Влияние полиморфизма гена каталазы на индуцированный окислительным стрессом апоптоз лейкоцитов и клеток меланомы кожи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.04, кандидат наук Комина, Анна Владимировна

• Комина, Анна Владимировна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Комина, Анна Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физиологические функции про- и антиоксидантых систем, роль окислительного стресса в развитии патологии

1.1.1 Дыхательная цепь митохондрий и образование активных форм кислорода

1.1.2 Пероксид водорода и его физиологическая роль

1.1.3 Повышение уровня активных форм кислорода в клетке — окислительный стресс, его роль в норме и патологии

1.1.4 Антиоксидантная система клетки. Каталаза как компонент антиоксидантной защиты

1.2 Дефекты каталазы и жизнеспособность клеток в условиях окислительного стресса

1.3 Апоптоз как вариант реакции на окислительный стресс

1.3.1 Сигнальные пути апоптоза

1.3.2 Роль нарушений апоптоза в процессах опухолевого роста

1.4 Изучение механизмов апоптоза. Роль митохондриального белка-транслокатора Т8РО в реализации апоптоза

1.4.1 Периферический бензодиазепиновый рецептор (ТБРО) как маркер

митохондриального пути передачи апоптотического сигнала

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Культивирование клеток

2.2 Индукция окислительного стресса

2.3 Методы морфологического исследования

2.3.1 Оценка уровня апоптоза

2.4 Методы молекулярно-генетического исследования

2.4.1 Выделение ДНК

2.4.2 ПДРФ анализ

2.4.3 Выделение мРНК

2.4.4 ПЦР в реальном времени

2.5 Биохимические методы исследования

2.5.1 Измерение активности антиоксидантных ферментов

2.6 Статистическая обработка результатов

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Формирование групп нормальных клеток с различной активностью катал азы

3.1.1 Распределение полиморфизма С-262Т гена CAT в мононуклеарных лейкоцитах

3.1.2 Определение активности каталазы в эритроцитах людей с различными вариантами полиморфизма С-262Т гена каталазы

3.2 Сравнение распределения полиморфизма С-262Т гена каталазы в здоровых и опухолевых клетках

3.3 Определение активности каталазы в лейкоцитах периферической крови в состоянии окислительного стресса

3.4 Оценка выраженности апоптоза клеток при индукции окислительного стресса

3.5 Определение уровня экспрессии белка-транслокатора (TSPO) в лейкоцитах при индукции окислительного стресса в клетках в зависимости от полиморфизма С-262Т гена каталазы

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

CAT - ген, кодирующий фермент каталазу TSPO - Translocator protein

кДНК - комплементарная ДНК, ДНК, созданная на основе матричной РНК

методом обратной транскрипции

мРНК - матричная рибонуклеиновая кислота

ПДРФ-анализ - анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние полиморфизма гена каталазы на индуцированный окислительным стрессом апоптоз лейкоцитов и клеток меланомы кожи»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Разработка и внедрение технологий молекуляр-но-генетического скрининга как основы индивидуализированной медицины обусловливают необходимость исследования механизмов развития патологических состояний в зависимости от мутационного статуса пациента. Оценка только рисков развития патологий, опирающаяся на полиморфизм генов, является недостаточной для создания новых эффективных способов терапии и профилактики заболеваний. Необходимо изучение молекулярно-клеточных процессов, приводящих к патологии клетки в зависимости от генетического статуса.

Одним из основных механизмов повреждения клетки является повышение содержания активных форм кислорода. Эти соединения составляют неотъемлемую часть клеточного метаболизма, в норме они выполняют важные защитные, регуляторные и иные функции (Reth М., 2002; Ree S.G., 2003). При этом уровень активных форм кислорода в клетке регулируется антиок-сидантной системой, при нарушении функционирования которой развивается состояние окислительного стресса. Роль последнего доказана в возникновении большого числа заболеваний, в том числе заболеваний кожи, а также формировании нейродегенеративных процессов (Васенина Е.Е., Левин О.С., 2013). Кроме того, окислительный стресс влечет за собой нарушение в клетке процессов, регулируемых активными формами кислорода, - пролиферации, дифференцировки, апоптоза, что может индуцировать развитие злокачественных новообразований (Klaunig J.E., et al., 2010; Grigorov В., 2012).

Каталаза является одним из наиболее значимых ферментов антиокси-дантной системы. Ее основной функцией считают утилизацию пероксида водорода в условиях окислительного стресса. В многочисленных экспериментальных исследованиях неоднократно описывались различные изменения функционирования каталазы, вызванные, в том числе, мутациями в гене, кодирующем данный фермент. Показано, что это может приводить к повышению рисков развития ряда заболеваний (Chistiakov D.A. et al., 2005; Ahn J. et al., 2006; Hebert-Schuster M. et al., 2012). Так, однонуклеотидную замену ОТ в промоторной части гена каталазы в положении -262 связывают как с изменением активности данного фермента в клетках, так и с уровнем его экспрес-

сии (Forsberg L. et al., 2001). Это вызывает изменение рисков развития таких заболеваний, как атеросклероз, бронхиальная астма, асбестоз и др. (Franko А. et al., 2008; Letonja М. et al., 2011; Babusikova E. et al., 2013). Однако механизмы нарушений, происходящих в клетке с изменением функциональной активности каталазы, до конца не исследованы.

Клетки кожи в высокой степени подвержены воздействию активных форм кислорода, что связано с развитием меланомы, базально-клеточного и плоскоклеточного рака кожи из-за изменений процессов передачи сигнала, появления нестабильности генома, нарушений динамики клеточного цикла (Swalwell Н., 2012; Taddei M.L., 2012). Возможности индукции апоптоза в опухолевых клетках рассматривают в качестве перспективного направления в терапии злокачественных новообразований (Zhang S. et al., 2014; Luo T.Y. et al., 2014). Пероксид водорода, утилизируемый каталазой, играет важную роль в регуляции апоптоза (Clementa M.-V. et al., 1998; Cerella С. et al., 2009). Нарушения апоптоза наблюдаются при развитии злокачественных новообразований, что обеспечивает жизнеспособность опухоли.

Реализация апоптоза происходит в различных типах клеток с помощью разных молекулярных механизмов, что важно учитывать при разработке эффективных средств противоопухолевой терапии. В этом аспекте одной из перспективных мишеней для индукции апоптоза опухолевых клеток может быть белок-транслокатор TSPO, который может принимать участие в индукции апоптоза с помощью разных механизмов (Грачев Д. Е., 2009).

На основе вышесказанного исследование биологического поведения клеток с различными антиоксидантными свойствами, а также их функционирования в условиях окислительного стресса как одного из факторов развития патологических изменений, имеет существенное значение для понимания как механизмов опухолевого роста, так и разработки новых подходов терапии злокачественных новообразований.

Цель работы - изучить влияние полиморфизма гена каталазы на жизнеспособность и уровень апоптотической и некротической гибели лейкоцитов и опухолевых клеток кожи при индукции окислительного стресса.

Задачи исследования:

1. Выявить особенности активности каталазы в нормальных и опухолевых клетках в зависимости от варианта полиморфизма С262Т гена каталазы.

2. Оценить активность каталазы в мононуклеарных лейкоцитах с различным генотипом С262Т и клетках меланомы кожи в условиях окислительного стресса, индуцированного пероксидом водорода в диапазоне концентраций 400 - 1000 мкмоль/л.

3. Оценить выраженность апоптоза мононуклеарных лейкоцитов в зависимости от активности каталазы, а также клеток меланомы кожи в условиях окислительного стресса, индуцированного пероксидом водорода в диапазоне концентраций 400 - 1000 мкмоль/л.

4. Определить изменения экспрессии апоптоз-ассоциированного белка ТЭРО под воздействием окислительного стресса, индуцированного пероксидом водорода в диапазоне концентраций 400 - 1000 мкмоль/л в зависимости от активности каталазы.

