Научная статья на тему 'ВОПРОСУ О ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ БИОСИНТЕЗА КОФЕРМЕНТНОЙ ФОРМЫ ВИТАМИНА В1 В ГОЛОВНОМ МОЗГ'

ВОПРОСУ О ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ БИОСИНТЕЗА КОФЕРМЕНТНОЙ ФОРМЫ ВИТАМИНА В1 В ГОЛОВНОМ МОЗГ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
тиаминкиназа / тиаминдифосфат / мозг / гормональная регуляция / thiamine kinase / thiamine diphosphate / a brain / the hormonal regulation

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Черникевич И.П., Костеневич Н.Н., Баум В.В.

Гормональной регуляции принадлежит чрезвычайно важная роль как в поддержании гомеостаза, так и в адаптации обменных процессов к изменениям внутренней или внешней среды организма. Большинство проявлений гормональной регуляции связано с функцией ферментов, активность и количество которых изменяется посредством действия гормонов. В статье представлены результаты исследования возможности гормонального регулирования скорости образования коферментной формы витамина В1 в клетках головного мозга. Наличие гормональной составляющей анализировали в ситуацияхin vitro иin vivo. In vitro опыты выполнены с использованием гомогенной тиаминкиназы из мозга свиньи. Получены доказательства образования лабильного гормон-ферментного комплекса гидрокортизон-тиаминкиназа. Ассоциация вызвана возникновением водородных и гидрофобных связей и не сопровождается нарушением конформации белка. Молекулярно-кинетические свойства фермента в составе комплекса существенно не изменены, однако увеличивается время полужизни глобулы. Инсулин не связывается с тиаминкиназой и не влияет на скорость катализа. Отсутствие гормональной составляющей в биосинтезе тиаминдифосфата прослеживается и в опытахin vivo. В течение первых ча-сов после введения избытка витамина подопытным животным скорость образования кофермента во всех сравниваемых группах практически одинакова и не определяется исходным уровнем гормонов в ткани. Напротив, процесс дефосфорилирования протекает строго в рамках гормонозависимой динамики, подтверждая постулат о роли некоферментных В1-реакций в анаэробном производстве энергии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TO THE QUESTION OF THE HORMONAL REGULATION OF BIOSYNTHESIS OF THE COENZYMATIC FORM OF VITAMIN B1IN THE BRAIN

Hormonal regulation has an extremely important role in maintaining of homeostasis and in adapting of the metabolic processes to changes in the internal or external environment of the organism. Most manifestations of hormonal regulation are associated with the function of enzymes, the activity and amount of which is changed through the action of hormones. The article presents the results of a study of the possibility of hormonal regulation of the rate of formation of the co-enzyme form of vitamin B1in the brain's cells. The presence of the hormonal component was analyzedin vitro and in vivo situations. In vitro, experiments were performed using homogeneous thiamine kinase from the pig's brain. Arguments of the formation of a labile hormone-enzyme complex hydrocortisone-thiamine kinase were obtained. The association is caused by the occurrence of the hydrogen and hydrophobic bonds and is not accompanied by a violation of the protein conformation. The molecular kinetic properties of the enzyme are not changed in the complex significantly, but the half-life of a globule increases. An insulin does not bind to thiamine kinase and does not affect the rate of catalysis. The absence of a hormonal component in the biosynthesis of thiamine diphosphate is also observed in the experiments in vivo. Within the first hours after the administration of excess vitamin to test animals, the rate of coenzyme formation in all compared groups is substantially the same and is not determined by the baseline level of hormones in the tissue. On the contrary, the dephosphorylation process proceeds strictly within the framework of hormonedependent dynamics, confirming the postulate about the role of non-enzymatic B1reactions in anaerobic energy production

Текст научной работы на тему «ВОПРОСУ О ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ БИОСИНТЕЗА КОФЕРМЕНТНОЙ ФОРМЫ ВИТАМИНА В1 В ГОЛОВНОМ МОЗГ»

УДК 577.164.11:612.453.018.2

И.П. ЧЕРНИКЕВИЧ, д-р хим. наук, профессор, профессор кафедры общей и биоорганической химии1

Н.Н. КОСТЕНЕВИЧ

старший преподаватель кафедры общей и биоорганической химии 1 'Гродненский государственный медицинский университет, г. Гродно, Республика Беларусь

В.В. БАУМ

врач анестезиолог

1134 Военный клинический медицинский центр Вооруженных сил, г. Гродно, Республика Беларусь

Статья поступила 15 апреля 2024 г.

