Главная


Agam Berry

Ускорение синтеза полиаминов

Практически в любом типе клеток млекопитающих инициации роста сопутствует индукция орнитин-декарбоксилазы. Ее активность, регулируемая ионами Са2+, становится заметной на ранней стадии фазы клеточного цикла.

Вследствие короткого времени полужизни этого фермента декарбоксилирование орнитина оказывается скорость-лимитирующим этапом в цепи синтеза полиаминов.

Путь синтеза полиаминов

Полиамины несут значительный положительный заряд и могут вытеснять такие катионы, как Са2+ и Mg2+, из различных мест связывания в клетке, в том числе из мембранных фосфолипидов. Поскольку в молекулах полиаминов имеются как гидрофобные участки, так и свободные аминогруппы, они способны вести себя подобно фенотиазинам (например, хлорпромазину) и некоторым местным анестезирующим средствам, также способным вытеснять Са2+ и активировать синтез фосфатидилинозитола de novo.

Лимфоциты барана часто используются для изучения активации внутриклеточных ферментов в тех случаях, когда требуется особенно большое количество клеток. Если лимфоциты барана простимулировать в течение 3 ч с помощью Кон А, то в следующие 6 ч у них будет наблюдаться резкое увеличение активностей S-аденозилметионин-декарбоксилазы и орнитин-декарбоксилазы, приводящее к синтезу и накоплению полиаминов путресцина, спермидина и спермина. Добавление Кон А в концентрациях, слишком больших для того, чтобы вызвать активацию, приводит к точно такому же раннему увеличению синтеза полиаминов, как и добавление его в митогенных концентрациях, однако лишь в последнем случае уровень более позднего синтеза полиаминов между 20 и 30 ч остается высоким. Когда вместе с Кон А, взятым в таких высокйх немитогенных дозах, добавляется еще и а-метилманнозид, сохраняются как высокая ферментативная активность между 20 и 30 ч, так и синтез ДНК между 48 и 72 ч.

Ингибирование S-аденозилметион-декарбоксилазы метилглиоксальбисгуа- нилгидразоном (МГБГ) предотвращает индуцируемое Кон А увеличение количества спермидина и спермина, что приводит к накоплению путресцина. Включение тимидина в ДНК при этом также ингибируется, а ускоренный синтез белка и РНК всех классов протекает нормально, как и изменения, наблюдаемые в процесеинге и накапливании РНК. Самое раннее повышение скорости синтеза РНК (через 6 ч в случае лимфоцитов крупного рогатого скота) всегда предшествует самому раннему увеличению содержания полиаминов (8—10 ч). При изучении работы двух ингибиторов, один из которых (а-метилорнитин, ингибитор синтеза всех трех полиаминов) действует на более ранней стадии, чем второй (Э-аденозил-[±2-метил]-метионин, ингибирующий лишь синтез спермина), оказалось, что оба они ингибируют синтез ДНК, но не РНК.

Все эти данные указывают на то, что по каким-то пока еще не известным причинам синтез спермина, особенно между 20 и 30 часами, по-видимому, необходим для перехода лимфоцитов из фазы G1 в фазу S; для синтеза РНК, однако, спермина не требуется. Было высказано предположение, что за функциональную активность анионных полиаминов могут быть ответственны Са2+связывающие свойства. Не исключено, что изменения в метаболизме РНК и изменения в синтезе полиаминов и ДНК представляют собой «параллельные ветви активационной программы», однако для такого утверждения необходимо доказать, что для синтеза полиаминов не требуется раннего синтеза РНК в критический период между 20 и 30 ч.