Experimentální přístupy k prodloužení života. Vazba molekul proteinů

Použití látky, které brání zesítění proteinových molekul

růst stárnutí „Pessimal strukturování“ z molekul proteinů a nukleových kyselin, jako jeden z hlavních faktorů ontogeneze na molekulární úrovni organizace života se na teorii blednutí sebeobnovy protoplazmy hoře (1940), Nikitin (1940, 1954), Bulankin a Parin (1962).

Zejména s ohledem na příčné „zesíťovatelných“ jako proteinových molekul hlavním činitelem ontogeneze tuto teorii vyvinuté Borksten et al. (Bjorksten, 1958, 1971- Bjorksten a kol., 1962), Oeriu a kol. (Oeriu, 1962- Oeriu, Oeriu, 1968), Sayneks (Sinex, 1965), La Bella a prezident pan Pual G (La Bella, Paul, 1965) - Leonov a Dubin (1966, 1971).

Borksten (Bjorksten, 1958) v modelových pokusech bylo zjištěno, že řada přirozených tělesných metabolitů a anorganických látek může způsobit zesítění molekul (včetně želatiny) proteinů.

Ty zahrnují acetaldehyd, methylguanidinu, a-ketoglutarová, kyselina pyrohroznová, kyselina citrónová, fumarová, jantarová a kyselina malonová, MP. E. oxidačních složek (trikarboxylové) Krebsův cyklus, měď, železo, hořčík, zinek, hliník a olovo.

Již seznam těchto látek ukazuje, že - vždy vlastní metabolismus a složení krevní složky, jehož koncentrace se mění jen málo s věkem. To snižuje pravděpodobnost, že je, že mají hlavní roli v jeho správné věk pessimal asociaci molekul proteinů.

K tomu je třeba dodat, že velmi rozhodující část ve spojení není spontánní proces, který závisí pouze na vlastnostech molekul proteinu, a především enzymaticky procesu řízeného (Nikitin et al., 1977). Oeriu (Oereu, 1962) připojený mezi hlavními proteinových molekul považovány za disulfidové můstky a tím doporučených prodloužit životnost použití methioninu a cysteinu.

A konečně, Lyavonau a Dubin (1966, 1971), byla považována za velmi důležitý faktor zesítění proteinů přechodných kovových iontů. Proto jejich doporučení (Dubin, Razumovich 1975) použití chelátory jako geroterapii faktory.

Aplikační latirogenov

Zvláštní místo v teorii „Propojení“ je uveden odkaz na dominantní protein pojivové tkáně - kolagenu (Bohomolec, 1940- Sobel, Marmorston, 1956- Bjorksten, 1958). Pro bylo spolehlivě stanovena zvýšit věk příčných vazeb (La Bella, Paul, 1965- Piez, 1968- Nikitin et al., 1977).

Několik výzkumníků, aby se odstranily přebytečné zesíťovacích molekuly kolagenu, známých v medicíně latirogeny (látky trhání intermolekulární kolagenová vazby). Cohn a Lish (Kohn, Leach, 1967) byl použit pro tento účel v-aminopropionové. Bylo zjištěno, že aplikované dávky léku nezvyšoval přežití krys a v prvním roce života nevratně inhibuje růst zvířat. Až se dostanete pozitivní výsledek s jiným latirogenom - no-penicilaminu (Comfort et al, 1971).

Bylo zjištěno, pouze se podává, že penicilamin po dobu 2 týdnů v potravinách krys v množství 0,25% hmotnostních, podstatně zvyšuje podíl rozpustného kolagenu do kůže a podkožního granulomu těchto zvířat, což bylo považováno autory jako indikace jeho vadu. Hlavním omezením v použití latirogenov geroprotektorov by měla být považována za univerzální platnost a impersonality jejich účinků na všechny druhy kolagenu těla.

Zatím ne všechny strukturální formace v těle, která se podílí kolagen potřebuje svůj neosobní uvolnění a rozpouštění. To je důvod, proč lathyrism - krajně nežádoucí poruchy ve struktuře pojivové tkáně, projev patologie, spíše než fyziologii.