К ВОПРОСУ О ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ БИОСИНТЕЗА КОФЕРМЕНТНОЙ ФОРМЫ ВИТАМИНА В1 В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ

Гормональной регуляции принадлежит чрезвычайно важная роль как в поддержании гомеостаза, так и в адаптации обменных процессов к изменениям внутренней или внешней среды организма. Большинство проявлений гормональной регуляции связано с функцией ферментов, активность и количество которых изменяется посредством действия гормонов.

В статье представлены результаты исследования возможности гормонального регулирования скорости образования коферментной формы витамина В1 в клетках головного мозга. Наличие гормональной составляющей анализировали в ситуациях in vitro и in vivo. In vitro опыты выполнены с использованием гомогенной тиаминкиназы из мозга свиньи. Получены доказательства образования лабильного гормон-ферментного комплекса гидрокортизон-тиаминкиназа. Ассоциация вызвана возникновением водородных и гидрофобных связей и не сопровождается нарушением конформации белка. Молекулярно-кинетические свойства фермента в составе комплекса существенно не изменены, однако увеличивается время полужизни глобулы. Инсулин не связывается с тиаминкиназой и не влияет на скорость катализа. Отсутствие гормональной составляющей в биосинтезе тиаминдифосфата прослеживается и в опытах in vivo. В течение первых часов после введения избытка витамина подопытным животным скорость образования кофер-мента во всех сравниваемых группах практически одинакова и не определяется исходным уровнем гормонов в ткани. Напротив, процесс дефосфорилирования протекает строго в рамках гормоно-зависимой динамики, подтверждая постулат о роли некоферментных В1-реакций в анаэробном производстве энергии.

Ключевые слова: тиаминкиназа, тиаминдифосфат, мозг, гормональная регуляция.

CHERNIKEVICH I.P., Doctor of Chemistry Sc., Professor, Professor at the Department of General and Bioorganic Chemistry1

KOSTENEVICH N.N., Senior Lecturer at the Department of General and Bioorganic Chemistry1 1Grodno State Medical University, Republic of Belarus BAUM V.V., Anesthesiologist

1134 Military Clinical Medical Center of the Armed Forces, Grodno, Republic of Belarus

TO THE QUESTION OF THE HORMONAL REGULATION OF BIOSYNTHESIS OF THE COENZYMATIC FORM OF VITAMIN B1 IN THE BRAIN

Hormonal regulation has an extremely important role in maintaining of homeostasis and in adapting of the metabolic processes to changes in the internal or external environment of the organism. Most manifestations of hormonal regulation are associated with the function of enzymes, the activity and amount of which is changed through the action of hormones.

The article presents the results of a study of the possibility of hormonal regulation of the rate offormation of the co-enzyme form of vitamin B1 in the brain's cells.

The presence of the hormonal component was analyzed in vitro and in vivo situations. In vitro, experiments were performed using homogeneous thiamine kinase from the pig's brain. Arguments of the formation of a labile hormone-enzyme complex hydrocortisone-thiamine kinase were obtained. The association is caused by the occurrence of the hydrogen and hydrophobic bonds and is not accompanied by a violation of the protein conformation. The molecular kinetic properties of the enzyme are not changed in the complex significantly, but the half-life of a globule increases. An insulin does not bind to thiamine kinase and does not affect the rate of catalysis. The absence of a hormonal component in the biosynthesis of thiamine diphosphate is also observed in the experiments in vivo. Within the first hours after the administration of excess vitamin to test animals, the rate of coenzyme formation in all compared groups is substantially the same and is not determined by the baseline level of hormones in the tissue. On the contrary, the dephosphorylation process proceeds strictly within the framework of hormone-dependent dynamics, confirming the postulate about the role of non-enzymatic B1 reactions in anaerobic energy production.

Keywords: thiamine kinase, thiamine diphosphate, a brain, the hormonal regulation.