5. Оценить связь между экспрессией ТБРО и выраженностью апоптоза, индуцированного пероксидом водорода, и определить функциональную роль ТЭРО в реализации изменений, вызванных окислительным стрессом.

Научная новизна. Впервые произведено исследование активности каталазы в условиях окислительного стресса в клетках с различными физиологическими уровнями активности каталазы в зависимости от варианта полиморфизма гена каталазы. Впервые оценена жизнеспособность клеток, их устойчивость к окислительному стрессу, индуцированному пероксидом водорода, в зависимости от уровня активности каталазы.

Впервые показано, что лица, обладающие «диким» вариантом генотипа каталазы -262СС, имеют повышенный риск развития меланомы и плоскоклеточного рака кожи по сравнению с лицами, содержащими мутантный аллель в данном положении гена каталазы (-262СТ и -262ТТ).

Впервые выявлено, что изменение уровня митохондриального апоптоз-ассоциированного белка ТЭРО напрямую не связано с выраженностью окислительного стресса, индуцированного действием пероксида водорода, что может свидетельствовать об отсутствии роли данного белка в развитии апоптоза.

Теоретическая и практическая значимость. Произведена характери-зация биологического поведения клеток мононуклеарных лейкоцитов и меланомы кожи в зависимости от эффективности работы каталазы, выявлены различия их функциональной активности при индукции окислительного

стресса пероксидом водорода в концентрациях 400 мкмоль/л, 700 мкмоль/л и 1000 мкмоль/л, что может быть применено для разъяснения патогенеза заболеваний, сопряженных с развитием окислительного стресса.

Полученные экспериментальные данные о различии в распределении полиморфизма С-262Т среди здоровых людей и больных меланомой кожи и плоскоклеточным раком кожи указывают на значимость полиморфизма С-262Т в прогнозировании развития меланомы кожи и плоскоклеточного рака. Это позволяет расценивать полиморфизм С-262Т гена каталазы как один из критериев при оценке риска развития меланомы кожи и плоскоклеточного рака кожи, что необходимо учитывать при разработке способов профилактики данных заболеваний.

Выявлено, что снижение устойчивости мононуклеарных лейкоцитов к окислительному стрессу связано с конститутивной активностью каталазы, зависит от генотипа, что, соответственно, может обусловливать дифференцированную роль фермента в развитии патологических изменений, индуцированных окислительным стрессом.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Полиморфизм гена каталазы С262Т определяет различную активность фермента в клетках периферической крови, а также меланомы кожи.

2. При краткосрочной индукции окислительного стресса активность каталазы является стабильной и не зависит от мутационного статуса гена, при этом мононуклеарные лейкоциты с генотипом ТТ и сниженной активностью каталазы обладают меньшей устойчивостью к окислительному стрессу, что выражается в индукции некроза и апоптоза в данном типе клеток.

3. Меланома клеточной линии Вго обладает чувствительностью к окислительному стрессу, индуцированному пероксидом водорода в концентрации 1000 мкмоль/л, демонстрируя при этом изменение доли живых, апоптотиче-ских и некротических клеток.

4. Экспрессия гена ТБРО в мононуклеарных лейкоцитах в условиях окислительного стресса, индуцированного пероксидом водорода, не коррелирует с концентрацией пероксида водорода и уровнем апоптоза в клетках, что может являться свидетельством отсутствия роли данного белка в редокс-зависимом апоптозе.

Внедрение результатов исследования. Результаты, полученные в хо-

де диссертационного исследования, внедрены в учебный процесс кафедры патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии имени проф. В.В.Иванова ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого Минздрава РФ».

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены на VII Сибирском физиологическом съезде с международным участием (Красноярск, 2012), заседании проблемной комиссии ГБОУ ВПО КрасГМУ Минздрава РФ (протокол № 1 от 25.04.2012) и заседании проблемной комиссии ГБОУ ВПО КрасГМУ Минздрава РФ (протокол № 4 от 16.06.2014).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования статей, содержащих результаты диссертационных исследований:

1.Комина А.В., Рукша Т.Г. Модуляция апоптоза в мононуклеарных лейкоцитах с различными вариантами полиморфизма С-262Т гена каталазы // Цитология. - 2014. - Т. 56, № 8. - С. 599-603.

2. Комина А.В., Гырылова С.Н. , Рукша Т.Г. Полиморфизм гена каталазы и развитие плоскоклеточного рака кожи // Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. - 2013. - № 3. - С. 45-47.

3. Комина А.В., Рукша Т.Г. Анализ распределения и влияние полиморфизма гена каталазы (-262С/Т) на функциональную активность клеток крови // Материалы съезда физиологов с международным участием. - Красноярск, 2012.-С. 241-242.

4. Komina A.V., Korostileva К.А., Gyrylova S.N., Belonogov R.N., Ruksha T.G. Interaction between single nucleotide polymorphism in catalase gene and cat-alase activity under the conditions of oxidative stress // Physiol. Res. - 2012. -Vol. 61, №6.-P. 655-658.

5. Комина A.B., Коростилева К.A., Рукша Т.Г. Роль полиморфизма С-262Т в промоторной области гена каталазы в развитии плоскоклеточного рака кожи // Сб. статей межрегиональной НПК Актуальные вопросы онкологии. - Красноярск, 2011. - С. 78-81.

6. Комина А.В., Рукша Т.Г. Распределение полиморфных вариантов гена каталазы у больных злокачественными новообразованиями кожи в Красноярском крае // Актуальные проблемы патофизиологии. - Бишкек, 2011. -С. 186-189.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физиологические функции про- и антиоксидантых систем, роль окислительного стресса в развитии патологии

Все живые организмы находятся в прочной и постоянной взаимосвязи с окружающей средой и постоянно обмениваются с ней веществами и энергией, являясь открытыми термодинамическими системами. Одним из основных компонентов потребления живыми организмами является кислород. Он принимает участие в важнейших метаболических процессах клетки - реакциях окисления, в результате которых происходит преобразование веществ и энергии в организме.

1.1.1 Дыхательная цепь митохондрий и образование активных форм кислорода

Процессы, связанные с восстановлением молекулярного кислорода в клетке вызывают большой интерес исследователей в силу образования на различных этапах этого процесса промежуточных соединений, обладающих реакционной активностью и зачастую оказывающих влияние на жизнедеятельность клетки - активных форм кислорода.

Интерес к активным формам кислорода как к причине возникновения различных биохимических нарушений в клетке и развития патологических процессов возник еще в 50-х годах 20-го века (Gershman R. et al., 1954). За этот период было опубликовано множество исследований, описывающих как действие активных форм кислорода на клетку, так и источники их возникновения.

Несмотря на различия точек зрения, большинством исследователей все же одним из основных источников активных форм кислорода признается митохондрия, а именно цепь переноса электронов на внутренней ее мембране, сопряженная с окислительным фосфорилированием АДФ (Bae Y. S. et al., 2011; Brown G.C., Borutaite V., 2012) (рис. 1).

х

Л сукцинат

г V с

фумарат

2Н+ 1

/ 2Н+, 2 е: ХАЭН

V

¡к-

N

Комплекс П

4Н+

Комплекс I

КАБН-дегидрогеназа (РШ, Ре 5)

-V

' I

Комплекс Ш

Цитохром

Ь,Ь,С1

___ - _ I

4Н+ Матрикс

Межмембранное пространство

Цнт с

Комплекс ГУ" -

Цшохроы с оксидаза (Цитохроы а .аз)

Рис. 1. Схема цепи передачи электронов на внутренней мембране митохондрий.

В этой цепи восстанавливается 93 - 95% молекулярного кислорода, однако другие 5 - 7% могут оставаться не полностью восстановленными, формируя реакционно активные соединения, свободные радикалы. Другим путем возникновения активных форм кислорода называют дополнительные реакции в цепи, протекающие как спонтанно, благодаря разности окислительно-восстановительных потенциалов или возникновению побочных продуктов реакций, так и за счет вспомогательных реакций, осуществляющих окисление субстратов помимо цепи переноса электронов. Так, при измерении окислительно-восстановительного потенциала реакции преобразования 02 в О2' в нормальных условиях (рН 7,0) ученые показывают, что данное значение является промежуточным между потенциалами начального и конечного звена электрон-транспортной цепи и составляет -0,160 В.