Použití chelatačních činidel (chelatační činidla)

Použití chelatačního činidla, vázající přechodné kovy základní pessimal ve stáří strukturování proteinů a komplexů nukleových kyselin byl poprvé navržen klub a Lyavonau (Dubin, Leon, Dubin 1968-, 1971- Lyavonau, Dubin, 1971). Nicméně, dříve i Borksten (Bjorksten, 1958) a Lansing (Lansing, 1951) byly přijaty množství kovových iontů (nebo vápník), faktory pro zesítění proteinových molekul.

V zesíťování za účasti přechodných kovů mohou tvořit proteinové komplexy s fosfolipidy (Fullington, Hendrichson, 1966), jakož i ternární komplexy glycinu vazby na sérový albumin s pomocí zinku (Gurd, Wilcox, 1956). Lansing (Lansing, 1942) se pokusil zmírnit účinky na protoplazmy proteinů vápníku zesíťující studovaných Střední délka života (RV) vířníci jsou periodicky je umístěn ve slabém roztoku citrátu.

Ve svých studiích, což vedlo do jisté míry jejich životnost. Velmi široce v řadě přísných studie zkoumala účinek kyselina ethylendiamintetraoctová (EDTA) Předpokládaná životnost krys Dubin (1970, 1975). Ve všech těchto experimentů, až na vzácné výjimky, že nebyla přijata povzbudivé výsledky. My jsme dát příznivého výsledku a experimenty Dubina (1975) s použitím jiných chelatační činidla - unitiola (sodná sůl 2,3-dimerkaptopropansulfonata) a penicilamin (dimetiltsisteina).

Použití faktorů, které snižují zesíťování proteinových molekul disulfidickými můstky

Doporučení používat látky, které obsahují sulfhydrylové skupiny (cystein metyonina et al.) Jako prostředky k přerušení disulfidových můstků v proteinových molekul hyperstructured stárnutí tlačil Constantin Ion Parhon et al. (Parhon et al., 1961), a to zejména Oeriu (Oeriu, 1962- Oeriu et al., 1968). V těchto studiích na řadě laboratorních zvířecích tkání bylo prokázáno, že zvyšuje s věkem, některé disulfidické můstky v proteinech.

Na tomto základě, Oeriu doporučit obohacení stravy seniorů methioninu tsisteinomi kyseliny listové (vitamin B skupina). Navrhl komplexní lék zvaný folupetainom. V pozdější pracovní Nikitin et al. (1977) zjistili, že zvýšení věku disulfidových můstků není vlastní všem skupinám tkáňových proteinů a pro všechny tkáně.

Předpokládá se, že se zvyšuje s molekulami věku a sdružení pessimal strukturování protein může být provedeno nejen disulfidovým zesítění. Nicméně, v těchto proteinech, pokud jsou možné tyto zesítění, na základě struktury molekul (hemoglobin, sérový albumin, a keratin), lze ukázat vzrůstajícím věkem síťování disulfidové můstky.

Způsoby expozice na gen a protein-syntetizující aparát buňky

Tyto úkoly v této oblasti je nepochybně v budoucnu by bylo nejplodnější a na molekulární úrovni organizace protoplazmy zásadně vyřešit problém experimentální prodloužení života a celkové řízení vývoje souvisejících se stárnutím organismu.

Úkoly, které mohou být uvedeny zde experimentální gerontologie, lze rozdělit takto:

a) se pokouší ochrany (stínění) buněk genom zkreslení a škodlivé procesy nukleotidu proteosinteza faktory a vlivy (fyzikální a chemické) obklopující intracelulární a extracelulární prostředí;
b) stimulace procesů a enzymatických systémů repariiruyuschih poškození způsobené věkem a „zásobování“ do buněk a tkání výchozích materiálů pro syntézu a opravy DNA;
c) ochrana genomu může vzniknout během jeho provozu (RNA transkripce) „na sobě“ jevů;
d) aktivní zásah do struktury genomu jeho makromolekulární struktury a začlenění do molekuly DNA (gen set) nových genů a jejich komplexů s cílem zajistit, aby si „program rozvoje věk“ organismus nové zvyšující „vyhradit sílu“ a prodloužení charakteristiky životnosti organismu a Známky skupiny. Taková expozice může být provedena metodami genetického inženýrství a genové terapie.