Введение. Хорошо известно, что необходимой предпосылкой проявления специфического действия тиамина (витамина В1) на уровне почти 40 описанных на сегодня В^ зависимых ферментов (www.brenda-enzymes.org) является состояние гиповитаминоза, т.е. дефицита тиаминдифосфата (ТДФ) как кофермента. Его введение в случае недостаточности через стимуляцию окисления субстратов в пируват- и а-кетоглутаратдегидрогеназных реакциях цикла трикарбоновых кислот будет усиливать генерацию энергии, а через транскетолазу -контролировать синтез рибозо-5-фосфата и восстановительных эквивалентов в пентозо-фосфатном пути, необходимых для удовлетворения пластических нужд организма, что целесообразно при сахарном диабете, ацидозах иного происхождения, инсулиновом шоке, заболеваниях сердца (недостаточности коронарного кровообращения, инфаркте миокарда), легких формах рассеянного склероза, врожденных патологиях, когда нарушено фосфорилирование витамина или когда резко активированы процессы энергопотребления или пластики [1].

Успехи последних лет в выяснении неко-ферментных функций тиамина (тиаминмоно-и трифосфатов) в метаболических процессах еще более расширили реальный спектр ис-

пользования В1 в лечении нарушений, в этиологии которых важная роль отводится стрессорным факторам. К тиамину все чаще прибегают в случае комплексной терапии снятия болевых синдромов, метаболической терапии полинейропатии, синдрома диабетической стопы, патогенетической коррекции эпигенетических механизмов развития дисфункции эндотелия, комплексном лечении радикулопатии. Наноструктурированный тиамин и его производные находят применение при производстве функционально важных продуктов питания - хлеба, мороженого. Причем в силу возрастания агрессивности среды обитания, из-за манифестации экологического, экономического и социального кризисов, рекомендуемые профилактические дозы витамина, способные оказать выраженный терапевтический эффект, как правило, превышают суточную потребность человека (1-2 мг) в несколько раз [2,3].

Сравнительный анализ интенсивности метаболических процессов биосинтеза и деградации фосфорных эфиров тиамина позволяет полагать, что реализация лечебных эффектов повышенных концентраций витамина будет осуществляться путём активации функциональной активности фосфатаз, скорость оборачиваемости которых в каталитическом акте на порядок и более превышает скорость обо-

рачиваемости тиаминкиназ [1,4]. Быстробо-рачиваемые ферменты находятся под сложным регуляторным контролем - витамин изначально действует на конкретный эндокринный орган, гормоны которого посредством активации или ингибирования белков-ферментов обуславливают конечный метаболический эффект. Такое мнение согласуется с данными работы [5], где авторы показали, что из-за высокой каталитической активности гидролитических фосфатаз многократные инъекции тиамина не приводят ни к сверхпродукции Bi-зависимых белковых молекул, ни к их быстрому восстановлению до уровня нормы.

Гормональная регуляция характерна не только для быстрооборачиваемых гидролаз, но и для многочисленных ферментов анаболических процессов, в частности трансфераз (киназ), расположенных зачастую в местах разветвления метаболических путей и контролирующих интенсивность биохимических потоков в клетке [6]. Биосинтез ТДФ катализируется тиаминкиназой, ключевым ферментом обмена витамина, лимитирующим скорость его трансформации до физиологически активных производных, и его регуляция на субклеточном или нервно-гормональном уровнях вполне правомочна. Такие ферменты обеспечивают строгую последовательность каталитических процессов и в этой связи представляют интерес как мишени для воздействия биологических веществ и лекарственных агентов.

Цель настоящего исследования - выяснение возможности гормонального регулирования скорости образования тиаминдифосфа-та в клетках головного мозга.

Материалы и методы исследований. В работе использовали выделенный нами лио-филизированный препарат гомогенной тиа-минкиназы (КФ 2.7.6.2) головного мозга свиньи [4], инсулин («Calbiochem», США) и гидрокортизонацетат («Richter», Венгрия). Остальные реактивы («Реахим», Россия).

Вопросы гормональной регуляции биосинтеза ТДФ проанализированы в ситуациях in vitro и in vivo. В опытах in vitro 12 мг лио-филизированного препарата гомогенной тиа-минкиназы растворяли в 0,5 мл 0,02 М трис-HCI буфера рН 7,4 и инкубировали со 150 мкг гидрокортизонацетата или 200 мкг инсулина в течении 30 мин при 4°С. Разделение

компонентов осуществляли при этой же температуре на колонке с сефадексом G-100 диаметром 1 см и высотой слоя 30 см. Элю-цию вели 0,02 М трис-HCI буфером рН 7,4, со скоростью 0,2 мл в мин, собирая фракции по 2,5 мл. Содержание киназы определяли по методу Брэдфорда, гидрокортизона - спек-трофотометрически при 250 нм после предварительного осаждения белка 10%-ной ТХУ.

In vivo исследования выполнены на крысах-самцах массой 200-220 г. Концентрацию ТДФ в мозге интактных, адреналэктомиро-ванных или панкреатэктомированных животных и получавших гидрокортизон (1,25 мг/100 г) или инсулин (1 мг/100 г) измеряли в различные промежутки времени после однократной инъекции тиамина в дозе 20 мг/100 г. Гиперкортицизм создавали моделируя острый стресс подкожным введением 1 мл скипидара за 1 ч до забоя, на фоне предварительного хронического раздражения звуком и светом в течении семи суток, или же 7-дневным парентеральным введением гидрокортизона (контрольные животные в адекватном режиме получали по 0,3 мл физраствора). Гипокортицизм вызывали удаляя надпочечники [7], гипоинсулинизм - поджелудочную железу (контролем служили лож-нооперированные крысы). Гормональные эффекты оценивали на 8-ые сутки через час после однократной инъекции витамина.

Забор образцов осуществлялся под тио-пенталовым наркозом сразу после декапита-ции. Извлеченный материал немедленно замораживали и хранили в жидком азоте.

Постановка исследования с использованием лабораторных животных соответствовала рекомендациям Конвенции Совета Европы по охране позвоночных, используемых в экспериментальных и других научных целях (European Convention for the Protection of Vertebrate Animals for Experimental and other Scientific Purposes: Strasbourg, Council of Europe, 51 pp; 18.03.1986). Директиве Совета ЕЭС от 24.11.1986 (Council Directive on the Approximation of Laws, Regulations and Administrative Provisions of the Member States Regarding the Protection of Animal used for Experimental and Other Scientific Purposes) и рекомендациям FELASA Working Group Report (1994-1996), ТКП 125-2008 [8].

Скорость тиаминкиназной реакции регистрировали по наработке ТДФ. Реакционная смесь в своем составе содержала 2 мкМ тиамина, 2 мМ АТФ, 10 мМ MgSO4, 0,02 М трис-HCI буфера pH 8,6 и 100-200 мкг фермента в общем объеме 1 мл. В качестве контроля применяли те же ингредиенты, к которым добавляли 100-200 мкг изначально денатурированного белка. Удельную активность выражали в нмоль ТДФ, образовавшегося за 1 ч при 37°С в расчете на 1 мг киназы. Уровень ТДФ определяли с использованием высокоселективной системы апопируватдекар-боксилаза-алкогольдегидрогеназа. Реакцию запускали пируватом. О содержании ТДФ судили по изменению оптической плотности НАДН во времени при 340 нм за счет убыли его количества в пробе в процессе восстановления ацетальдегида, образовавшегося при декарбоксилировании пирувата до этилового спирта. Экспериментальные данные обрабатывали статистически с вычислением средних арифметических (М), среднеквадратиче-ских отклонений (SD) и квадратических ошибок репрезентативности средних арифметических (SEM). Для оценки достоверности разности средних величин применяли t-критерий Стъюдента. Все расчеты проводились с использованием программы GraphPad Prism 5.0.

Результаты исследований и их обсуждение. Гормональной регуляции принадлежит важная роль в поддержании гомеостаза и в адаптации обменных процессов к изменениям внутренней или внешней среды организма. Большинство проявлений гормональной регуляции связано с функцией ферментов, активность и количество которых изме-

няется посредством действия гормонов. Проведенный нами хроматографический анализ смеси гидрокортизона коры надпочечников и гомогенной тиаминкиназы мозга после их предварительной инкубации in vitro свидетельствует о лабильном связывании гормона с ферментным белком. Как следует из рисунка 1, в элюатах первых двенадцати фракций не фиксируется ни один из исходных компонентов смеси. В последующих четырёх - обнаруживается белок и гидрокортизон. При дальнейшей элюции регистрируется только низкомолекулярный глюкокортикоид. Внесение в среду инкубации неионного детергента 0,05% тритона Х-100, липофильные цепи которого взаимодействуя с гидрофобными поверхностями белка вытесняют его из комплекса, или 6 М мочевины, расщепляющей формирующиеся водородные связи, исключает связывание.