Дыхательная цепь включает окислительные центры с потенциалами от -0,320 В (МАЭ(Р)Н) до +0,39 В (цитохром а3). Следовательно, термодинамически дыхательные компоненты этих центров (железо-серные кластеры, се-михинон, флавопротеины) вполне способны к переносу электронов с образо-

ванием супероксид аниона. Кроме того, многие этапы переноса электронов содержат одноэлектронные переносчики, которые также способны осуществлять моновалентное восстановление кислорода (Turrens J.F., 2003). Согласно другим данным помимо системы цитохромов источником активных форм кислорода могут являться побочные реакции, такие как метаболизм ксанти-на, гипоксантина, L- и D-аминокислот: при этом происходит перенос протонов непосредственно на молекулярный кислород с образованием пероксида водорода (Чеснокова Н.П. и др., 2006а).

Таким образом, промежуточные формы восстановленного кислорода образуются на протяжении дыхательной цепи.

Под термином «активные формы кислорода» в различных источниках объединяют: супероксидный анион-радикал 02', пероксид водорода НООН, гидроксильный радикал НО-, синглетный кислород 1Ог, озон 03, пероксиль-ные радикалы ROO", гипохлорит СЮ', оксид азота NO', гидропероксил радикал НОО\ пероксинитрит ONOO" и ряд других свободных радикалов. Перечень этих соединений варьирует от одной публикации к другой (Strzelczyk J. К., Wiczkowski А., 2012), однако все они оказывают влияние на клетку как в физиологическом состоянии, так и при возникновении окислительного стресса (Владимиров Ю.А., 2009). При этом наиболее изученными и представляющими наибольший интерес свободными радикалами в клетке остаются супероксидный анион-радикал 02-, пероксид водорода НООН и гидроксильный радикал НО'. И поскольку известно, что образование этих соединений - процесс неизбежный для клетки, большее внимание было обращено к их роли в клетке и процессам их утилизации.

1.1.2 Пероксид водорода и его физиологическая роль

Пероксид водорода представляет большой интерес исследователей, поскольку выделяется среди других активных форм кислорода не высокой окислительной способностью, но большой продолжительностью жизни. Сам пероксид водорода не обладает свойствами сильного окислителя, однако лег-

ко преобразуется в другие, более агрессивные молекулы, такие как гипохло-рит или гидроксильный радикал. Кроме того, согласно одним исследованиям, в отличие от супероксидного анион-радикала, пероксид водорода обладает большей подвижностью и способностью проникать через мембраны. Однако на сегодняшний день существуют данные, опровергающие это утверждение (Grivennikova V.G., 2010).

Образование пероксида водорода в клетке происходит различными путями. Согласно исследованию Boveris и коллег, образование пероксида водорода в митохондриях клеток печени составляет лишь 15% от общего производства пероксида водорода в клетке (Boveris А. et al., 1972). Однако есть основания полагать, что в других типах клеток этот вклад может оказаться больше (Гривенникова В.Г., Виноградов А.Д., 2013). При этом в целом в клетке пероксид водорода может образовываться посредством преобразования супероксидного анион-радикала как спонтанно, так и при каталитическом участии супероксиддисмутазы, а также в процессе прямого синтеза в реакциях с участием гликолатоксидаз или оксидаз D-аминокислот в перокси-сомах. В митохондриях описаны источники образования пероксида водорода - окисление сукцината и NADH (Комплексы I и II) (Jensen Р.К., 1966).

Пероксид водорода в малых концентрациях выполняет ряд важных функций в клетке. Так, он используется фагоцитами в реакции, катализируемой миелопероксидазой, для образования гипохлорита, который, в свою очередь, обладает свойством разрушать клеточную стенку бактерий, тем самым защищая организм от чужеродной клетки (Владимиров Ю.А., 2000; Mayer G., 2006).

Однако кроме защитной функции большое внимание уделяется важной роли пероксида водорода в регуляции клеточной пролиферации и апоптоза. Несмотря на слабые окислительные свойства, он способен окислять SH-группы белков, вызывая тем самым модификацию рецепторных белков, имитируя функцию лиганда (Reth М., 2002). Таким образом, он принимает уча-

стие в возникновении и передаче клеточных сигналов.

Именно свойство пероксида водорода оказывать влияние на вступление клетки в апоптоз вызывает повышенный интерес исследователей, особенно в применении к клеткам злокачественных новообразований, имеющий нарушение в регуляции клеточного цикла и пролиферирующих без вступления в апоптоз.

1.1.3 Повышение уровня активных форм кислорода в клетке — окислительный стресс, его роль в норме и патологии

В физиологических условиях концентрация активных форм кислорода в клетке составляет около 10"8 М (Кулинский В.И., Колесниченко Л.С., 1993). Однако, в ряде случаев концентрация активных форм кислорода в клетке может превысить безопасный порог, приводя к возникновению окислительного стресса. Причинами окислительного стресса называют как внутренние факторы, такие как недостаточная активность антиоксидантных ферментов по сравнению с прооксидантными, так и внешние - ионизирующее и ультрафиолетовое излучение, лекарственные препараты, ксенобиотики.

Повышенное содержание активных форм кислорода при окислительном стрессе способно приводить к различным повреждениям клеточных структур за счет окисления липидных, белковых и ДНК-молекул. Таким образом, возникают нарушения клеточных мембран, структуры ДНК, а также ошибки в РНК, приводящие к нарушению синтеза белка или дизрегуляции экспрессии гена (К1аш^ 1.Е. е1 а1., 2010).

Нарушениям в хранении и реализации генетического материала уделяется особое внимание при изучении окислительного стресса. Именно эти изменения связывают с развитием ряда заболеваний, таких как хроническая дегенерация нейронов, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона (Васенина Е.Е., Левин О.С., 2013), а также ряд онкологических заболеваний: колорек-тальный рак, рак молочной железы, простаты, печени и другие (МсКеппа Т., 2009; К1аиш§ 1.Е. е1 а1., 2010). Кроме того, окислительный стресс связывают с

развитием сахарного диабета, атеросклероза и некоторых других заболеваний, а также с процессами старения.

Особое внимание повреждающему действию активных форм кислорода уделяется в митохондриях. Поскольку источники образования активных форм кислорода в митохондриях располагаются очень близко к митохондри-альной ДНК, она оказывается главной мишенью их разрушающего воздействия. В связи с этим, большая часть заболеваний, обусловленных действием окислительного стресса, связывается именно с повреждением молекул в митохондриях (Скулачев В. П., 1996).

По концентрации окислительных агентов и реакции на них клеток окислительный стресс условно подразделяют на уровни (Уа1ко М. е1 а1., 2007; МсКеппа Т., 2009):

1. Низкий уровень - клетка обеспечивает себе достаточную защиту. При этом изменения наблюдаются большей частью в синтезе белков. В норме клетки могут длительное время пребывать в состоянии непрерывного окислительного стресса низкого уровня без серьезных последствий.

2. Средний уровень - клетка осуществляет адаптацию к стрессу.

3. Высокий уровень - клетка переходит в состояние выживания, клеточный рост и деление в этом случае практически останавливаются. Дальнейшее повышение концентрации активных форм кислорода приводит к массовой гибели клеток.

Очевидно, что опасность для жизни клетки возникает при достижении высокого уровня окислительного стресса, однако отмечено повышение риска становления и развития злокачественной опухоли под воздействием окислительного стресса низкого и среднего уровня (рис. 2) (Уа1ко М. е! а1., 2007).

Кроме того, известно, что различные типы клеток и тканей реагируют на окислительный стресс по-разному. Одними из наиболее чувствительных клеток являются клетки головного мозга, находящиеся в состоянии постоянного потребления большого количества кислорода и потому не имеющие до-

статочно сильной системы защиты от него.

