Влияние потребления этанола матерями на активность основных карбоксипептидаз у взрослого потомства.

В настоящее время перед современной медициной и биологией остро стоит проблема влияния этанола на нейрофизиологические и нейрохимические

процессы, происходящие при алкогольной зависимости.

В связи с этим среди приоритетных направлений научных исследований важное место занимают медико-биологичекие аспекты алкоголизма.

Открытие в центральной нервной системе регуляторных пептидов, играющих важную роль в регуляции эмоционального и поведенческого статуса животных и человека, стимулировало появление новых направлений в

исследовании нейрохимических механизмов действия этанола и развития алкоголизма.

На современном этапе развития науки выяснено, что ряд регуляторных пептидов играет важную роль в этиологии и патогенезе алкоголизма. К ним

относятся АКТГ, пролактин, опиоидные пептиды: энкефалины, динорфин, α-неоэндорфин, β-эндорфин, а также нейротензин, вещество Р, ангиотензин и ряд

других [1-3, 5, 6, 31].

Уровень биологически активных пептидов, а, следовательно, и функциональное состояние организма определяется во многом ферментами, участвующими в их обмене [1, 16]. Нейропептиды синтезируются в виде

неактивных высокомолекулярных белков-предшественников, которые активируются в результате ограниченного расщепления пептид-гидролазами [10, 45]. Биологически активные пептиды инактивируются также путем

протеолитического расщепления [10, 45]. В конечных стадиях процессинга предшественников, приводящих к образованию активных форм пептидов, важная роль принадлежит экзопептидазам, отщепляющим остатки основных аминокислот с N- или С-конца полипептидной цепи [1, 12, 26, 42]. Физико-

химические и каталитические свойства ряда ферментов изучены хорошо. Но многие аспекты проявления их биологической активности при различных патологических состояниях организма требуют дополнительного изучения.

Анализ литературных данных по экспериментальному изучению влияния пренатальной алкоголизации на организм потомства показывает, что эти сведения носят в основном эпизодический характер.

Исходя из вышесказанного, целью настоящей работы является исследование влияния потребления этанола матерями на активность основных карбоксипептидазы Н, ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы и карбоксипептидазы М у взрослого потомства.

Полученные в работе результаты представляют интерес для понимания нейрофизиологических и нейрохимических механизмов пренатального воздействия этанола на активность основных карбоксипептидаз у взрослого

потомства, и могут быть использованы при разработке новых, более эффективных средств ослабления токсических пренатальных эффектов этанола на потомство.

Содержание

Список сокращений

Введение

1. Обзор литературы

1.1. Нейропептиды и их обмен

1.2. Структура, свойства и функции основных карбоксипептидаз

1.2.1.Карбоксипептидаза Н

1.2.2. ФМСФ-ингибируемая карбоксипептидаза

1.2.3. Карбоксипептидаза М

1.3. Влияние этанола на пептидэргические системы и ферменты обмена нейропептидов

1.4. Влияние пренатальной алкоголизации на организм потомства

2. Материалы и методы исследования

2.1. Материал исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Определение активности карбоксипептидазы Н

2.2.2. Определение активности ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы

2.2.3. Определение активности карбоксипептидазы М

2.2.4. Методика определения содержания белка

2.2.5. Статистическая обработка результатов исследования

3. Результаты исследования и их обсуждение

3.1. Влияние пренатальной алкоголизации на активность

карбоксипептидазы Н

3.2. Влияние пренатальной алкоголизации на активность

ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы

3.3. Влияние пренатальной алкоголизации на активность

карбоксипептидазы М

Выводы

Приложение

Список литературы

1. Азарян А. В. Пептидгидролазы нервной системы и их биологические функции // Ереван: Анастан, 1989.

2. Алиев Н. А. Нейрогормоны и алкоголизм // Патол. физиол. и эксперим. терапия. 1989. № 5. С. 85-90.

3. Анохина И. П., Балашов А. М., Коган Б. М., Панченко Л. Ф. Роль опиатной системы в механизмах формирования алкогольной зависимости // Вопр. наркол. 1989. № 3. С. 3-11.

4. Ашмарин И. П., Каменская М. А. // Итоги науки и техники. Сер. «Физиология человека и животных». т. 34. Нейропептиды в синаптической передаче. М.: ВНИТИ, 1988. с. 108.

5. Ашмарин И. П., Каразева Е. П. Нейропептиды // Нейрохимия / Под. ред. Ашмарина И. П. И Стукалова П. В. М.: Инст. биомед. химии РАМН, 1996. С. 35-40.

6. Буров Ю. В., Ведерникова Н. Н. Нейрохимия и фармакология алкоголизма. М.: Медицина, 1985. 240 с.

7. Ведерникова Н. Н., Майский А. И. Опиаты и эндогенные морфиноподобные пептиды: системный подход к оценке их роли в интеграции нервной и эндокринной регуляции в организме // Усп. совр. биол. 1981. 19, № 3. С.

380-382.