Комплексообразование с гидрокортизоном не затрагивает участки каталитического центра энзима и не влияет на конформацион-ное состояние глобулы. Определение ферментативной активности тиаминкиназы в элюате 14-ой фракции (рисунок 1) показало, что при расчёте на единицу белка она равна исходной активности (таблица). Остаются неизменными в составе комплекса и другие молекулярно-кинетические показатели фермента. Однако устойчивость макромолекулы во времени увеличивается с 2-3 до 5-6 суток. Можно полагать, что те участки и функциональные группы, которые ответственны за связывание с гидрокортизоном, определяют ассоциацию нативной тиаминкиназы и на мембранных структурах головного мозга.

Рисунок 1. - Связывание тиаминкиназы мозга с гидрокортизоном. Сплошная линия (1) - энзим, пунктирная (2) - гидрокортизон. Здесь и на рисунок 2 по оси абсцисс - номера фракций (п=6)

Рисунок 2. - Связывание тиаминкиназы мозга с инсулином. Сплошная линия (1) - энзим, пунктирная (2) - инсулин (п=6)

Таблица - Сравнение характеристик и кинетических параметров исходной мембрано-ассоциированной тиаминкиназы из мозга свиньи и в составе комплекса: 37°С, 10 мМ трис-НС1 буфер рН 8,6 (М ± 8Б, п=6)

Параметр Фермент до инкубации Фермент в составе комплекса

Умакс., Мс-1 2,82 ± 0,04 2,76 ± 0,03

к кат., 10-1, с-1 0,87 ± 0,03 0,84 ± 0,02

Активность, нмольч1- мг1 489 ± 6,7 473 ± 8,1

Кт для тиамина • 10 , М 0,72 ± 0,05 0,57 ± 0,06

Кт для комплекса М§- АТФ-2 10-4, М 8,3 ± 0,3 8,0 ± 0,4

К для Mg2+• 10-4, М 4,0 ± 0,2 3,9 ± 0,1

Оптимум рН 8,6 8,6

Устойчивость при 4°С, сут 2 - 3 5 - 6

Примечание - р > 0,1

В свете многочисленных фактов инсули-ноподобного действия тиамина на обмен веществ [5, 9] вероятность гормонального опосредования его витаминных эффектов на уровне реакций синтеза фосфатов В1 казалась весьма правдоподобной. Анализируя механизм молекулярного действия инсулина на ферментные системы на примере гексокина-зы дрожжей ранее было постулировано [10],

что гормональный контроль скорости ферментативных процессов проявляется в том случае, если контактирующий с инсулином белок содержит свободные сульфгидрильные группы, определяющие его конформацию, и обладает четвертичной структурой с подвижными субъединицами. Это способствует формированию продуктивного гормон-ферментного комплекса путём замыкания дисульфидного мостика между свободной сульфгидрильной группой белковой молекулы и дисульфидной связью гормона:

s

белок — SH - инсулин —> белок — S — S — инсулин.

S

Тиаминкиназа головного мозга содержит две свободные, не задействованные в каталитическом акте, тиольные группы, не имеет стабилизирующих молекулу S - S cвязей и характеризуется олигомерным строением с двумя идентичными полимерными цепями с молекулярной массой 26 кДа [11]. Выполненные нами исследования по изучению связывания фермента с инсулином в условиях in vitro (рисунок 2) не привели к комплексооб-разованию. Прослеживающийся незначи-

тельный подъём пика во фракции номер 15 находится в пределах ошибки эксперимента. Аналогично, не обнаружены позже авторами постулата гормон-ферментные комплексы и в молекулярных системах инсулина с альдола-зой и гемоглобином, белками со свободными SH-группами и подвижными четвертичными структурами.

Предварительные опыты с внесением в среду тиаминкиназной реакции аликвот эк-загенного инсулина также показали, что гормон в условиях in vitro не влияет на скорость фосфорилирования тиамина. Причем конечный результат не зависит от количества добавленного компонента.

