РЕПАРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ИНДУЦИРУЕМЫЕ В E.COLI СВОБОДНЫМИ РАДИКАЛАМИ КИСЛОРОДА И ОКСИДОМ АЗОТА
Ступакова М. В., Махова Е. В., Лобышева И. И., Васильева С. В., Ванин А. Ф.
Институт Биохимической Физики РАН им. Н.М.Эмануэля; Институт Химической Физики РАН им. Н.Н.Семенова, 117334, Москва, ул. Косыгина 4, Россия
Интерес к роли свободных радикалов в качестве биологических сигнальных
молекул все более возрастает. Это в значительной степени обусловлено доказательством
индукции ряда альтернативных генетических репарационных процессов на генотоксический
оксидативный стресс SOS-, OxyR- и SoxRS-ответов и предполагает существование
дифференцированных клеточных сенсорных механизмов на различные формы реактивного
кислорода. Последние включают продукты аэробного метаболизма супероксид
О2 и Н2О2, как предшественников ряда свободных
радикалов. Недавно установлено, что молекула NO также генерируется биологическими
системами и является сигнальной молекулой со множеством важнейших функций.
Задачей нашей работы было доказательство подобия биологических сенсоров,
"запускающих" указанные репарационные ответы активными молекулами
обоих указанных типов. Экспрессия генов SOS-, OxyR- и SoxRS-ответов контролировалась
колориметрически в соответствии с методологией SOS-хромотест Quillardet,
Hofnung, 1984 в штаммах E.coli со слитыми оперонами N::lacZ, где N один
из генов соответствующего регулона. В качестве индукторов свободных радикалов
кислорода использованы Н2О2 и менадион, а доноров
NO динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ) с глутатионом и нитрозоглутатион
(GSNO), которые могут генерировать внутриклеточно NO либо NО+.
В наших исследованиях впервые показано, что оба агента индуцируют в клетке
SOS-репарационный процесс как ответ на генотоксическое воздействие NO.
При этом и жизнеспособность клеток, и количественные показатели SOS-индукции
зависели от химической природы донора NO. Методом ЭПР зарегистрированы
сигналы, характерные для парамагнитных форм ДНКЖ при обработке клеток GSNO
и газообразным NO. Сравнительное изучение количественных аспектов генотоксичности
ДНКЖ и GSNO позволит установить редокс-состояние формы NO, приводящей к
индукции SOS- и других репарационных процессов в E.coli.