8. Вернигора А. Н., Генгин М. Т. Механизмы регуляции активности и биологическая роль карбоксипептидазы Н фермента процессинга

нейропептидов // Биохимия. 1995. 60, № 12. С. 1953-1963. 43

9. Вернигора А. Н., Генгин М. Т., Никишин Н. Н. Очистка и физико-химические свойства растворимой карбоксипептидазы Н из серого вещества головного

мозга кошки // Биохимия. 1992. 57, вып. 11. С. 1712-1719.

10. Вернигора А. Н., Генгин М. Т. Протеолитические ферменты: субклеточная локализация, свойства и участие в обмене нейропептидов // Биохимия.

1996. 61, № 5. С. 771-785.

11. Вернигора А. Н., Генгин М. Т., Салдаев Д. А., Щетинина Н. В. Распределение активности фенилметилсульфонилфторид-ингибируемой карбоксипептидазы

в нервной ткани котов // Нейрохимия, 1997. 14, № 4.

12. Вернигора А. Н., Генгин М. Т. Свойства основных (отщепляющих остатки аргинина и лизина) карбоксипептидаз и их роль в функционировании

биологически активных пептидов // Укр. биохим. журн. 1993. 65, № 1. С. 3-12.

13. Вернигора А. Н., Никишин Н. Н., Генгин М. Т. Множественность молекулярных форм растворимых карбоксипептидазо-В-подобных ферментов головного мозга кошки // Укр. биохим. журн. 1993. 65, № 4.

С. 17-21.

14. Вернигора А. Н., Никишин Н. Н., Генгин М. Т. Частичная характеристика основной фенилметилсульфонилфторид-ингибируемой карбоксипептидазы

из головного мозга кошки // Биохимия. 1995. 60, № 11. С. 1860-1866.

15. Гомазков О. А., Григорьянц О. О. Регуляция биосинтеза энкефалинов: биохимические и физиологические аспекты // Усп. совр. биол. 1989. 108, № 1. С. 109-124.

16. Гомазков О. А. Функциональная биохимия регуляторных пептидов. М.: Наука. 1993. 160 с.

17. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с. 44

18. Палладин А. В., Белик Я. В., Полякова Н. М. Белки головного мозга и их обмен. Киев: Наукова думка, 1972. 316 с.

19. Щетинина Н. В., Вернигора А. Н., Генгин М. Т., Фирстова Н. В. Тканевое и региональное распределение активости фенилметилсульфонилфторид-

ингибируемой карбоксипептидазы и других карбоксипептидаз у крыс // Укр. биохим. журн. 1997. 70, № 3. С. 23-28.

20. Angelucci F., Fiore M., Cozzari C., Aloe L. // Prenatal Ethanol Effects on NGF Level, NPY and Chat Immunoreactivity in Mouse Entorhinal Cortex A

Preliminary-Study Source / Neurotoxicology and Teratology. 1999. Vol. 21, Iss. 4. P. 415-425.

21. Deddish P. A., Skidgel R. A., Erdos E. G. Enhanced Co2+ activation and inhibitor binding of carboxypeptidase M at low pH. Similarity to carboxypeptidase H

(enkephalin convertase) // Biochem. J. 1989. 261, № 1. Р. 289-291.

22. Desmazes N., Lockhart A., Lacroix H., Dusser D. J. Carboxypeptidase M-like enzyme modulates the noncholinergic bronchoconstrictor response in guinea pig // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 1992. 7, № 5. Р. 477-484.

23. Dragovic T., Schraufnagel D. E., Becker R. P., Sekosan M., Volta-Velis E. G., Erdos E. G. Carboxypeptidase M activity is increased in bronchoalveolear lavage in human lung disease // Am. J. Resp. Critical Care Medicine. 1995. 152, № 2.

Р. 760-764.

24. Fricker L. D. Activation and membrane binding of carboxypeptidase E // J. Cell Biochem. 1988. 38. Р. 279-289.

25. Fricker L. D. Neuropeptide biosynthesis: focus on carboxypeptidase processing enzyme // Trends Neurosci. 1985. 8, № 5. Р. 210-214.

26. Fricker L. D. Peptide processing exopeptidases: amino- and carboxypeptidases involved with peptide biosynthesis // Peptide biosynthesis and processing (Fricker L. D., ed.). CRC Press, Boca Raton, Florida, 1991. P. 199-230. 45

27. Fricker L. D., Plummer T. H. Jr., Snyder S. H. Enkephalin convertase: potent, selective and irreversible inhibitors // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1983.

11, № 3. Р. 994-1000.

28. Fricker L. D., Reaves B. J., Das D., Dannies P. S. Comparison of the regulation of carboxypeptidase E and prolactin in CH4G1 cells, a rat pituitary cell line //

Neuroendocrinology. 1990. 79, № 6. Р. 658-663

29. Fricker L. D., Snyder S. H. Enkephalin convertase: purification and characterization of a specific enkephalin-synthesizing carboxypeptidase localized

to adrenal chromaffin granules // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 1982. 79. Р. 3886-3890.

