V., Chizmadzhev Y.A.//Electroporation and electrofusion in cell biology /Ed. E.Neumann, A.E.Sowers, C.A.Jordan. New York and London: Plenum Press, 1989. pp. 83-95.

149. Chernomordik L.V., Sukharev S.I., Popov S.V., Pastushenko V.F., Sokirko A.V., Abidor I.G., Chizmadzhev Y.A.// The electrical breakdown of cell and lipid membranes: the similarity of phenomenologies /. Biochim.Biophys.Acta. 1987. vol. 902. pp. 360373.

150. Melikov K.C., Frolov V.A., Shcherbakov A., Samsonov A.V., Chizmadzhev Y.A., Chernomordik L.V.// Voltage-induced nonconductive pre-pores and metastable single pores in unmodified planar lipid bilayer /. Biophys.J. 2001. vol. 80. pp. 18291836.

151. Sokolov V.S., Block M., Stozhkova I.N., Pohl P.// Membrane Photopotential Generation by Interfacial Differences in the Turnover of a Photodynamic Reaction /. Biophys.J. 2000. vol. 79. pp. 2121-2131.

152. Stozhkova I.N., Cherny V.V., Sokolov V.S., Ermakov Y.// Adsorption of haematoporphyrins on the planar bilayer membrane /. Membr.Cell Biol. 1997. vol. 11. pp. 381-399.

153. Stozhkova I.N., Mirskii V.M.// Modeling of damage to cell membranes during photodynamic therapy: photosensitization of planar lipid bilayers by hematoporphyrin dimethyl ether. /. Biull.Eksp.Biol.Med. 1990. vol. 110. pp. 45-46.

154. Rokitskaya T.I., Antonenko Y.N., Kotova E.A.// The interaction of phthalocyanine with planar lipid bilayers. Photodynamic inactivation of gramicidin channels/. FEBS Lett. 1993. vol. 329. pp. 332-335.

155. Rokitskaya T.I., Antonenko Y.N., Kotova E.A.// Photodynamic inactivation of gramicidin channels:a flash-photolysis study /. Biochim.Biophys.Acta. 1996. vol. 1275. pp. 221-226.

156. Rokitskaya T.I., Block M., Antonenko Y.N., Kotova E.A., Pohl P.// Photosensitizer binding to lipid bilayers as a precondition for the photoinactivation of membrane channels /. Biophys.J. 2000. vol. 78. pp. 2572-2580.

157. Kotova E.A., Rokitskaya T.I., Antonenko Y.// Two phases of gramicidin photoinactivation in bilayer lipid membranes in the presence of a photosensitizer /. Membr.Cell Biol. 2000. vol. 13. pp. 411-420.

158. Mueller P., Rudin D.O., Tien H.T., Wescott W.C.// Methods for the formation of single bimolecular lipid membranes in aqueous solution /. Journal of Physical Chemistry. 1963. vol. 67. pp. 534-535.

159. Parish С.A., Hashimoto M., Nakanishi K., Dillon J., Sparrow J.// Isolation and one-step preparation of A2E and iso-A2E, fluorophores from human retinal pigment epithelium /. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 1998. vol. 95. pp. 14609-14613.

160. Ermakov Yu.A., Sokolov V.S.//Planar Lipid Bilayers (BLMs) and their applications /Ed. H.T.Tien, A.Ottova-Leitmannova. Elsevier, 2003. pp. 109-141.

161. Benz R., Frohlich О., Lauger P., Montal M.// Electrical capacity of black lipid films and of lipid bilayers made from monolayers /. Biochim.Biophys.Acta. 1975. vol. 394. pp. 323-334.

162. Чизмаджев Ю.А., Черномордик JI.B., Пастушенко В.Ф., Абидор И.Г.//Ионные каналы и их модели Москва. 1982. стр. 161-266.

163. Sparrow J.R., Zhou J., Cai В.// DNA is a target of the photodynamic effects elicited in A2E-laden RPE by blue-light illumination /. Invest Urol. 2003. vol. 44. pp. 2245-2251.

164. Sparrow J.R., Parish C., Zhou J., Cai В., Ben Shabar S., Itagaki Y., Nakanishi К.// Light modulates A2E biosynthesis, isomerization and polyepoxidation /. Invest Urol. 2002. vol. 43. pp. U147

165. Симонова M.B., Черный B.B., Тулькес С.Г., Маркин B.C.// Адсорбция аминопроизводных адамантана на бислойных липидных мембранах. Влияние на распределение электрического поля /. Биологические мембраны. 1984. т. 3. стр. 516-523.

166. McLaughlin S.G., Szabo G., Eisenman G., Ciani S.M.// Surface charge and the conductance of phospholipid membranes /. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 1970. vol. 67. pp. 1268-1275.

167. Svensson F.R., Lincoln P., Norden В., Esbjorner E.K.// Retinoid chromophores as probes of membrane lipid order/. J.Phys.Chem.B. 2007. vol. 111. pp. 10839-10848.

168. Humphries K.A., Curley R.W., Jr.// Triplet-sensitized photooxygenation of therapeutic retinoids /. Pharm.Res. 1991. vol. 8. pp. 826-831.

169. Sokolov V.S., Pohl P.// Membrane transport of singlet oxygen monitored by dipole potential measurements /. Biophys.J. 2009. vol. 96. pp. 77-85.