CC BY
54ЕЛЕКТРОМАГНІТНА І РАДІАЦІЙНА ELECTROMAGNETIC AND RADIATION
БІОФІЗИКА BIOPHYSICS
Фізика живого, Т. 16, No2, 2008. С.58-64.
© Войціцький В.М., Хижняк С.В., Жирнов В.В., Лапоша О.А
УДК 577.391:34
СТРУКТУРНА ОРГАНІЗАЦІЯ МЕМБРАН ЕРИТРОЦИТІВ ЗА ДІЇ ІОНІЗУЮЧОЇ РАДІАЦІЇ В НАДМАЛИХ ДОЗАХ
Войціцький В.М.1, Хижняк С.В.1, Жирнов В.В.2, Лапоша О.А.1
1 Київський національний університет імені Тараса Шевченка
2 Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України
Надійшла до редакції 10.11.2008
В роботі досліджено структурну організацію мембран еритроцитів людини за впливу іонізуючої радіації (Р-випромінювання і4С-лейцину) in vitro в надмалих дозах 10-7 - 10-5 Гр. Виявлено перебудови поверхневих ділянок мембран еритроцитів, зміни структурної впорядкованості її ліпідної компоненти та конформаційні зміни білкових молекул, а також просторової організації білок-ліпідних комплексів, що виявляються лише при знаходженні мембран в радіаційному полі. Отримані результати характеризують відповідь плазматичної мембрани еритроцитів на дію надмалих доз іонізуючої радіації, яка реалізується через макромолекулярні структурні перебудови.
Ключові слова: мембрани еритроцитів, надмалі дози, p-випромінювання, пірен, АНС, флуоресценція.
ВСТУП
В радіобіології відносно добре вивчена дія на біомакромолекули, клітини, органи та їх системи, організм в цілому сублетальних та летальних доз іонізуючого випромінювання, але обмежені експериментальні дані та теоретичні уявлення щодо впливу підвищеного радіаційного фону від джерел опромінення малої потужності. Наслідки їх дії хоч і не становлять пряму загрозу життю людини, але впливають на адаптивні та функціональні можливості організму. Актуальним насьогодні є дослідження молекулярних механізмів дії радіації в малих дозах [1, 2]. В центрі уваги знаходяться дослідження біологічної дії іонізуючих випромінювань малих доз і потужностей, визначення механізмів прояву
індукованих ними ефектів та оцінка їх впливу на життєздатність організму [2-8]. Крім того,
досльїдження біологічної дії малих доз іонізуючого випромінювання є надзвичайно важливою з огляду на необхідність визначення ступеню їх небезпеки для здоров’я людини та нормування дозових навантажень.
В основі дії малих доз іонізуючої радіації лежить порушення структурних елементів клітин, зокрема плазматичної мембрани, яка є інтегруючою і регулюючою ланкою у реалізації клітинних
функцій [9-13].
Метою роботи було дослідити in vitro структурний стан мембран еритроцитів („тіней” еритроцитів) за впливу іонізуючої радіації ф-
випромінювання 14С-лейцину) у поглинутих дозах 10-7 - 10-5 Гр.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Дослідження проведено на мембранних препаратах еритроцитів («тіні» еритроцитів) крові умовно здорових донорів. В процесі виконання роботи було передбачено заходи по забезпеченню безпеки для здоров’я донорів, дотримання їх прав та морально-етичних норм у відповідності до конвенції Ради Європи про права людини і біомедицини Гельсінської декларації прав людини та відповідних законів України.
Отримання «тіней» еритроцитів (ТЕ), проводили згідно методу [14]. Концентрацію білка визначали за методом Лоурі та співавт. [15].