Level of oxidative stress

Рис. 2. Дозозависимый эффект взаимосвязи между уровнем окислительного стресса и процессом прогрессирования опухоли, процессом мутагенеза и процессом апопто-за/некроза (Valko М. et al., 2007).

Повышенной же устойчивостью отличаются клетки кожи, вероятно в силу их постоянного нахождения в прямом контакте с кислородом воздуха (Баринов А.Н., 2012). В целом с окислительным стрессом связывают возникновение целого ряда заболеваний, таких как атеросклероз, астма, ревматоидный артрит, нейродегенеративные заболевания и другие (Aruoma O.I., 1998; Babusikova Е. et al., 2013).

1.1.4 Антиоксидантная система клетки. Каталаза как компонент

антиоксидантной защиты

Важнейшими ферментами антиоксидантной защиты считаются супе-роксиддисмутаза, каталаза и глутатион-пероксидаза. При этом общепризнано, что в состоянии окислительного стресса ключевым ферментом является каталаза. Именно она способна утилизировать пероксид водорода с высокой скоростью (около 6 миллионов молекул Н2О2 в минуту (Rahman К., 2007)),

обеспечивая тем самым быструю реакцию клетки на опасность и препятствуя преобразованию пероксида водорода в гидроксильный радикал - один из сильнейших внутриклеточных окислителей.

Каталазы относятся к классу оксидоредуктаз и представляют собой целую группу протеинов, включающую различные по строению и действию молекулы: типичные, или монофункциональные, каталазы, бифункциональные каталазы-пероксидазы и негемовые магранец-содержащие, или псевдо-каталазы (2ашоску М., 2008; Соуа1 М. М., Ваэак А., 2010). Типичная каталаза эритроцитов человека — хромопротеид, имеющий молекулярную массу 244 кДа и состоящий из 1997 аминокислот в 4 идентичных субъединицах (рис. 3). Каждая субъединица каталазы содержит по одной группе гема.

Рис. 3. Структура тетрамера каталазы эритроцитов человека (Putnam C.D. et al., 2000).

Реакция преобразования пероксида водорода с помощью каталазы осуществляется в два этапа путем взаимодействия с гемовой группой фермента, содержащей Fe(III). В результате происходит поляризация и разрыв -О-О-связи в пероксиде водорода и образование промежуточного комплекса I, содержащего группу Fe(IV)=0, и воды. На втором этапе протон из другой мо-

лекулы пероксида водорода выступает в роли воостановителя фермента, давая выход молекулам воды и кислорода и возвращая каталазу в первоначальное состояние. В общем виде реакцию действия каталазы можно представить следующим образом:

1. Н202 + Ре(Ш)-фермент Н20 + 0=Ре(1У)-фермент

2. Н202 + 0=Ре(1У)-фермент Н20 + 02 + Ре(Ш)-фермент.

Таким образом, из двух молекул пероксида водорода образуется 2 молекулы воды и одна молекула кислорода.

Каталаза обладает меньшим сродством к субстрату, чем глутатион-пероксидаза, поэтому в физиологических условиях утилизация пероксида водорода в клетках осуществляется главным образом за счет последней. А также пероксиредоксина. Однако в отличие от глутатион-пероксидазы она обеспечивает очень высокую скорость реакции окисления пероксида водорода и потому является бесценной в условиях окислительного стресса. Каталаза достаточно легко выделяется из множества тканей и организмов, возможно поэтому она является одним из широко изученных ферментов. В настоящее время существует множество исследований различных видов каталаз от распространенности, механизмов действия до расшифровки нуклеотидной последовательности гена и пространственной структуры белка (Мирошниченко О.С., 1992; Безручко Н.В., 2012; Putnam C.D. et al., 2000; Zamocky M., 2008).

Согласно исследованиям, в клетках эукариот каталаза локализована преимущественно в пероксисомах, в меньшей степени в микросомах, еще меньше в цитозоле (Мирошниченко О.С., 1992; Чеснокова Н.П. и др., 20066).

1.2 Дефекты каталазы и жизнеспособность клеток в условиях окислительного стресса

Известно, что ген каталазы человека располагается в 13 положении на коротком плече 11 хромосомы (11р13) (Quan F. et al. 1986). В общей нуклеотидной последовательности ДНК 11 хромосомы ген каталазы занимает позиции от 34438925 пары оснований до 34472060 пары оснований (NCBI, 2014)

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Комина, Анна Владимировна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антонеева И.И., Петров С.Б. Маркеры апоптоза и пролиферации опухолевых клеток в динамике прогрессирования рака яичника // Онкология. -2008. - Т. 10, № 2. - С. 234-237.

2. Баринов А.Н. Роль окислительного стресса в заболеваниях нервной системы — пути коррекции // Трудный пациент. - 2012. - № 1.

3. Безручко Н.В., Рубцов Г.К., Ганяева Н.Б., Козлова Г.А., Садовникова Д.Г. Каталаза биологических сред организма человека и ее клинико-биохимическое значение в оценке эндотоксикоза // Вестник ТГПУ. - 2012. -Том 7, №122.-С. 94-98.

4. Биохимия: учебник / под ред. чл.-корр. РАН, проф. Е.С. Северина. - 5-е изд. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - ил. - 768 с.

5. Бурова Е.Б., Люблинская О.Г., Шатрова А.Н., Бородкина A.B., Никольский H.H. Сравнительный анализ устойчивости к окислительному стрессу стволовых клеток эндометрия и фибробластов человека // Цитология. -2012. - Т. 4, № 6. - Р. 478-483.

6. Варга О.Ю., Рябков В.А. Апоптоз: понятие, механизмы реализации, значение // Экология человека. - 2006. - №7. - С. 28-32.

7. Васенина Е.Е., Левин О.С. Окислительный стресс в патогенезе нейро-дегенеративных заболеваний: возможности терапии // СТПН. - 2013. - №34. - С. 39-46.

8. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский Образовательный Журнал. - 2000. - Т. 6, № 12. - С. 13-19.

9. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.А. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция // Успехи биол. химии. - 2009. - Т. 49. - С. 341-388.

10. Ганцев Ш.Х., Юсупов A.C. Плоскоклеточный рак // Практ. онкол. -2012.-Т. 13, №2.-С. 80-91.

11. Герасименко М.Н., Зуков P.A., Титова Н.М., Дыхно Ю.А., Модестов

A.A., Попов Д.В. Антиоксидантная система и маркеры окислительного стресса при раке почки // Сиб. онкол. журн. - 2012. - Т. 5, № 53. - С. 39-43.

12. Геращенко Т.С., Денисов Н.В., Литвяков Н.В., Завьялова М.В., Вто-рушин C.B., Цыганов М.М., Перельмутер В.М., Чердынцева Н.В. Внутриопу-холевая гетерогенность: природа и биологическое значение // Биохимия. -2013.-Т. 78, вып. 11.-С. 1531 - 1549.

13. Гидулянова К.В. Возрастные особенности модуляции активности ан-тиоксидантных ферментов при индуцированном окислительном стрессе // В1сник Харювського нацюнального ушверситету iMem В. Н. Каразша. Сер1я: бюлопя. - 2008. - Вип. 7, № 814.

14. Грачев Д.Е. Роль периферического бензодиазепинового рецептора в начальных стадиях апоптоза и индукции неспецифической поры митохондрий: Автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.02 / Ин-т теорет. и эксперим. биофизики РАН. - Пущино, 2009. - 24 с.

15. Гривенникова В.Г., Виноградов А.Д. Генерация активных форм кислорода митохондриями // Успехи биол. химии. - 2013. - Т. 53. - С. 245-296.

16. Гырылова С.Н., Рукша Т.Г., Комина A.B. Индукция апоптоза клеток меланомы лигандом TsPO РКП 195 // Сиб. онкол. журн. - 2011. - №1. - С. 40-43.