30. Fricker L. D., Supattapone S., Snyder S. H. Enkephalin convertase: a specific enkephalin synthesizing carboxypeptidase in adrenal chromaffin granules, brain

and pituitary gland // Life Sci. 1982. V.31. Р. 1841-1844.

31. Gainer H., Russel J. T., Loh Y. P. The enzymology and intracellular organization of peptide precursor processing: The secretory vesicle hypothesis //

Neuroendocrinology. 1985. 40. Р. 171-184.

32. Guest P. C., Ravazolla M., Davidson H. W., Orci L., Hutton J. C. Molecular heterogeneity and cellular localization of carboxypeptidase H in the islets of

Langerhans // Endocrinology. 1991. 129, № 2. Р. 734-740. 33. Hermans R. H. M., Longo L. D., McGivern R. F. // Decreased Postnatal Testosterone and Corticosterone Concentrations in Rats Following Acute Intermittent Prenatal Hypoxia Without Alterations in Adult Male Sex Behavior Source / Neurotoxicology and Teratology. 1994. Vol. 16, Iss. 2. P. 201-206.

34. Hook V. Y. H., Eiden L. E., Pruss R. M. Selective regulation of carboxypeptidase peptide hormone-processing enzyme during enkephalin biosynthesis in cultured

bovine adrenomedullary chromaffin cells // J. Biol. Chem. 1985. 260, № 10. Р. 5991-5997. 46

35. Krieger D. T. Brain peptides: what, where, and why? // Science. 1983. 222, № 4627. P. 971-985.

36. Lowry O. H., Rosebrought N. J., Farr A. G., Randall R. J. Protein measurement with Folin phenol reagent // J. Biol.Chem. 1951. 193, № 1. Р. 265-275.

37. McGivern R. F., Handa R. J., Raum W. J. // Ethanol Exposure During the Last Week of Gestation in the Rat Inhibition of the Prenatal Testosterone Surge in

Males Without Long-Term Alterations in Sex Behavior Source / Neurotoxicology and Teratology. 1998. Vol. 20, Iss. 4. P. 483-490.

38. Miller N. S., Gold M. S. // Amer. J. Drug. Alcohol. Abuse. 1991. Vol. 17, №1. P. 27-37.

39. Nagae A., Deddish P. A., Becker R. P., Anderson C. H., Abe M., Tan F., Skidgel R. A., Erdos E. G. Carboxypeptidase M in brain and peripheral nerves // J.

Neurochem. 1992. 59, № 6. Р. 2201-2212.

40. Porcelli G., Raffaelli R., Sacchi A., Volpe A. R., Miani C. Localization and characterization of human salivary kininases // Agents Actions Suppl. 1992. 38

(Pt 1). Р. 401-406.

41. Skidgel R. A., Davis R. M., Tan F. Human carboxypeptidase M. Purification and characterization of a membrane-bound carboxypeptidase that cleaves peptide

hormones // J. Biol. Chem. 1989. 264, № 4 Р. 2236-2241.

42. Skidgel R. A., Erdos E. G. Cellular arboxypeptidases // Immunol. Rev. 1998. 161, № 2. Р. 129-141.

43. Skidgel R. A., Johnson A. R., Erdos E. G. Hydrolysis of opioid hexapeptides by carboxypeptidase N. Presence of carboxypeptidase in cell membranes // Biochem. Pharmacol. 1984. 33, № 21. Р. 3471-3478.

44. Skidgel R. A., McGwire G. B., Li X. Y. Membrane anchoring and release of carboxypeptidase M: implications for extracellular hydrolysis of peptide hormones

// Immunopharmacology. 1996. 32, № 1-3. Р. 48-52. 47

45. Steiner D. F. The biosynthesis of biologically active peptides: a perspective // Peptide Biosynthesis and Processing (Fricker L. D., ed.). CRC Press, Boca

Raton, Florida, 1991. P. 1-16.

46. Strittmater S. M., Lynch D. R., Snyder S. (3H)guanidinoethylmerkaptosuccinic acid binding to tissue homogenates selective labeling of enkephalin convertase // J. Biol. Chem. 1984. 259, № 19. Р. 11812-11817.

47. Supattapone S., Fricker L. D., Snyder S. H. Purification and characterization of membrane-bound enkephalin-forming carboxypeptidase, «enkephalin convertase» // J. Neurochem. 1984. 42, № 4. Р. 1017-1023.

48. Weinstock M. // Does Prenatal Stress Impair Coping and Regulation of Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis Source / Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 1997. Vol. 21, Iss. 1. P. 1-10.

49. White J. D., Gall C. M., McKelvy J. F. Proenkephalin in processed in a projection specific manner in the rat central nervous system // Proc. Nat. Acad. Sci. USA.

Biol. Sci. 1986. 83, № 18. Р. 7099-7103.

50. Yoshioka S., Fujiwara H., Yamada S., Nakayama T., Higuchi T., Inoue T., Mori T., Maeda M. Membrane-bound carboxypeptidase M is expressed on human ovarian

follicles and corpora lutea of menstrual cycle and early pregnancy // Mol. Hum. Repr. 1998. 4, № 7. Р. 709-717