Опромінення ТЕ здійснювали внесенням в середовище інкубації, що містило 0,1 мг/мл білка, 14С-лейцину з певною питомою активністю, яка дозволяла створювати дозу опромінення 10-7 Гр, 10-6 Гр та 10-5 Гр. Час інкубації клітинної суспензії з радіоактивною речовиною становив 1 год. Поглинуту дозу випромінювання розраховували згідно Ловенгер Р. [16]: Д = 21,3-Бр С 1, де Д - поглинена доза за час t (Гр); Ер-середня енергія випромінення радіонукліда (МеВ); С - питома концентрація радіонукліда (Кі/л); t
- час експозиції клітин з радіонуклідом (год); 21,3— коефіцієнт перерахування питомої радіоактивності (Кі/л) в одиниці поглиненої дози (Гр), яка визначена експериментально. Попередні дослідження, які
проведені з відповідними дозами нерадіоактивного
лейцину, свідчать про відсутність його впливу на досліджувані параметри.
При вивченні структурного стану поверхневого шару мембран ТЕ використовували від’ємно заряджений зонд АНС (1-анілінонафталін-8-сульфонат). інтенсивність флуоресценції якого значно підвищується при зв’язуванні з мембранами [17]. Визначення параметрів зв’язування зонду з мембранними препаратами, а саме константи зв’язування (КАНС) та кількості місць зв’язування (КАНС), проводили згідно [17, 18]. Інтенсивність флуоресценції АНС реєстрували при Хзб=370 нм та ^фл=470 нм.
Мікров’язкість ліпідної компоненти мембран еритроцитів оцінювали за ступенем ексимеризації флуоресцентного зонду пірену, який вбудовується в ліпідну фазу мембрани [19, 20]. Ступінь
ексимеризації зв’ язаного з мембраною пірену визначали як: N = (Б^ш), де Бе - інтенсивність флуоресценції ексимерів пірену при 470 нм, а Бт - інтенсивність флуоресценції мономерів пірену при 390 нм. Для анулярних ліпідів (контактуючих з білковими глобулами) довжина хвилі збудження 280 нм, а для загальної ліпідної фази - 335 нм. В дослідженнях оцінювали відносні зміни ступеню ексимеризації пірену в експериментальних зразках у порівнянні з контролем, враховуючи, що флуоресценція пірену при Хзб=280 в значній мірі відбувається за рахунок індуктивно-резонансного переносу енергії (ІРПЕ) з триптофанових залишків білків [19].
Інтенсивність флуоресценції триптофанових залишків мембранних білків реєстрували при 338нм, довжина хвилі збудження - 296нм [21]. Для гасіння їх флуоресценції використовували гідрофільний гасник
- акриламід. Суспензію мембран (0,1 мг/мл в об’ємі
2 мл) титрували розчином акриламіду до кінцевої концентрації 0,4 М [22]. Дані по гасінню представляли в модифікованих координатах Штерна -Фольмера (Бо/Ро-Б від ^]) [21, 23], з яких визначали гасіння флуоресценції мембранних білків за допомогою рівняння [21, 23]:
-р-+-і ,
р - р РК„. [О] в
де Бо і Б - інтенсивність флуоресценції у відсутності та в присутності гасника, Q - концентрація гасника, К^ - константа гасіння Штерна-Фольмера, в - частка флуоресценції, яка підлягає гасінню.
Просторову організацію білок-ліпідних комплексів в мембрані оцінювали методом ІРПЕ з донора на акцептор. Індуктивно-резонансна міграція енергії для пари флуорофорів відбувається на відстань, яка характеризується параметром Кд (критична відстань переносу енергії), який може бути розрахованим з рівняння Ферстера [24]. Ефективність ІРПЕ оцінювали за величиною Ро-Р/Ро, де Бо і Б -інтенсивність флуоресценції у відсутності та присутності акцептора.
Використовували три пари флуорофорів. За використання пари триптофан-пірен досліджували гасіння триптофанової флуоресценції (0,1 мгбілка/мл) піреном (5 мкМ) при ^зб - 280нм та Аф - 340нм [25]. В парі пірен-АНС досліджували гасіння флуоресценції пірену (1 мкМ) зондом АНС в діапазоні концентрації 10-100 мкМ при ^зб - 323нм та ^фл - 392нм [26, 27]. В парі триптофан-АНС досліджували гасіння триптофанової флуоресценції (0,1 мгбілка/мл) АНС - 10-50 мкМ при Хзб - 295нм та іфл - 340нм [26, 27].