První způsob dopady na genomu buňky - jeho ochrana před škodlivými vlivy. Jedním z nejvíce destruktivní struktury genomu (chromosomální DNA) faktory Vilenchik (1976), se domnívá, že tepelný pohyb molekul vody. Bohužel, s velkou péčí Vilenchik navrhované (1976) prodloužit životnost poklesu tělesné teploty o 2-3 ° C, která by podle jeho výpočtů, prodloužení životnosti teplokrevného zvířat o 20-25%, z pochopitelných důvodů, je nepravděpodobné, že by skutečný aplikace.

Ve vztahu k studenokrevnost pokles teploty v některých případech vedlo k prodloužení života (Vilenchik, 1970, 1976), ale zatím není jasné, jaký je jeho mechanismus.

Druhý způsob dopady na genomu buňky - stimulace opravy procesy a procesy syntézy nukleových kyselin a proteinů přidáním specifických enzymů a regulátory a syntézy výchozích látek v genomové DNA a proteinů začne intenzivně rozvíjet.

U nižších organismů (bakterií) naydeyo více než 10 genů, které určují aktivitu opravy enzymů (Zasukhina, 1973). Opravy jsou rozšířeny v eukaryotických buňkách, avšak zdá se, že jejich účinnost je poněkud méně výrazný než u prokaryot.

Poprvé se představa o významnou roli při porušování opravných schopností buněk a organismů jako celek snížit svůj život vytvořil Alexander (Alexander, 1967). Podle Cutler (Cutler, 1972) a Vilenchik (1972), druh pankreatické buňky se určí poměrem rychlosti poranění a opravy genomové DNA.

Pro řadu dlouhodobých a krátkodobých žil druhů savců a Setlou Hart (Hart, Satlaw, 1974) ukázali, tento vztah experimentálně. V procesu opravy DNA genomu buňky hrají klíčovou roli výkonu svých enzymy. Například se jedná o skupinu specifickou endo- a exonukleáz, polinukleotidligazy, RNA a DNA polymerázy, a tak dále. D.

Řada studií se pokusili stimulovat produkci těchto enzymů nebo jejich zavedení do buňky. Některé typy DNA-ase týkající se repariiruyuschim enzymy jsou schopny pronikat do savčích buněk. Řada studií ukázala, že nízké dávky ultrafialového a ionizujícího záření může mít stimulační účinek na syntézu DNA a enzymů je repariiruyuschih.

Byla stanovena stimulace syntézy DNA ve svalových buňkách se rozlišují na obratlovcích. Zdá se, že v důsledku zvýšené syntéze genomové DNA a jeho opravu se rozšířila životy některých nižších zvířat za použití nízké dávky ionizujícího záření (viz souhrn :. Vanyushin, Berdyshev, 1977).

V bakteriálních buněk ultrafialovým zářením se tvoří (mobilizace - VN) speciální tzv havarijní (SOS) enzymatického systému opravy DNA. Funkce tohoto systému - při eliminaci rozdělení nahromaděné v genomu „chyby“ rekombinace. Ve zvířecích buňkách, tyto mechanismy fungují hlavně během meiózy, a to otevírá nové možnosti ultrafialové stimulaci „správný“ genetický program stárnutí tkáňové buňky (viz souhrn :. Vilenchik, 1976).

Pokusy stimulovat celkovou aktivitu aging genomu buněk dosud dané významné výsledky. Jedním z prostředků touto expozicí byla chata v tkáňovém kultivačním médiu nebo potravin celostní živočišné organismy exogenní DNA nebo RNA, a jejich jednotlivé složky.

S ohledem na tkáňových kulturách Berdyshev (1968) přidáním heterologní RNA nalezeno dokonce poškození buněk v tkáňových kulturách vyšších obratlovců, a přidáním k celkové RNA z jater fibroblastů kuřecích embryí žádná změna byla pozorována v jejich vývoji. Získá se určité zvýšení životaschopnosti nukleových kyselin při podávání do myší, potkanů a králíků.