В отношении механизма действия инсулина принципиален вопрос - проникает ли инсулин в клетки или же действие его основано на взаимодействии гормона с клеточными мембранами. Считается, что в отличие от липофильных гормонов (стероидные, ти-реоидные гормоны, ретиноевая кислота) инсулин непосредственно не диффундирует через мембраны [12]. Однако относительно низкая молекулярная масса гормонального белка (6700 Да), его существование в виде нескольких форм в крови, при одновременно высокой концентрации участков связывания со специфическими рецепторами на поверхности мембран (клетка содержит до 10000 рецепторов с константой связывания порядка 10"10 М-1) [13], постоянно требовало осторожности при интерпретации путей гормональной регуляции биохимических процессов [6, 14]. На настоящий момент выяснен механизм проницаемости инсулина и показано, что гормон изначально связывается со специфи-

ческим гликопротеиновым рецептором, который содержит множество гликозильных остатков на поверхности клетки-мишени, вызывает изменение конформации рецептора, после чего гормон-рецепторный комплекс путём эндоцитоза проникает в цитозоль, распадается и внутри клетки генерируется аналитический сигнал [15]. Описанный процесс предопределяет возможность прямого взаимодействия инсулина с цитозольными или ассоциированными на внутренней поверхности мембраны ферментами.

Тем не менее, экстраполяция наших результатов на ситуацию in vivo затруднена ввиду традиционных возражений о нефизио-логичности подобных опытов. Поэтому данные, полученный в эксперименте in vitro, требуют хотя бы косвенного подтверждения опытами in vivo. На наш взгляд существует хорошая возможность для такой проверки. Известно [5], что после однократного введения большой дозы тиамина в тканях животных уровень ТДФ вначале быстро увеличивается, а затем начинает снижаться. Если принять, что темп нарастания содержания кофермента в мозге соответствует скорости его биосинтеза, то измеряя тканевую концентрацию ТДФ через определенные промежутки времени, после нагрузки витамином, можно составить представление об активности его новообразования. Из этих же соображений скорость последующей нормализации уровня кофермента будет говорить об интенсификации работы ферментов его расщепляющих.

Таким образом, при анализе динамики изменения тканевого содержания кофермента

Рисунок 3. - Содержание ТДФ (мкмоль/кг ткани) в мозге интактных (1), адреналэктомированных (2) и получавших гидрокортизон (3) крыс через различные промежутки времени после однократного введения тиамина. По оси абсцисс - время, ч

во времени, после насыщения субстратами ферментных систем осуществляющих его биосинтез и деградацию, информативность регистрируемых измерений будет высока, так как по наклону восходящей и нисходящей ветвей концентрационной кривой в координатах уровень: время можно прямо, в сравнительном аспекте, судить о реалиях процессов генерации и расщепления ТДФ в условиях in vivo. Результаты периодических изменений концентрации ТДФ в мозге крыс после однократного подкожного введения 200 мг/кг тиамина животным с различным гормональным фоном приведены на рисунке 3. Из полученных данных видно, что в течении первых часов опыта, когда тканевой уровень кофер-мента после введения избытка предшественника начинает резко увеличиваться, скорость набора высоты эффекта во всех сравниваемых группах практически одинакова и, следовательно, не зависит от исходного содержания гидрокортизона.

В то же время снижение (нормализация) уровня ТДФ после первичного увеличения концентрации кофермента, вызванного витаминной нагрузкой, протекает строго в рамках стероидзависимой динамики. Начиная со второго часа и во все последующие сроки опыта содержание ТДФ в мозге адреналэк-томированных крыс оказывается выше, а у получавших гидрокортизон - ниже, чем у интактных животных.

Поскольку заметное отставание скорости убыли ТДФ имеет место на фоне гипокорти-цизма, а ускорение нормализации - при ги-перкортицизме, можно предположить,

Рисунок 4. - Содержание ТДФ (мкмоль/кг ткани) в мозге интактных (1), панкреатэктомированных (2) и получавших инсулин (3) крыс через различные промежутки времени после однократного введения тиамина. По оси абсцисс - время, ч

что кортикостероиды стимулируют процессы тканевой «уборки» излишков кофер-мента, т.е. увеличивают активность гидроли-зующих его ферментов.