Всі флуоресцентні вимірювання проводили в середовищі, яке містило 0,1 МКС1, 5мМ тріс-НСІ (рН 7,0 при 25° С) на спектрофлуориметрі Shimadzu-КР510 (Японія) в кварцовій односантиметровій
кюветі.
Експериментальні дані обробляли
загальноприйнятими методами статистики [28]. Розраховували значення середньоарифметичних величин (М) та похибок середніх величин (т) при п -об’ємі певної вибірки. Для визначення вірогідних відмінностей між середніми величинами розраховували критерій Ст’юдента. Всі математичні розрахунки проведено згідно стандартних пакетів комп’ ютерних програм.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Структурний стан поверхневого шару мембран еритроцитів оцінювали з використанням флуоресцентного зонду АНС, який локалізується в мембрані на границі ліпід-вода [17]. Визначали параметри зв’язування цього флуоресцентного зонду з мембраною: константу зв’язування (КАНС) і число місць зв’язування ^аш). Параметр Кшс: свідчить про
- міру максимальної концентрації зонду в мембрані під час її насичення зондом, а величина КАНС відображає зміни вільної енергії при переході 1 моля зонду з водної фази в мембрану [17, 19].
Встановлено, що за дії іонізуючого випромінювання спостерігаються різнонаправлені зміни параметрів зв’язування АНС з препаратами ТЕ (табл. 1). Найбільше зростання величини показника КАНС в середньому на 28% відносно контролю спостерігається при поглинутій дозі 10-7 Гр. Найбільш значиме зниження (в середньому на 19%)
спостерігається при поглинутій дозі 10-5 Гр. За цих умов не змінюється інтенсивність флуоресценції зв'язаного в мембраною АНС.
Зміни параметрів флуоресценції мембрано-зв’язаного АНС можуть бути пов’язані з процесами його взаємодії з мембраною та порушенням квантового виходу флуоресценції зонду. Це може вказувати на локальні структурні перебудови мембрани в місцях зв’язування зонду, які визначаються як фізичними властивостями його мікрооточення (полярністю та мікров’язкістю), так і модифікацією мембранних білків чи ліпідів в зоні полярних голівок фосфоліпідів [29].
Таблиця 1
Спектральні характеристики флуоресцентного зонду АНС, зв’язаного з мембранними препаратами еритроцитів, за дії іонізуючої радіації, (М±т, п=7)
Контроль Поглинута доза
10-7 Гр 10-6 Гр 10-5 Гр
Інтенсивність флуоресценції АНС, відн.од.
1,0 1,09±0,07 1,0±0,08 1,05±0,09
Константа зв’язування КАНС, 104 М-1
4,06±0,48 5,19±0,59* 4,61±0,47 4,48±0,41
Кількість місць зв’язування НшС, нмоль/мг білка
10,15±0,78 10,2±0,96 9,49±0,86 8,27±0,62*
Примітки: * - р < 0,05 відносно контролю.
Таблиця 2
Ступінь ексимеризації пірену в мембранах еритроцитів для загальної ліпідної фази (^35) та анулярних
ліпідів (N280) за дії іонізуючої радіації, (М±т, п=7)
Контроль Поглинута доза
10-7 Гр 10-6 Гр 10-5 Гр
N335, відн.од.
0,33±0,03 0,26±0,02* 0,38±0,03 0,44±0,03*
N280, відн.од.
0,44±0,03 0,31±0,03* 0,43±0,03 0,49±0,04
Примітки: * - р < 0,05 відносно контролю.
Зміни параметрів флуоресценції мембрано-
зв’язаного АНС можуть бути пов’язані з процесами його взаємодії з мембраною та порушенням квантового виходу флуоресценції зонду. Це може вказувати на локальні структурні перебудови
мембрани в місцях зв’язування зонду, які
визначаються як фізичними властивостями його мікрооточення (полярністю та мікров’язкістю), так і модифікацією мембранних білків чи ліпідів в зоні полярних голівок фосфоліпідів [29].