17. Злокачественные новообразования в России в 2010 году (заболеваемость и смертность) / Под ред. В.И. Чиссова, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. - М.: ФГБУ «МНИОИ им. П.А. Герцена» Минздравсоцразвития России, 2012.-ил.-260 с.

18. Казимирко В.К., Мальцев В.И. Антиоксидантная система и ее функционирование в организме человека // Здоровье Украины. - 2004. - № 192. -С. 98.

19. Кашулина А.П. Эритроциты периферической крови как источник информации о состоянии организма в норме и при патологии // Медицина и качество жизни. - 2011. - № 2. - С. 11-14.

20. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майоров И.Г. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. - 1988. - №1. - С. 16-18.

21. Кудрявцев Д.В., Кудрявцева Г.Т., Мардынский Ю.С., Золотков А.Г., Вальков М.Ю., Левит М.Л. Ультрафиолетовое излучение, фототип и мелано-ма кожи // Экология человека. - 2006. - № 11. - С. 9-13.

22. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Структура, свойства, биологическая роль и регуляция глутатионпероксидазы // Успехи соврем, биол. -1993.-Т. 113, № 1.-С. 107-122.

23. Мирошниченко О.С. Биогенез, физиологическая роль и свойства каталазы // Биополимеры и клетка. - 1992. Т. 8, № 6. - С. 3-25.

24. Новик A.B. Меланома кожи: новые подходы // Практическая онкология.-2001.-Т. 12, № 1.-С. 36-42.

25. Новицкий В.В., Рязанцева Н.В., Часовских Н.Ю., Старикова Е.Г., Кайгородова Е.В., Стариков Ю.В., Жукова О.Б. Модуляция апоптоза моно-нуклеаров в условиях окислительного стресса // Бюл. экспер. биол. мед. -2008.-Т. 145, №3.-С. 251 -254.

26. Паук В.В., Насибуллин Т.Р., Туктарова И.А., Зуева Л.П., Мустафина O.E. Полиморфизм генов ферментов антиоксидантной защиты в связи с продолжительностью жизни // Успехи геронтологии. - 2008. - Т. 21, № 4. - С. 593-595.

27. Савченко И.А., Рукша Т.Г., Салмин В.В., Зыкова Л.Д. Результаты экспериментального изучения воздействия УФ-облучения на фоточувствительный белок кожи // Вестн. дерматол. и венерол. - 2010. - № 3. - С. 33-36.

28. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло // Соросовский образовательный журн. - 1996. -№ 3. - С. 4-10.

29. Фархутдинов P.P., Мусин Ш.И., Кзыргалин Ш.Р. Свободные радикалы, пролиферация и канцерогенез // Креативная хирургия и онкология. -2001. -№3.- С. 109-112.

30. Фитцпатрик Д.Е., Элинг Д.Л. Секреты дерматологии. - СПб:

Невский диалект. - 1999.

31. Чеснокова Н.П., Поиукалина Е.В., Бизеикова М.Н. Источники образования свободных радикалов и их значение в биологических системах в условиях нормы // Соврем, наукоемкие технологии. - 2006а. - № 6. - С. 2834.

32. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Молекулярно-клеточные механизмы инактивации свободных радикалов в биологических системах // Успехи соврем, естествознания. - 20066. - № 7. - С. 28-36.

33. Чехун В.Ф., Шербан С.Д., Савцова З.Д. Гетерогенность опухоли -динамичное состояние // Онкология. - 2012. - Т. 14, № 1. - С. 4 - 12.

34. Широкова А.В. Апоптоз. Сигнальные пути и изменение ионного и водного баланса клетки // Цитология. - 2007. - Т. 49, № 5. - С. 385-394.

35. Ahn, J., Gammon M.D., Santella R.M. Associations between breast cancer risk and the catalase genotype, fruit and vegetable consumption, and supplement use // Am. J. Epidemiol. - 2005. - Vol. 162, № 10. - P. 943-952.

36. Ahn J., Gammon M.D., Santella R.M., Gaudet M.M., Britton J.A., Teitel-baum S.L., Terry M.B., Nowell S., Davis W., Garza C., Neugut A.I., Ambrosone C.B. Associations between catalase phenotype and genotype: modification by epidemiologic factors // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. - 2006. - Vol. 15, № 6. -P. 1217-1222.

37. Ahsan H, Chen Y., Kibriya M.G., Islam M.N., Slavkovich V.N., Grazi-ano J.H., Santella R.M.. Susceptibility to arsenic-induced hyperkeratosis and oxidative stress genes myeloperoxidase and catalase // Cancer Lett. - 2003. - Vol. 201.-P. 57-65.

38. Aruoma O.I. Free radicals, oxidative stress, and antioxidants in human health and disease // J. Am. Oil Chemists' Society. - 1998. - V. 75, № 2. - P. 199212.

39. Babusikova E., Jesenak M., Evinova A., Banovcin P., Dobrota D. Frequency of Polymorphism -262 C/T in Catalase Gene and Oxidative Damage in

Slovak Children With Bronchial Asthma // Arch. Bronconeumol. - 2013. - Vol. 4. -P. 507-512.

40. Bae Y.S., Oh H., Rhee S.G., Yoo Y.D. Regulation of Reactive Oxygen Species Generation in Cell Signaling // Mol. Cells. - 2011. - Vol. 32, № 6. - P. 491-509.

41. Bastaki M., Huen K., Manzanillo P., Chande N., Chen C., Balmes J.R., Tager I.B., Holland N. Genotype-activity relationship for Mn-superoxide dis-mutase, glutathione peroxidase 1 and catalase in humans // Pharmacogenet. Genomics. - 2006. - Vol. 16. - P. 279-286.

42. Boveris A., Oshino N., Chance B. The cellular production of hydrogen peroxide // Biochem. J. - 1972.-Vol. 128.-P. 617-630.

43. Caballero B., Veenman L., Bode J., Leschiner S., Gavish M. Concentration-Dependent Bimodal Effect of Specific 18 kDa Translocator Protein (TSPO) Ligands on Cell Death Processes Induced by Ammonium Chloride. Potential Implications for Neuropathological Effects due to Hyperammonemia // CNS Neurol. Disord. Drug Targets. - 2013. - Vol. 13, № 4. -P.574-592.

44. Capurso C., Solfrizzi V., D'Introno A., Colacicco A.M., Capurso S.A., Bi-faro L., Menga R., Santamato A., Seripa D., Pilotto A., Capurso A., Panza F. Short arm of chromosome 11 and sporadic Alzheimer's disease: catalase and cathepsin D gene polymorphisms // Neurosci. Lett. - 2008. - Vol. 432, № 3. - P. 237-242.

45. Casellas P., Galiegue S., Basile A.S. Peripheral benzodiazepine receptors and mitochondrial function // Neurochem. Intern. - 2002. - Vol. 40, № 6. - P. 475-486.

46. CAT catalase [Homo sapiens (human)] // NCBI [Electronic database]. -2014. - Access mode: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/847. - last accessed 06.06.2014.

47. Cerella C., Coppola S., Maresca V., De Nicola M., Radogna F., Ghibelli L. Multiple mechanisms for hydrogen peroxide-induced apoptosis // Ann. N. Y. Acad. Sei. -2009. -V. 1171. - P. 559-563.

48. Chen Shu-J., Zhang W., Tong Qin, Conrad K., Hirschler-Laszkiewicz I., Bayerl M., Kim J.K., Cheung J.Y., Miller B.A. Role of TRPM2 in cell proliferation and susceptibility to oxidative stress // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 2013. -Vol. 304.-P. C548-C560.

49. Chistiakov D.A., Zotova E.V., Savost'anov K.V., Bursa T.R., Galeev I.V., Strokov I.A., Nosikov V.V. The 262T>C promoter polymorphism of the catatase gene is associated with diabetic neuropathy in type 1 diabetic Russian patients // Diabetes & Metabolism. - 2006. - Vol. 32. - P. 63-68.

50. Choi J.Y., Neuhouser M.L., Barnett M., Hudson M., Kristal A.R., Thornquist M., King I.B., Goodman G.E., Ambrosone C.B. Polymorphisms in oxidative stress-related genes are not associated with prostate cancer risk in heavy smokers // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. - 2007. - Vol. 16, № 6. - P. 11151120.

51. Christiansen L., Petersen H.Ch., Bathum L., Frederiksen H., McGue M., Christensen K. The Catalase -262C/T Promoter Polymorphism and Aging Pheno-types // J. Gerontol.: Biol. Sci. - 2004. - Vol. 59A, № 9. - P. 886-889.

52. Clémenta M.-V., Pontonb A., Pervaizc Sh. Apoptosis induced by hydrogen peroxide is mediated by decreased superoxide anion concentration and reduction of intracellular milieu // FEBS Letters. - 1998. - V. 440. - P. 13-18.

53. Corsi L., Geminiani E., Baraldi M. Peripheral Benzodiazepine Receptor (PBR) New Insight in Cell Proliferation and Cell Differentiation // Curr. Clin. Pharmacol. - 2008. - Vol. 3. - P. 38-45.

54. Delavoie F., Li H., Hardwick M., Robert J.C., Giatzakis C., Péranzi G., Yao Z.X., Maccario J., Lacapére J .J., Papadopoulos V. In vivo and in vitro peripheral-type benzodiazepine receptor polymerization: functional significance in drug ligand and cholesterol binding // Biochem. - 2003. - Vol. 42. - P. 4506-4519.

55. Denat L., Kadekaro A. L., Marrot L., Leachman S.A., Abdel-Malek Z.A. Melanocytes as Instigators and Victims of Oxidative Stress // J. Invest. Dermatol. -2014.-Vol. 134, №6.-P. 1512-1518.

56. Di Stasi D., Vallacchi V., Campi V., Ranzani T., Daniotti M., Chiodini E., Fiorentini S., Greeve I., Prinetti A., Rivoltini L., Pierotti M.A., Rodolfo M. DHCR24 gene expression is upregulated in melanoma metastases and associated to resistance to oxidative stress-induced apoptosis // Inter. J. Cancer. - 2005. - Vol. 115.-P. 224-230.

57. Fan J., Lindemann P., Feuilloley M.G., Papadopoulos V. Structural and functional evolution of the translocator protein (18 kDa) // Curr. Mol. Med. -2012. - Vol. 12, № 4. - P. 369 - 386.

58. Forsberg L., Lyrenas L., deFaire U., Morgenstern R.A. A common functional C-T substitution polymorphism in the promoter region of the human catalase gene influences transcription factor binding, reporter gene transcription and is correlated to blood catalase levels // Free Radical Biol. Med. - 2001. - Vol. 30. - P. 500-505.

59. Franko A., Dolzan V., Arneric N., Dodic-Fikfak M. Asbestosis and catalase genetic polymorphism // Arh. Hig. Rada Toksikol. - 2008. - Vol. 59, № 4. -P. 233 -240.

60. Fruehauf J.P., Trapp V. Reactive oxygen species: an Achilles' heel of melanoma // Expert Rev. Anticancer Ther. - 2008. - Vol. 8, № 11. - P. 17511757.

61. Galecki P., Szemraj J., Zboralski K., Florkowski A., Lewinski A. Relation between functional polymorphism of catalase gene (-262C>T) and recurrent depressive disorder // Neuro Endocrinol. Lett. - 2009. - Vol. 30, № 3. - P. 357-362.

62. Gavish M., Bachman I., Shoukrun R., Katz Y., Veenman L., Weisinger G., Weizman A. Enigma of the Peripheral Benzodiazepine // Pharmacol. Rev. -1999. - Vol. 51, № 4. - P. 629-650.

63. Ghaly M.S., Ghattas M.H., Labib S.M. Association of catalase gene polymorphisms with catalase activity and susceptibility to systemic lupus erythematosus in the Suez Canal area, Egypt // Lupus. - 2012. - Vol. 21, №11. - P. 12441249.

64. Goth L., Nagy T. Acatalasemia and diabetes mellitus // Arch. Biochem. Biophys. - 2012. - Vol. 525. - P. 195-200.

65. Goulas A., Fidani L., Kotsis A., Mirtsou V., Petersen R.C., Tangalos E., Hardy J. An association study of a functional catalase gene polymorphism, -262C-->T, and patients with Alzheimer's disease // Neurosci. Lett. - 2002. - Vol. 330, № 2.-P. 210-213.

66. Goyal M.M., Basak A. Human catalase: looking for complete identity // Protein Cell. -2010. - Vol. 1, № 10. - P. 888-897.

67. Grigorov B. Reactive oxygen species and their relation to // Trakia J. of Sciences.-2012.-Vol. 10, No 3.-P. 83-92.

68. Grivennikova V.G., Kareyeva A.V., Vinogradov A.D. What are the sources of hydrogen peroxide production by heart mitochondria? // Biochim. Biophys. Acta. - 2010. - Vol. 1797. - P. 939-944.

69. Gulden M., Jess A., Kammann J., Maser E., Seibert H. Cytotoxic potency of H202 in cell cultures: Impact of cell concentration and exposure time // Free Rad. Biol. Med. - 2010. - Vol. 49. - P. 1298-1305.

70. Han Z., Slack R.S., Li W., Papadopoulos V. Expression of peripheral benzodiazepine receptor (PBR) in human tumors: relationship to breast, colorectal, and prostate tumor progression // J. Recept. Signal Transduct. Res. - 2003. - Vol. 23.-P. 225-238.

71. Hanus J., Zhang H., Wang Z., Liu Q., Zhou Q., Wang S. Induction of necrotic cell death by oxidative stress in retinal pigment epithelial // Cell Death and Disease. - 2013. - Vol. 4, № 12. - P. e965.

72. Hebert-Schuster M., Fabre E.E., Nivet-Antoine V. Catalase polymorphisms and metabolic diseases // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. - 2012. -Vol. 15, №4.-P. 397-402.

73. Hildeman D. A., Mitchell Th., Aronow B., Wojciechowski S., Kappler J., Marrack Ph. Control of Bcl-2 expression by reactive oxygen species // PNAS. -2003.-Vol. 100, №25.-P. 15035-15040.

74. Hirsch T., Decaudin D., Susin S. A., Marchetti P., Larochette N., Resche-Rigon M., Kroemer G. PK11195, a ligand of the mitochondrial benzodiazepine receptor, facilitates the induction of apoptosis and reverses Bcl-2-mediated cytopro-tection / T. Hirsch [et al.] // Exp. Cell Res. - 1998. - Vol. 241. - P. 426-434.

75. Ho J.C., Mak J.C., Ho S.P., Ip M.S., Tsang K.W., Lam W.K., Chan-Yeung M. Manganese superoxide dismutase and catalase genetic polymorphisms, activity levels, and lung cancer risk in Chinese in Hong Kong // J. Thorac. Oncol. -2006. - Vol. 1, № 7. - P. 648-653.

76. Hotchkiss R.S., Strasser A., McDunn J.E., Swanson P.E. Cell death // N. Engl. J. Med.-2009.-Vol. 361, № 16.-P. 1570-1583.

77. Human Erytrocyte Catalase: Protein Data Bank in Europe [Electronic database] // EMBL-EBI. - Access mode: http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/ entry/1 dgf/summary.html. - last accessed 06.06.2014.

78. Ibanez I.L., Notcovich C., Policastro L.L. and Durän H. Reactive Oxygen Species in the Biology of Melanoma [Electronic Resource] // Breakthroughs in Melanoma Research. - InTech, 2011. - Access mode: http://www.intechopen.com/ books/breakthroughs-in-melanoma-research/reactive-oxygen-species-in-the-biolo-gy-of-melanoma. - last accessed 06.06.2014.

79. Jacobson M.D., Raff M.C. Programmed cell death and Bcl-2 protection in very low oxygen//Nature. - 1995. - Vol. 374, № 6525. - P. 814-816.

