БИОХИМИЯ

УДК 577.15.04+577.3+591.39

Л. А. Симонян, А. А. Симонян, А. С. Маргарян, Р. Б. Бадалян

Сдвиги активности АТРаз в митохондриях мозга и печени белых крыс в
возрастном аспекте под влиянием обогащенного пролином полипептида
гипоталамуса

(Представлено академиком А.А.Галояном 3/VI 2004)

   Обогащенный пролином полипептид (ПБП), выделенный А.Галояном из нейросекреторных гранул гипоталамо-гипофизарной системы крупного рогатого скота [1], играет регулирующую роль в энергетическом метаболизме митохондрий [2,3]. В опытах in vitro под влиянием ПБП значительно стимулируется каталитическая активность Mg2+-зависимой АТРазы в интактных митохондриях мозга и печени белых крыс. Нами изучена роль этого полипептида в энергетическом обмене при некоторых патологических состояниях организма, в частности, при экспериментальном миокардите у кошек [2]. Целью настоящей работы явилось исследование воздействия ПБП на активность Mg2+-, Ca2+-, HCO3--зависимых АТРаз в интактных митохондриях мозга и печени у различных возрастных групп белых крыс. В опытах использовали 1- и 6-месячных белых беспородных крыс (30 животных). Ядерную фракцию из гомогенатов мозга и печени осаждали при 800 g в течение 10 мин. Митохондриальную фракцию мозга выделяли при 18000 g, печени - при 9000 g в течение 15 мин. Среда выделения митохондрий: 0.25 M сахарозы - 0.02 M трис-HCl буфера, pH 7.4. Активность АТРаз в изолированных митохондриях определяли по нарастанию неорганического фосфата в инкубационной среде следующего состава (2 мл): 1.6 мл 0.25 М сахарозы - 0.02 М трис HCl буфера, 0.2 мл суспензии митохондрий (содержащей 2-3 мг белка), 2 мМ АТР, растворенного в 0.2 М сахарозы (pH 7.4) и 1 мМ Mg2+, Ca2+ или 60 мМ HCO3-. Конечная концентрация добавленного ПБП - 10-9 М. Время инкубации смеси - 30 мин. Синтез ПБП был осуществлен в лаборатории Фетлера (Германия) [4].

Таблица 1
Сдвиги активности Mg2+-АТРазы (DP в мкатомах/мг белка/30мин)
митохондрий мозга и печени крыс в возрастном аспекте при добавлении ПБП
(М±S.M.E., n = 6)

1-месячные крысы 6-месячные крысы
Митохондрии Mg2+ Mg2++ПБП Прирост активности, % Mg2+ Mg2++ПБП Прирост активности, %
Мозг 10.47±0.18 11.79±0.33 12.6 6.04±0.05 7.84±0.15 29.8
p < 0.001 p < 0.001
Печень 8.18±0.06 9.71±0.06 18.7 3.67±0.02 5.15±0.24 40.3
p < 0.001 p < 0.001

Таблица 2
Сдвиги активности Ca2+-зависимой АТРазы (DР в мкатомах/мг белка/30мин)
митохондрий мозга и печени крыс в возрастном аспекте при добавлении ПБП
(М±S.M.E., n = 6)

1-месячные крысы 6-месячные крысы
Митохондрии Ca2+ Ca2++ПБП Прирост активности, % Ca2+ Ca2++ПБП Прирост активности, %
Мозг 10.46±0.39 11.77±0.50 12.5 6.35±0.12 5.99±0.08 угнет.6
p < 0.050
Печень 7.85±0.42 9.08±0.52 15.6 6.05±0.08 7.51±0.09 24.0
p < 0.050 p < 0.001

Таблица 3
Сдвиги в активности HCO3--зависимой АТРазы (DР в мкатомах/мг белка/30мин)
митохондрий мозга и печени крыс в возрастном аспекте при добавлении ПБП
(М±S.M.E., n = 6)

1-месячные крысы 6-месячные крысы
Митохондрии HCO3- HCO3-+ПБП Прирост активности, % HCO3- HCO3-+ПБП Прирост активности, %
Мозг 9.15±0.72 10.16±0.75 11.0 6.13±0.12 7.90±0.26 28.8
p < 0.500 p < 0.001
Печень 9.58±0.22 10.9±0.09 13.7 5.75±0.70 7.14±0.33 24.1
p < 0.005 p < 0.001