Дослідження мікров’ язкості ліпідної компоненти мембран еритроцитів проводили з використанням флуоресцентного зонду пірену, гідрофобні молекули якого локалізуються в зоні жирнокислотних ланцюгів фосфоліпідів [17, 19]. Молекула пірену при
поглинанні кванту світла переходить у збуджений стан. В цьому стані вона або випромінює в області 390нм, або при зіткненні з незбудженою молекулою утворює пару - ексимер, який випромінює квант світла в області 480 нм. При заданій температурі та концентрації зонду ступінь ексимеризації пірену значною мірою залежить від мікров’язкості його оточення і може слугувати її характеристикою. З підвищенням мікров’ язкості дифузія молекул зонду уповільнюється, тому ймовірність зіткнення двох молекул зменшується, відповідно зменшується і ступінь його ексимеризації [17].
З врахуванням цього факту, а також за використання методу незалежного визначення мікров’язкості загальної ліпідної фази та анулярних
ліпідів (знаходяться на відстані ближче 3 нм від білкової глобули) [30] оцінювали зміни
мікров’ язкості ліпідної компоненти мембран за дії іонізуючої радіації.
За дії іонізуючої радіації спостерігаються різнобічні зміни ступеню ексимеризації пірену (табл. 2). Так, при поглинутій дозі 10-5 Гр спостерігається збільшення величини К335 в середньому на 33%, а К280
- на 11%, що свідчить про зниження мікров’язкості як загальної ліпідної фази так і анулярних ліпідів. За дії іонізуючої радіації в поглинутій дозі 10-7 Гр спостерігається зниження величини К335 на 21%, а К280 - на 30%, що вказує про зростання мікров’язкості ліпідної компоненти за цих умов. Отримані результати свідчать про зміни структурної впорядкованості ліпідної компоненти мембрани в залежності від дози опромінення.
Відомо, що основу структурної та функціональної цілісності біологічної мембрани складають білок-ліпідні взаємодії, які в значній мірі залежать від структурної організації білкових молекул в мембрані [31]. Власну флуоресценцію білків при збудженні в ультрафіолетовій області спектру обумовлює наявність триптофанових, тирозинових та
фенілаланінових залишків. Однак, домінуючий внесок в інтенсивність флуоресценції при Хзб = 340нм вносять триптофанові залишки білків.
Величина інтенсивності флуоресценції триптофанових залишків білкових молекул (Б0) в мембранах еритроцитів за поглинутої дози 10-7 Гр
оскільки флуоресценція триптофанілів чутлива до полярності розчинника.
Виявлені зміни флуоресценції триптофанових залишків білкових молекул в мембранах еритроцитів можуть бути обумовлені як конформаційними перебудовами білкової молекули так внутрішньо-молекулярною динамікою білків та характером взаємодії їх триптофанових залишків з сусідніми групами [21, 22], тощо.
Таблиця 3
Параметри гасіння акриламідом триптофанової флуоресценції мембранних препаратів
за дії іонізуючої радіації, (М±т, п=10)
Контроль Поглинута доза, Гр
10-7 10-6 10-5
Інтенсивність флуоресценції Р0, відн.од.
1,0 0,94± 0,02 1,04 ± 0,03 1,09 ± 0,04
^у, М-1
4,33 ± 0,20 3,57 ± 0,23* 4,24 ± 0,25 3,79 ± 0,23
3, відн.од.
0,43 ± 0,03 0,49 ± 0,03 0,47 ± 0,03 0,50 ± 0,04
Примітка: К^у - константа Штерна-Фольмера; 3 - частка триптофанових залишків, які доступні гасінню.
Таблиця 4
Ефективність індуктивно-резонансного переносу енергії в мембранних препаратах
за дії іонізуючої радіації, (М±т, п=7)
знижується (на 7% відносно контролю), а при поглинутій дозі 10-5 Гр - зростає (на 9% відносно контролю) (табл. 3). Зростання інтенсивності
флуоресценції може бути зумовлено такими структурними перебудовами білкової молекули, які супроводжуються переходом триптофанових залишків у більш гідрофобну область, а зниження флуоресценції - переходом у більш полярну область,
Контроль Поглинута доза, Гр
10-7 10-6 10-5
Триптофан-пірен (Р0/Р0-Р), відн. од.
4,81±0,26 6,29±0,36* 4,68±0,26 3,28±0,20*
Триптофан-АНС (Р0/Р0-Р), відн. од.
44,52±2,28 36,25±2,85* 41,65±3,05 41,30±3,10
Пірен - АНС (Р0/Р0-Р), відн. од.
45,09±1,91 40,78±3,92* 40,90±3,90* 39,38±2,06*
Примітка: * - р < 0,05 відносно контролю.
Для оцінки конформаційних змін білкових молекул за дії досліджуваних чинників вивчали гасіння триптофанової флуоресценції мембран зовнішнім нейтральним полярним гасником -акриламідом. При цьому враховували гетерогенність флуорофорних груп, тобто наявність тих, які піддаються гасінню (наприклад, знаходяться на поверхні молекули білка) і тих, які не піддаються (наприклад, розміщені всередині білкової глобули) [22]. Саме у випадку наявності в досліджуваному препараті флуорофорних груп з різною здатністю до гасіння акриламідом може спостерігатись відхилення від прямолінійної залежності кривих гасіння в координатах Штерна-Фольмера. В такому випадку для розрахунку параметрів гасіння власної білкової флуоресценції зручно використовувати модифіковане рівняння Штерна-Фольмера [21].
Встановлені за дії іонізуючої радіації на мембранні препарати еритроцитів параметри гасіння флуоресценції (табл. 3): величина константи гасіння (Кзу) та частка доступних для гасіння триптофанових
залишків (Р) відносно контрольних значень, не можуть свідчити про зміни внутрішньо-молекулярної рухливості білкових молекул.
Просторову організацію білок-ліпідних комплексів в мембранах еритроцитів оцінювали за допомогою методу ІРПЕ в парі флуорофорів донор -акцептор. Ефективність ІРПЕ з донора на акцептор в значній мірі залежить від взаємного розташування ділянок переважної локалізації флуорофорів в мембрані [19], що дає можливість оцінити зміни відстані між цими ділянками мембрани. З врахуванням того, що клітинні мембрани - це складно організовані білок-ліпідні системи, умовно припускають, що всі донори поділені на дві групи: 1) знаходяться від акцептора на відстані, меншій за критичну при переносі енергії, та, відповідно, приймають участь в переносі; 2) віддалені на більшу за критичну відстань і не підлягають гасінню акцептором [17].
При аналізі результатів ІРПЕ для донорно-акцепторних пар триптофан-пірен, триптофан-АНС
та пірен-АНС враховано, що найбільш вірогідні місця локалізації триптофанових залишків - це гідрофобні ділянки білків, які можуть знаходитись в мембрані як в білковому, так і в ліпідному оточенні [29], флуоресцентний зонд АНС переважно локалізується в мембрані на межі розподілу ліпід-вода [19], пірен - в зоні жирнокислотних ланцюгів фосфоліпідів [17].
При дослідженні ІРПЕ в парі триптофан-пірен встановлено, що за поглинутої дози 10-7 Гр спостерігається підвищення величини Р0/Р0-Р на 31%, що вказує на зниження ефективності переносу енергії
з мембранних триптофанілів на пірен за цих умов дослідження (табл. 4). Дія іонізуючого
випромінювання на препарати ТЕ при поглинутій дозі 10-5 Гр призводить до зниження величини Р0/Р0-Р відносно контролю в середньому на 32%, що свідчить про зростання ефективності переносу енергії. Як відомо, за ефективністю гасіння піреном триптофанової флуоресценції можна оцінити ступінь занурення білків в ліпідну фазу мембран [25, 32]. З таких позицій, опираючись на отримані результати, можна говорити про збільшення ступеню занурення білків у гідрофобний бішар мембрани за поглинутої дози 10-5 Гр. Зниження ефективності переносу енергії в парі триптофан-пірен за поглинутої дози 10-7 Гр може свідчити про збільшення ступеню експонування білків у водну фазу чи/або агрегацію білкових молекул, яка приводить до збільшення відстані між донором та акцептором. Отримані результати знаходяться у відповідності із даними по триптофановій флуоресценції за цих доз опромінення.
За дії іонізуючої радіації на мембранні препарати (табл. 4) спостерігається зниження величини Р0/Р0-Р в парі триптофан-АНС, яка становить в середньому 19%, відносно контролю за поглинутої дози 10-7 Гр, що свідчить про збільшення ефективності ІРПЕ, за рахунок скорочення відстані між залишками триптофанілів і ділянками зв’язування АНС.
З врахуванням того, що критична відстань ІРПЕ в парі триптофан - АНС дорівнює 2,0 - 3,5 нм [17] в порівнянні з товщиною мембрани, то більш суттєвий внесок в переніс енергії вносять флуорофори, які розташовані з одного боку мембрани по відношенню до ліпідної фази. Відповідно, представлені результати свідчать про структурну модифікацію поверхневих ділянок мембран еритроцитів.
Отримані результати досліджень ефективності ІРПЕ в парі пірен-АНС (табл. 4) свідчать, що за дії радіації в діапазоні поглинутих доз 10"7-10"5 Гр величина Р0/Р0-Р знижується в середньому на 10% -13% відносно контролю. Це вказує на зростання ІРПЕ для цієї донорно-акцепторної пари. Оскільки критична відстань переносу енергії в парі пірен-АНС дорівнює 2,8 нм [17], отримані результати свідчать про зменшення ефективної товщини ліпідної компоненти мембрани в умовах досліду.
Таким чином, отримані результати характеризують складну відповідь біологічної структури -плазматичної мембрани еритроцитів на дію надмалих доз іонізуючої радіації, яка реалізується через макромолекулярні структурні перебудови мембрани.
ВИСНОВКИ
Використання в якості модельної системи мембран еритроцитів in vitro дозволило дослідити безпосередню дію надмалих доз іонізуючої радіації (10-7-10-5 Гр) на субмембранні структури, що лежить в основі механізмів дії опромінення за цих доз. Виявлено структурні перебудови поверхневого шару мембран еритроцитів в інтервалі доз і0-7-10-5 Гр. Причому структурна модифікація мембрани із зростанням поглинутої дози до 10-5 Гр призводить до зменшення кількості центрів зв’язування AHС та змін їх властивостей. Виявлено різнонаправлений ефект опромінення в надмалих дозах на білкову та ліпідну компоненту мембран. Так, за дози 10-7 Гр спостерігається зростання структурної впорядкованості ліпідної компоненти мембран, а за дози 10-5 Гр - зниження. Структурні перебудови білкової молекули супроводжуються зростанням
експонування триптофанових залишків на поверхні мембран (10-7 Гр) чи зниження експонування (за 10-5 Гр), а не внутрішньо молекулярними конфор-маційними змінами. Отримані результати свідчать про порушення білок-ліпідних взаємодій в мембрані за дії надмалих доз випромінювання, що призводить до змін просторової організації білок-ліпідних комплексів. Встановлені різнонаправлені зміни досліджуваних показників структурного стану мембран в інтервалі доз і 0-7-10-5 Гр свідчать про особливості реалізації структурної відповіді мембран в полі дії надмалих доз випромінювання.
Література
1. Савинов А.Г. K вопросу о механизме действия малых доз радиации // Радиобиология. - 19S6. - Т. 26, вып. 4. - С. 4S2-4S6.
2. Спитковський Д.М., Зайцев С.Б., Талызинa Е.А. Mоделирование особенностей инициации генетических повреждений малыми дозами ионизирующих излучений в клетках эукариот на основе концепции существования клеток эволюционного резерва // Радиационная биология. Радиоэкология. - 1994. - Т. 34, вып. 6. - С. 739-747.
3. Burlakova E.B. New aspect of regularites in the action of low doses of low-level irradiation. In Low doses of radiation: are they dangerous? // N.Y.: Nova Sc. Publ., Inc. Hungtington, 2000. - Ch.1. - P.1-14.
4. Гродзінський Д.М. Радіобіологія.- К:Либідь, 2000.44S с.
5. Little J.B. Radiation-induced genomic instability // Int. J.Radiat. - 199S. - V. 74, N.6. - P.S9-109.
6. Эйдус Л.Х. О механизме индукции репарации
повреждений ДНК при действии ионизирующего излучения на клетки // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2000. - Т.40, № 6. - С.674-677.
7. Baverstok K. Radiation-induced genomic instability: a paradigm-breaking phenomenon and its relevance to environmentally induced cancer // Mutat. Res. - 2000. -V.454, N 1-2. - P.89-109.
8. Pelevina 1.1., Afanas’ev G.G. et al. Radiation-induced adaptive response in children and the effect of external and internal factors on this phenomenon. In Low doses of radiation: are they dangerous? / Ed. E. B. Burlakova. N.Y.: Nova Science Publishers, Inc. Hungtington, -2000. - Ch. 1. - P.141-153.
9. Казеннов А.М., Маслова М.Н. Структурнобиохимические свойства мембраны безъядерных эритроцитов // Физиологический журнал СССР им. И.М.Сеченова. - 1987. - T.73, №12. - С.1587-1594.
10. Владимиров Ю.А. Биологические мембраны и незапрограмированная гибель клетки // Соросовской образовательный журнал. ISSEP. - 2000. - Т.6, № 9 (58). - С.2-9.
11. Барабой В.А., Сутковой Д.А. Энергетический обмен при стрессовых воздействиях (на примере ионизирующей радиации), его саморегуляция и коррекция // Укр. биохим. журнал. - 1983. - Т.55, № 1. - С.93-101.
12. Эйдус Л.Х. Мембранный механизм биологического действия малых доз - М.: Изд-во Ин-та теор. и экспер. физики, 2001. - 81 с.
13. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика
(ионизирующее излучение) - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 448с.
14. Транспортные аденозинтрифосфатазы.
Современные методы исследования / Под ред. А.А. Болдырева. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1977. -195 с.
15. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L. at all. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193, N 1. - P.265-275.
16. Loevinger R., Budinger T.F., Watson E.E. MIRD primer for absorbed dose calculations // New York: Society of Nuclear Medicine. - 1991. - 4р.
17. Владимиров Ю.А., Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран. - М.: Наука, 1980. - 320с.
18. Harris R.A. Studies on the fluorescence and binding of 8-anilino-1-naphthalene sulfonate by submitochondrial particles // Arch. of Biochem. and Bioph. - 1971. -Vol.147. - P.436-445.
19. Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеток, мембран и липопротеидов. -М.: Наука, 1989. - 277с.
20. Литвинов И.С., Образцов В.В. Изучение вязкости свободных и связанных с белком липидов в мембранах // Биофизика. - 1982. - Т. XXVII, № 1. - С.81-86.
21. Демченко А.П. Люминесценция и данамика структуры белков. - K.: Шук. Думка, 19SS. - 2S0a
22. Хижняк С.В., Ващенко І.В., Бублик А.А. та ін. Вплив сублетальних доз іонізуючої радіації на структурно-динамічні властивості білкових молекул апікальної мембрани ентероцитів // Вісник K^^B^ro університету імені Тараса Шевченка. Сер. Біологія. -1999. - Bип.29. - С.21-23.
23. Лактович Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии. -M.: M^, 19S6. - 236 с.
24. Алфимова Е.Я., Лихтенштейн Г.И. Флуоресцентное исследование переноса энергии, как метод изучения структуры белков / Е.Я. Aлфимова, // Итоги науки и техники. Mолекулярная биология. ТД Ч.2. -M.: ВЖИТИ, 1976. - С.127.
25. Шустанова Т.А., Милютина Н.П., Бондаренко Т.И. Влияние дельта-сон индуцирующего пептида на структурное состояние и поверхностный заряд мембран эритроцитов крыс в норме и при холодовом стрессе в опытах in vivo и in vitro // Биологические мембраны. - 2001. - T1S, № 5. - С 375-3S1.
26. Фоменко Б.С., Длимбетова Г.К., Акоев И.Г. Индуктивно-резонанснный перенос энергии между хромофорами, локализированными в разных участках облученных и необлученных теней эитроцитов // Радиобиология. - 19S5. - TXXV, № 1.
- С.12-15.
27. Хижняк С.В., Степанова Л.І., Ромась І.І. та ін. Використання флуоресцентних зондів для оцінки розмірів апікальної мембрани ентероциттів після дії іонізувальної радіації // Укр. радіол. журнал. - 199S.
- Т.6, № 2. - С.209-211.
2S. Кучеренко М.Є., Бабенюк Ю.Д., Войціцький В.М. Сучасні методи біохімічних досліджень -K.: Фітосоціоцентр, 2001. - 424c.
29. Лебедь О.И., Жирнов В.В., Жила В.А. Структурные изменения в мембранах пролиферирующих лейкоцитов а-41 под действием низких доз ионизирующей радиации //Укр. биохим.журнал. -1997. - Т.69, №5-6. - С.91-97.
30. Шамсутдинова Г.Т. Структурно-функциональные изменения ядерной оболочки печени эмбрионов у облученных крыс: дис. ... кандидата біол. наук. -Т., 1991.-132с.
31. Кучеренко М.Є., Хижняк С.В., Векслярський Р.З. та ін. Ентероцити тонкої кишки та радіація. - Km^: Фітосоціоцентр, 2003. - 176 с.
32. Прищеп С.Г., Герасимович Н.В., Буланова К.Я., Милютин А. А. Влияние ионизирующего излучения в малых дозах на физико-химические характеристики мембран лимфоцитов периферической крови крыс // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2000. -Т. 40, № 2. - С. 154-159.
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ В СВЕРХМАЛЫХ ДОЗАХ
Войцицкий В.М., Хижняк С.В., Жирнов В.В., Лапоша Е.А.
В настоящей работе исследовано структурную организацию мембран эритроцитов человека при действии ионизирующей радиации (P-излучения 14С-лейцина) in vitro в сверхмалых дозах 10-7 - 10-5 Гр. Установлено перестройки поверхностного слоя мембран эритроцитов, изменения структурной упорядоченности ее липидной компоненты и конформационные изменения белковых молекул и пространственной организации белок-липидных комплексов, что выявляются только при нахождении мембран в радиационном поле. Полученные результаты характеризуют ответ плазматической мембраны эритроцитов на действие сверхмалых доз ионизирующей радиации, которая реализуется через макромолекулярные структурные перестройки.
Ключевые слова: мембраны эритроцитов, сверхмалые дозы, p-излучение, пирен, АНС, флуоресценция.
THE STRUCTURAL ORGANIZATION OF ERYTHROCYTE MEMBRANES AT THE ACTION OF IONIZING RADIATION AT LOW DOSES
Voitsitsky V.M., Hizhnyak S.V., Zhirnov V. V., Laposha E.A.
The structural organization of erythrocyte membranes by the influence of ionizing radiation (P - radiation of ^-leucine) in vitro at ultralow doses 10-7-10-5 Gr was researched. The rebuilding of surface sites of the erythrocyte membranes, the changes of the structural order of the membranes lipid component and conformation changes of protein molecules and the space organization of protein-lipid complexes, which are appeared at the arrangement of membranes in radiation field only were founded. The received results show radiosensivity of cells membranes in experiments in vitro at the influence of ionizing radiation at ultralow doses that can influence on they functionary.
Key words: erythrocyte membranes, ultralow doses, pyrene, ANS, fluorescence.