Таким образом, по совокупности полученных результатов, очевидно, можно заключить, что гормоны коры надпочечников не влияют на биосинтез кофермента, но способны контролировать его расщепление в мозге. Из рисунка 4, где приведены результаты измерения содержания ТДФ в первые часы после витаминной нагрузки, аналогично, как и из рисунка 3, следует, что нарастание уровня кофермента в мозге интактных, пан-креатэктомированных (после удаления поджелудочной железы) и получавших инсулин крыс осуществляется примерно в одинаковом темпе.

Последнее свидетельствует об отсутствии существенных различий интенсивности биосинтеза кофермента в принятых условиях. Вместе с тем начиная со второго часа опыта, когда пик содержания ТДФ в мозге после достижения максимума идет на убыль, выявляется заметное отставание в скорости развития событий у интактных животных по сравнению с пакреатэктомированными и у крыс, получавших инсулин, по сравнению с ин-тактными. Учитывая, что убыль кофермента в этот период определяется преобладанием его расщепления, то по активности данного процесса сравниваемые группы, очевидно, можно расположить в следующем порядке: гипоинсулинизм > контроль (интактные) > гиперинсулинизм. Такая градация поддерживает мнение о торможении инсулином реакций ферментативного дефосфорилирования ТДФ в мозге и по своему содержанию фактически совпадает с выводами [5] о гормональном контроле расщепления кофермента, но не его биосинтеза.

Заключение. Взаимодействие в молекулярной системе гидрокортизон-мембрано-ассоциированная тиаминкиназа головного мозга стабилизирует молекулу белка не влияя на её конформационное состояние и каталитическую активность. Гормоны коры надпочечников и поджелудочной железы непосредственно не участвуют в контроле биосинтеза коферментной формы витамина В1, но способны регулировать её расщепле-

ние, характеризуясь реципрокностью действия.

Список литературы

1. Макарчиков, А. Ф. Тиаминтрифосфат: новый взгляд на некоферментную функцию витамина В1 / А. Ф.Макарчиков. - Минск : Беларуская наука, 2008. - 430 с.

2. Аткинс, Р. Биодобавки доктора Аткинса: природная альтернатива лекарствам при лечении и профилактике болезней / Р. Аткинс. - М.: Ринол Классик, 2000. - 474 с.

3. Громова, О. А. Клиническая фармакология тиамина и бенфотиамина: «старые» показания - новые обоснования молекулярного действия в норме и при некоторых заболеваниях / О. А. Громова // Репродуктивное здоровье детей и подростков. -2008. - №1. - С.59-76.

4. Костеневич, Н. Н. Кинетический анализ тиаминкиназ из пивных дрожжей и головного мозга свиньи / Н. Н.Костеневич, И. П.Черникевич // Сборник статей Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Института биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси. - Минск : ИВЦ «Минфина», 2021. - С.251-258.

5. Виноградов, В. В. Некоферментная витаминология / В. В. Виноградов. - Гродно, 2000. - 535 с.

6. Протасова, Т. Н. Гормональная регуляция активности ферментов / Т. Н. Протасова. -М.: Медицина, 1975. - 286 с.

7. Киршенблат, Я. Д. Практикум по эндокринологии / Я. Д.Киршенблат. - М.: «Высшая школа», 1969. - С.77.

8. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes (Electronic resource) // Council of Europe. - Mode of access: http: // conventions.coe.int / Trety / en / Treaties / Html / 123. Htm. - Date of access: 10.11.2018.

9. Алешин, В. А. Механизмы некофермент-ного действия тиамина: белковые мишени и медицинское значение / В. А. Алешин, Г. В. Мкртчян, В. И. Буник // Биохимия. -2019. - Т. 84, №8. - С.1051-1075.

10. Ильин, В. С. Гормон-ферментный комплекс инсулин - гексокиназа / В. С. Ильин,

Г. В. Титова // Биохимия. - 1965. - Т.30, №6. - С.1251-1256.

11. Черникевич, И. П. Роль сульфгидрильных групп в проявлении ферментативной активности тиаминкиназы головного мозга свиньи / И. П. Черникевич, М.Ю. Вавре-нюк, К. В. Болтромеюк // Журн. Гродн. гос. мед. ун-та. - 2016. - №3. - С.108-112.

12. Мецлер, Д. Биохимия / Д.Мецлер. - М.: Мир, 1980. - Т. 1 - 407 с.

13. Овчинников, Ю. А. Биоорганическая химия / Ю. А. Овчинников. - М.: Просвещение, 1987. - 815 с.