     Неорганический фосфат определяли по Лоури и соавт. [5] и пересчитывали на 1 мг белка. Определение белка проводили по Лоури и соавт. [5]. Полученные данные обработаны статистически. Достоверность различий между средними величинами определяли по t-критерию Стъюдента [7].
   Результаты исследований, приведенные в табл. 1, показывают, что каталитическая активность Mg2+-зависимой АТРазы в изолированных митохондриях мозга и печени 1-месячных крыс намного выше, чем у 6-месячных. При добавлении ПБП наблюдается достоверное повышение активности фермента. При этом по сравнению с контролем (Mg2+) в митохондриях мозга 1-месячных крыс при добавлении ПБП активность фермента возрастает на 12.6, а в печени - на 18.7 %. Важно отметить, что у 6-месячных крыс стимулирование активности фермента ПБП почти в два раза больше, чем у 1-месячных животных.
   В табл. 2 приведены данные об изменении активности Ca2+-зависимой АТРазы под влиянием ПБП. Наблюдается повышенная активность фермента в митохондриях мозга 1-месячных крыс по сравнению с 6-месячными. При добавлении ПБП у 1-месячных крыс активность активности Ca2+-АТРазы повышается на 12.5 % по сравнению с пробами, содержащими только Ca. Однако у 6-месячных животных под влиянием этого пептида наблюдается некоторое (6 %-ное) подавление активности фермента.
   В отличие от митохондрий мозга в митохондриях печени ПБП достоверно активирует Ca2+-АТРазу, при этом намного больше у 6-месячных крыс (24 %), чем у 1-месячных (15.6 %).
   Интересные результаты получены также в отношение регуляторной роли ПБП в активности HCO3--зависимой АТРазы (табл. 3). При добавлении ПБП достоверно повышается активность HCO3--АТРазы как в митохондриях мозга, так и печени 1-месячных крыс. У 6-месячных животных наблюдается более интенсивное стимулирование активности фермента (28.8 и 24.1 % в митохондриях мозга и печени соответственно).
   Сопоставляя полученные данные, можно сделать следующее заключение. Каталитическая активность Mg2+-, Ca2+-, HCO3--зависимых АТРаз в изолированных интактных митохондриях мозга и печени 1-месячных крыс намного выше, чем у 6-месячных. ПБП, полученный из нейросекреторных гранул гипоталамо-гипофизарной системы, активирует катализ изученных ферментов, в особенности Mg2+-зависимой АТРазы как в мозге, так и в печени. Наблюдается угнетение Ca2+-активируемой АТРазы только в мозге 6-месячных крыс. В остальных случаях активирующее влияние ПБП на разные АТРазы больше у 6-месячных крыс. Исходя из этих данных можно прийти к предположению о регулирующей роли ПБП в энергетическом метаболизме животных в возрастном аспекте.
   Авторы выражают благодарность академику А.А. Галояну за любезно предоставленный препарат ПБП и участие в обсуждении полученных результатов.

     Институт биохимии им. Г.Х.Бунятяна НАН РА

Литература

     1. Galoyan A.A.  Biochemistry of Novel Cardioactive Hormones and Immunomodulators of the Functional System Neurosecretory Hypothalamus-Endocrine Heart. Nauca. 1997. 240 p.
     2. Симонян А.А., Бадалян Р.Б., Симонян Л.А., Степанян Р.А., Галоян А.А.  - Нейрохимия. Т.19. N.2. С. 143-145.
     3. Симонян А.А., Бадалян Р.Б., Симонян Л.А., Степанян Р.А.  - ДНАН РА. 2003. Т.103. N.2. С. 156-159.
     4. Lowry O.H., Lopez J.A.  - Biol. Chem. 1946. V. 162. P. 421.
     5. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J.  - J. Biol. Chem. 1951. V. 193. P. 265-275.
     6. Бессмертный Б.С.  Математическая статистика в клинической, профилактической и экспериментальной медицине. М. Медицина. 1967. 303 с.