80. Jafari M., Salimi S., Nakhaee A., Zakeri Z., Sandooghi M., Saravani M. Lack of Association between Catalase Gene C-262T Polymorphism and Systemic Lupus Erythematosus // Zahedan J. Res. Med. Sei. - 2012. - Vol. 14, № 7. - P. 49-52.

81. Jenkins N. C., Grossman D. Role of Melanin in Melanocyte Dysregulation of Reactive Oxygen Species [Electronic resource] // BioMed Res. Intern. - 2013. -Vol. 2013, ID 908797. - 3 p. - Access mode: http://dx.doi.org/10.1155/2013/ 908797. - last accessed 06.06.2014.

82. Jensen P.K. Antimycin-insensitive oxidation of succinate and reduced

nicotinamide-adenine dinucleotide in electron-transport particles. I. pH dependency and hydrogen peroxide formation // Biochim. Biophys. Acta. - 1966. - Vol. 122.-P. 157-166.

83. Kessel D. The role of the peripheral benzodiazepine receptor in the apop-totic response to photodynamic therapy // Photochem. Photobiol. - 2001. - Vol. 74.-P. 346-349.

84. Khodayari S., Salehi Z., Fakhrieh As.S., Aminian K., Mirzaei Gisomi N., Torabi Dalivandan S. Catalase gene C-262T polymorphism: importance in ulcerative colitis // J. Gastroenterol. Hepatol. - 2013. - Vol. 28, № 5. - P. 819-822.

85. Klaunig J.E., Kmendulis L.M., Hocevar B.A. Oxidative stress and oxidative damage in cancerogenesis // Toxicol. Pathol. - 2010. - Vol. 38. - P. 96-109.

86. Klingelhoeffer C., Kämmerer U., Koospal M., Mühling B., Schneider M., Kapp M., Kübler A., Germer C. T., Otto C. Natural resistance to ascorbic acid induced oxidative stress is mainly mediated by catalase activity in human cancer cells and catalase-silencing sensitizes to oxidative stress [Electronic resource] // BMC Complement. Altern. Med. - 2012. - 12: 61. - Access mode: http://www.-biomedcentral.com/1472-6882/12/61. - last accessed 06.06.2014.

87. Klubo-Gwiezdzinska J.. Jensen K., Bauer A., Patel A., Costello Jr J., Burman K.D., Wartofsky L., Hardwick M.J., Vasko V.V. The expression of trans-locator protein in human thyroid cancer and its role in the response of thyroid cancer cells to oxidative stress // J. Endocrinol. - 2012. - Vol. 214. - P. 207-216.

88. Korkhov V.M., Sachse C., Short J.M., Tate Ch.G. Three-Dimensional Structure of TspO by Electron Cryomicroscopy of Helical Crystals // Structure. -2010.-Vol. 18.-P. 677-687.

89. Kroemer G., Reed J.C. Mitochondrial control of cell death // Nature Med. -2000.-Vol. 6.-P. 513-519.

90. Kutikhin A.G., Yuzhalin A.E., Volkov A.N., Zhivotovskiy A.S., Brusina E.B. Correlation between genetic polymorphisms within IL-IB and TLR4 genes and cancer risk in a Russian population: a case-control // Tumour Biol. - 2014. -

Vol. 35, №5.-P. 4821 -4830.

91. Letonja M., Nikolajevic-Starcevic J., Batista D. C., Osredkar J., Petrovic D. Association of the -262C/T polymorphism in the catalase gene promoter with carotid atherosclerosis in Slovenian patients with type 2 diabetes // Centr. Eur. J. Med. - 2011. - Vol. 6, № 4. - P. 463.

92. Liu Y., Zha L., Li B., Zhang L., Yu T., Li L. Correlation between superoxide dismutase 1 and 2 polymorphisms and susceptibility to oral squamous cell carcinoma//Exp. Ther. Med. - 2014. - Vol. 7, № l.-P. 171-178.

93. Luo T.Y., Cheng P.C., Chiang P.F., Chuang T.W., Yeh C.H., Lin W.J. 188Re-HYNIC-trastuzumab enhances the effect of apoptosis induced by trastuzumab in HER2-overexpressing breast cancer cells // Ann. Nucl. Med. -2014.

94. Mak J.C. W., Ho S.P., Yu W.C., Choo K.L., Chu C.M., Yew W.W., Lam W.K., Chan-Yeung M. Polymorphisms and functional activity in superoxide dismutase and catalase genes in smokers with COPD // Eur. Respir. J. - 2007. - Vol. 30.-P. 684-690.

95. Mansego M.L., Solar Gde M., Alonso M.P., Martínez F., Sáez G.T., Escudero J. C., Redón J., Chaves F J. Polymorphisms of antioxidant enzymes, blood pressure and risk of hypertension // J. Hypertens. - 2011. - Vol. 29, № 3. - P. 492500.

96. Marte B. Tumour heterogeneity // Nature. - 2013. - Vol. 501, № 7467. -327 p.

97. Matés J.M., Sánchez-Jiménez F.M. Role of reactive oxygen species in apoptosis: implications for cancer therapy // Int. J. Biochem. Cell Biol. - 2000. -Vol. 32, №2.-P. 157- 170.

98. Mayer G. Immunology: Innate (non-specific) Immunity [Electronic resource] // Microbiol. Immunol. On-Line . - USC School of Medicine, 2006. - Access mode: http://pathmicro.med.sc.edu/book/immunol-sta.htm. - last accessed 06.06.2014.

99. McKenna Т. Oxidative stress on mammalian cell cultures during recombinant protein expression I I Linkoping Univercity, Institute of Technology, 2009. -74 p.

100. Mendonga-Torres M.C., Roberts S.S. The translocator protein (TSPO) ligand PK11195 induces apoptosis and cell cycle arrest and sensitizes to chemotherapy treatment in pre- and post-relapse neuroblastoma cell lines // Cancer Biol. Therapy. - 2013. - Vol. 14, № 4. - P. 319-326.

101. Miranda-Vilela A.L., Alves P.C.Z., Akimoto A.K., Pereira L.C.S., De Nazare Klautau-Guimaraes M., Grisolia C.K. The effect of hydrogen peroxide-induced oxidative stress on leukocytes depends on age and physical training in healthy human subjects carrying the same genotypes of antioxidant enzymes' gene polymorphisms // Am. J. Human Biol. - 2010. - Vol. 22, № 6. - P. 807-812.

102. Miwa S., Bruce K., Beckman B. Oxidative Stress in Aging: From Model Systems to Human Diseases // New York: Humana Press. - 2008. - P. 11-36.

103. Mueller S., Riedel H.-D., Stremmel W. Direct evidence for catalase as the predominant H202 -removing enzyme in human erythrocytes // Blood. - 1997. - V. 90, № 12. - P. 4973-4978.

104. Nadif R., Mintz M., Jedlicka A., Bertrand J.P., Kleeberger S.R., Kauff-mann F. Association of CAT polymorphisms with catalase activity and exposure to environmental oxidative stimuli // Free Radical Res. - 2005. - Vol. 39, № 12. - P. 1345-1350.

105. Nadif R., Kleeberger S.R., Kauffmann F. Polymorphisms in manganese superoxide dismutase and catalase genes: functional study in Hong Kong Chinese asthma patients // Clin. Exp. Allergy. - 2006. - Vol. 36, № 8. - P. 1104-1105.

106. Nagasaka Т., Sasamoto H., Notohara K., Cullings H. M., Takeda M., Kimura K., Kambara Т., MacPhee D. G., Young J., Leggett B.A., Jass J.R., Tanaka N., Matsubara N. Colorectal Cancer With Mutation in BRAF, KRAS, and WildType With Respect to Both Oncogenes Showing Different Patterns of DNA Meth-ylation // J. Clin. Oncol. - 2004. - Vol. 22. - P. 4584 - 4594.