14. Основы биохимии ; под ред. проф. А. А. Анисимова. - М.: Высшая школа, 1986. -551 с.

15. Чиркин, А. А. Биологическая химия / А. А.Чиркин, Е. О. Данченко, - Минск : Вышэйшая школа, 2017. - 431 с.

References

1. Makarchikov A.F. Tiamintrifosfat: novyj vzglyad na nekofermentnuyu funkciyu vitamina Bj. [Thiamine triphosphate: a new look at the non-coenzymatic function of vitamin Bi]. Minsk, Belorusskaya nauka, 2008. 430 p. (in Russian)

2. Atkins R. Biodobavki doctora Atkinsa: prirodnaya alternativa lekarstvam pri lechenii i profilaktike bolezney. [Bioadditives of Dr. Atkins: a natural alternative to drugs in the treatment and prevention of diseases]. Мoscow, Rinol Klassic, 2000. 474 p. (in Russian)

3. Gromova O.A. Klinicheskaya farmocologiya tiamina i benfotiamina: «starye» pokazaniya

- novye obosnovaniya molecularnogo dejstviya v norme i pri nekotoryh zabolevaniyah. [Clinical pharmacology of thiamine and benfotiamine: "old" indications

- new substantiations of molecular action in the norm and in some diseases]. Reproductivnoe zdorovye detejj i podrostkov, 2008, vol.1, pp. 59-76. (in Russian)

4. Kostenevich NN. Kineticheskij analiz tiaminkinaz iz pivnyh drozhzhej i golovnogo mozga svinji [Kinetic analysis of thiaminkinases from brewer's yeast and pig's brain]. Sbornik statej mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyaschennoj 50-letiyu Instituta biohimii biologicheski aktivnyh soedinenij NAN

Belarusi. Minsk, ICC «Minfina», 2021, pp. 251-258. (in Russian)

5. Vinogradov V.V. Nekofermentnaya vitaminologiya: monografiya. [Non-coenzymatic vitaminology: monograph]. Grodno, 2000. 535 p. (in Russian)

6. Protasova T.N. Gormonalnaya regulyatsiya aktivnosti fermentov. [The gormonal regulation of the activities of enzymes]. Moscow, Medicina, 1975. 286 p. (in Russian)

7. Kirshenblat Y.D. Praktikum po endokrinologii [Workshop on endocrinology]. Moscow, Vysshaya shkola, 1969. 77 p. (in Russian).

8. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes (Electronic resource) // Council of Europe. - Mode of access: http: // conventions.coe.int / Trety / en / Treaties / Html / 123. Htm. - Date of access: 10.11.2018.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Aleshin V.A. Mehanismy nekofermentnogo dejstviya tiamina: belkovye misheni i medicinskoe znachenie. [Mechanisms of non-coenzymatic action of thiamine: protein targets and medical significance]. Biohimiya, 2019, vol. 84, no. 8, pp. 1051-1075. (in Russian)

10. Iljin V.S. Gormon-fermentnyj kompleks insulin-geksokinaza. [Hormone-enzyme complex insulin - hexokinase]. Biohimiya, 1965, vol. 30, no. 6, pp. 1251-1256. (in Russian)

11. Chernikevich I.P. Rol sulfgidrilnyh grupp v proyavlenii fermentativnoj aktivnosti tiaminlinazy golovnogo mozga svinji. [Role of sulfhydryl groups in the manifestation of enzymatic activity of thiamine kinase from pig's brain]. Jurn. Grodn. gos. med. un-ta.

2016, vol. 3. pp. 108-112. (in Russian)

12. Metsler D. Biohimiya. [Biochemistry]. Moscow, Mir, 1980, vol. 1. 407 p. (in Russian).

13. Ovchinnikov U.A. Bioorganicheskaya himiya. [Bioorganic chemistry]. Moscow, Prosvescheniye, 1987. 815 p. (in Russian)

14. Anisimov A.A. Osnovy biohimii. [Bases of biochemistry]. Ed. Anisimov A.A. Moscow, Vysshaya shkola, 1986. 551 p. (in Russian).

15. Chirkin A.A. Biologicheskaya himiya. [Biochemistry]. Minsk, Vyshejshaya shkola,

2017. 431 p. (in Russian)

Received 15 April 2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.