Nicméně, délka života pokusných zvířat ve stejnou dobu nebyl studován. Některé bezobratlé (Drosophila melanogaster) Příprava DNA se zdá, přispívají ke zvýšení RV (Berdyshev et al., 1965, 1976- Berdyshev, Karpenchuk, 1977). V poslední době bylo prokázáno (Szabuniewicz, 1977) tím, že volné fragmenty DNA se zavádí do organismu zvířat (Drosophila melanogaster), relativně snadno začlenit do genomu buněk.

Tato data, do jisté míry pravděpodobné přímým působením, „fragmenty“ molekuly DNA v pankreatu těla. Zájmu „omlazení“ účinky na CNS tsentrofenoksina - látky podobné molekulární struktuře rostlin auxin a určitým neurohormonů.

Bylo zjištěno, že tsentrofenoksin snižuje obsah v mozkových neuronů morčat lipofuscinu ( „stárnutí pigment“) a má omlazující účinky na laboratorní zvířata a lidské nervové soustavy (Nandy, 1968). Je možné, že tato akce je do značné míry omezeno na aktivaci neuronů v genomu.

Kontrolní buňky genom aktivita jako prostředek k udržení plné renovaci protoplazmy všech věkových kategorií, samozřejmě, je nesmírně důležité. V tomto směru může představovat řadu dostatečně silných experimentálních přístupů. V posledních letech, důležité pro aktivaci procesu rozmnožování a překlad v chromatinu buněk přikládají zvláštní protein faktor destabilizace sekundární strukturu DNA, jinými slovy, „Unravel“ dvojité šroubovice struktura DNA v chromatinu (Lee, Dahmus, 1973- Dymshits, Fet, 1977).

V blízkosti této akce má na jaterní vyšší DNA obratlovců Syntéza růstového hormonu (GH) (Galavina, 1977). To se zdá být velmi slibné pro použití těchto faktorů v určitých obdobích ontogeneze pro geroterapii. Zdá se, že jisté, že buňky (zejména její cytosolu), má mnohem větší sadu specifických faktorů (enzymy, buněčných složek pro syntézu systému proteinů, proteinů a genu aktivující r. D.), jehož koncentrace je zeslaben s věkem.

V tomto ohledu jsme studovali Bielka et al. (Bielka, Junghan, 1974- Bielka et al., 1976), podle věku poklesu aktivace translaci proteinu na ribosomech v cytosolu v průběhu stárnutí. Buňky a jednodušší molecular structure faktory regulující buněčného genomu a aktivitu proteinu zařízení pro syntézu.

Jeden systém může být polyaminy (Caderera et al., 1976). Mající negativní náboj, mohou být účinným derepressorami spojující histony kladné náboje - nejen konstrukční, ale také potlačuje genomu faktory (pro přehled viz: Elgin, Weintraub, 1975). Kleynsmit a Stein (Kleinsmith, Stein, 1976) ukázala, že speciální aktivační vliv na transkripci genů histonových chromozomální fosfolipidů.

Je to - stále jedním ze směrů vyhledávání regulačních faktorů buňkám genomu aktivitu. Buňky Carion má další aktivní řídicí cesty a povahy genomu provozu, měnící se s věkem.

To je v dojít ontogeneze změny nejen v makromolekulární složení chromatinu poměru DNA v něm a různých frakcí histonových a non-histonových proteinů, a zejména fosfolipidů (Martinenko et al., 1972 a Nikitin a kol., 1976b- Berdyshev, Zhelyabovsky, Klimenko 1972- 1974 , 1975- Klimenko a kol., 1975, 1976), ale v methylaci, fosforylaci a acetylaci různých frakcí chromatinu proteinů.

Jako změny v makromolekulárním složení genomu nebo vazebných proteinových frakcí (a DNA) chromatinu acetyl, methylovými a fosfátové skupiny mohou mít a nepochybně má specifický účinek na procesy syntézy nukleových kyselin (Georgiev 1973) a proteiny v buňce (Elgin, Weintraub , 1975- Rubin, Rosen, 1975- Romberg, 1977- Vanyushin, Berdyshev, 1977).