107. Nakamura K., Kanno T., Mokudai T., Iwasawa A., Niwano Y., Kohno M. Microbial resistance in relation to catalase activity to oxidative stress induced by photolysis of hydrogen peroxide // Microbiol. Immunol. - 2012. - Vol. 56, № 1. -P. 48-55.

108. Newman R.A., Yang P., Hittelman W.N., Lu T., Ho D.H., Ni D., Chan D., Vijjeswarapu M., Cartwright C., Dixon S., Felix E., Addington C. Oleandrin-mediated oxidative stress in human melanoma cells // J. Exp. Therapeut. Oncol. -2006.-Vol. 5.-P. 167-181.

109. Ogata M. Acatalasemia // Hum. Genet. - 1991. - Vol. 86, № 4. - P. 331-340.

110. Papadopoulos V., Baraldi M., Guilarte T.R. Translocator protein (18 kDa): New nomenclature for the peripheral-type benzodiazepine receptor based on its structure and molecular function // Trends in Pharmacol. Sci. - 2006. - Vol. 27, № 8. - P. 402-409.

111. Putnam C.D., Arvai A.S., Bourne Y., Tainer J.A. Active and inhibited human catalase structures: ligand and NADPH binding and catalytic mechanism // J. Mol. Biol. - 2000. - Vol. 296. - P. 295-309.

112. Quan F., Korneluk R. G., Tropak M.B., Gravel R.A. Isolation and characterization of the human catalase gene // Nucleic Acids Res. - 1986. - Vol. 14, № 13.-P. 5321-5335.

113. Rahman K. Studies on free radicals, antioxidants, and co-factors // Clin. Interventions in Aging. - 2007. - Vol. 2, № 2. - P. 219-236.

114. Recent Advances in the Biology, Therapy and Management of Melanoma [Electronic Resource] / Ed. by L. M. Davids. - InTech, 2013. - Access mode: http://www.intechopen.com/books/recent-advances-in-the-biology-therapy-and-management-of-melanoma. - last accessed 06.06.2014.

115. Ree S.G., Chang T.-Sh., Bae Y.S., Lee S.-R., Kang W.K. Cellular Regulation by Hydrogen Peroxide // J. Am. Soc. Nephrol. - 2003. - Vol. 14. - P. 211215.

116. Reth M. Hydrogen peroxide as second messenger in lymphocyte activation // Nature Immunol. - 2002. - Vol. 3, № 12. - P. 1129-1134.

117. Ribble D., Goldstein N.B., Norris D.A., Shellman Y.G. Simple technique for quantifying apoptosis in 96-well plates // BMC Biotechnol. - 2005. -Vol. 5.-P. 12.

118. Rodust P.M., Stockfleth E, Ulrich C, Leverkus M, Eberle J. UV-induced squamous cell carcinoma—a role for antiapoptotic signalling pathways // Br. J. Dermatol.-2009.-Vol. 161, №3.-P. 107-115.

119. Sander C.S., Hamm F., Eisner P., Thiele J.J. Oxidative stress in malignant melanoma and non-melanoma skin cancer // Br. J. Dermatol. - 2003. - Vol. 148, №5.-P. 913-922.

120. Shim Ie-S., Momose Yu., Yamamoto A., Kim D.-W., Usui K. Inhibition of catalase activity by oxidative stress and its relationship to salicylic acid accumulation in plants // Plant Growth Regulation. - 2003. - Vol. 39, № 3. - P. 285-292.

121. Sinha K., Das J., Pal P.B., Sil P.C. Oxidative stress: the mitochondria-dependent and mitochondria independent pathways of apoptosis // Arch. Toxicol. -2013.-Vol. 87.-P. 1157-1180.

122. Stern R.S., Lunder E.J. Risk of squamous cell carcinoma and methox-salen (psoralen) and UV-A radiation (PUVA). A meta-analysis // Arch. Dermatol. - 1998.-Vol. 134.-P. 1582-1585.

123. Strzelczyk J.K., Wiczkowski A. Oxidative damage and carcinogenesis // Contemp Oncol (Pozn). - 2012. - Vol. 16, № 3. - P. 230-233.

124. Surinkaew S., Chattipakorn S., Chattipakorn N. Roles of mitochondrial benzodiazepine receptor in the heart // Canadian J. Cardiol. - 2012. - Vol. 27, № 4.-P. 262e3 - 262el3.

125. Swalwell H., Latimer J., Haywood R.M., Birch-Machin M.A. Investigating the role of melanin in UVA/UVB- and hydrogen peroxide-induced cellular and mitochondrial ROS production and mitochondrial DNA damage in human melanoma cells // Free Radic. Biol. Med. - 2012. - Vol. 52, № 3. - P. 626-634.

126. Taddei M.L., Giannoni E., Raugei G., Scacco S., Sardanelli A.M., Papa S., Chiarugi P. Mitochondrial Oxidative Stress due to Complex I Dysfunction Promotes Fibroblast Activation and Melanoma Cell // J. Signal Transduct. - 2012. -Vol. 2012.-10 p.

127. Tanimoto Y., Onishi Y., Sato Y., Kizaki H. Benzodiazepine receptor agonists modulate thymocyte apoptosis through reduction of the mitochondrial transmembrane potential // Jpn. J. Pharmacol. - 1999. - Vol. 79. - P. 177-183.

128. Tefik T., Kucukgergin, C., Sanli, O., Oktar, T., Seckin, S., Ozsoy, C. Manganese superoxide dismutase Ile58Thr, catalase C-262T and myeloperoxidase G-463A gene polymorphisms in patients with prostate cancer: relation to advanced and metastatic disease // BJU Intern. - 2013. - Vol. 112. - P. E406-E414.

129. Turrens J.F. Mitochondrial formation of reactive oxygen species // J. Physiol. - 2003. - Vol. 522, № 2. - P. 335-344.

130. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T.D., Mazura M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // Intern. J. Biochem. Cell Biol. - 2007. - Vol. 39. - P. 44-84.

131. Veetman L., Gavish M. The peripheral-type benzodiazepine receptor and the cardiovascular system. Implications for drug development // Pharmocol. Therapeut. - 2006. - Vol. 110, № 3. - P. 503-524.

132. Xiaolong Qi, Jiahong Xu, Fei Wang, Junjie Xiao. Translocator Protein (18 kDa): A Promising Therapeutic Target and Diagnostic Tool for Cardiovascular Diseases // Oxidative Med. Cell. Longevity. - 2012. - 9 p.

133. Yeliseev A.A., Kaplan S. A sensory transduser homologous to the mammalian peripheral type benzodiazepine receptor regulates photosynthetic membrane complex in Rhodobacter sphaeroides 2.4.1 //J. Biol. Chem. - 1995. -Vol. 270.-P. 21167-21175.

134. Yin S.T., Latifah S.Y., Jhi B.F., Nurdin A., Yoke K.C., Rasedee A., Mustapha U.I., Norsharina I., Maznah I. Induction of apoptosis through oxidative stress-related pathways in MCF-7, human breast cancer cells, by ethyl acetate ex-

Med.. - 2014. - Vol. 14, № 55. - Access mode: http://www.biomedcentral.com/ 1472-6882/14/55. - last accessed 06.06.2014.

135. Zamocky M., Furtmiiller P.G., Obinger Ch. Evolution of Catalases from Bacteria to Humans // Antioxid. Redox. Signal. - 2008. - Vol. 10, № 9. - P. 15271548.

136. Zarbock R., Hendig D, Szliska C, Kleesiek K, Gotting C. Pseudoxanthoma elasticum: genetic variations in antioxidant genes are risk factors for early disease onset // Clin. Chem. - 2007. - Vol. 53, № 10. - P. 1734-1740.

137. Zhang S., Zhang S., Yin J., Li X., Zhang J., Yue R., Diao Y., Li H., Wang H., Shan L., Zhang W. Jacarelhyperol A induced apoptosis in leukaemia cancer cell through inhibition the activity of Bcl-2 proteins // BMC Cancer. -2014.-Vol. 14, № l.-P. 689.