Zejména represivní účinek předpokládá, histony a řada frakcí derepressiruyuschee vliv fosfolipidů v chromatinu komplexního genomu. Dosud existuje jen velmi málo studií s pokusy ovlivnit genom buňky selektivní účinek izolovaných frakcí chromatinu proteinů a stimulace procesů metylace a acetylace a DNA genomu buňky, proteiny (viz souhrn :. Elgin, Weintraub, 1975- Klimenko, 1975- Nikitin, 1975- Vanyushin , Berdyshev, 1977).

Téměř žádný pokus experimentálních účinky na buněčné fosfolipidy gen chromatinu a „sloužit“ v genomu buňky, enzymových systémů. A konečně, v praxi velmi málo je známo o faktorech, které mohou specificky ovlivňují makromolekulární změny ve složení genomu a zaměnitelnosti a aktivaci jeho složek ve věkové aspekt.

Vliv třetí cesty na genomu buňky - je, aby byl chráněn před možným zničení přebytku ( „oblečení“) na nukleotidu a proteosinteza procesů. Tento přístup byl použit Frolkis (1976), za použití injekce olivomycin geroprotector jak u laboratorních zvířat (bílé krysy).

Olivomyciny byl podáván intraperitoneálně v dávce 50 mg / kg tělesné hmotnosti do 2 ml roztoku chloridu sodného denně po dobu 1,5 roku, v průběhu 10 dnů, v intervalech 1 měsíce. Ukázalo se, že injekce olivomycin zvyšuje životnost skupinu testovaných zvířat, o 15,4% (průměrné délky života v kontrolní skupině - 30,85 měsíců v experimentální - 35,62 měsíců). inhibitory biosyntézy proteinu brání rozvoji experimentální aterosklerózy u starších králíků (Frolkis, 1976).

Genetické inženýrství old

Potenciální aplikace genového inženýrství v geroterapii extrémně velkými a slibné. Zdá se, že velmi lákavé nahradit ve stárnoucí nesoucí „pečeť věku“ místo genomu buňky primární struktury narušení DNA, což vede k narušení procesů a proteosinteza nukleotidů v buňce a tím pessimizatsii organismu.

Tedy od samého počátku je třeba připomenout, že úkolem genetického inženýrství nemůže být primitivní odstranění jediné, „zodpovědné za stárnutí“ genových buněk. Tento jediný gen zodpovědný za vývoj procesu stárnutí, je možné si představit v genomu buňky.

Výjimkou je hypotéza Koshland (Koshland, 1964) na hormon smrti a gen, respektive zahájen koncem ontogeneze výrobě tohoto hormonu, který našel v moderní gerontologii žádnou podporu. Jak bylo zdůrazněno již dávno Mountain (1940) stárnutí v genomu buňky vyvíjejí více změn v jednom stupni nebo jiný zahrnuje všechny projevy života.

Je to právě tato extrémní složitost a komplexnost změn buněčného genomu věkové určuje výjimečnou obtížnost harmonického přísně adekvátní, komplexní účinek, potřebný k obnovení strukturální a funkční užitečnost stárnutí buněk genom. Přirozeně, toto nevylučuje pokusy selektivně zavádí genové skupiny, opravovat poškozené geny ve stáří období.

Genetické inženýrství v gerontologii má přední jiného úkolu. stárnutí zahrnuje nejen „zhoršování“ z genomu buňky, ale také na jeho komplikované adaptivních změn (Frolkis, 1970, 1975, 1976). Je tedy možné si představit takové vyhledávání a akcí v genomu buňky, které by zahrnovalo „provádění“ ve své nové, speciální „adaptivní“ kompenzačních cistronech.

Konečně je možné, aby se zabránilo v hledání způsobů syntézy a zavedení do takového stárnoucí lidském genomu, dříve to mělo žádné geny, které by zvýšily, a to zejména v období stáří, „bezpečnostní funkční pevnosti“ těla.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné