Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 90, № 10 (2025)
Статьи
ЦИСТЕИНСИНТАЗА: ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛАВНОГО ФЕРМЕНТА В ПУТИ СИНТЕЗА ЦИСТЕИНА
Аннотация
Цистеин является чрезвычайно важной аминокислотой для нормального функционирования живых организмов. У бактерий и растений основным путём синтеза цистеина является путь тионирования, вторая стадия которого обеспечивается либо цистеинсинтазой A (CysK), в случае если субстратом выступает неорганический сульфид, либо цистеинсинтазой B (CysM), если субстратом выступает тиосульфат. Важнейшая роль этих ферментов в синтезе цистеина делает их перспективными мишенями антимикробных агентов для лечения инфекционных заболеваний, создания новых гербицидов, а также в промышленном производстве цистеина. Однако, помимо основных функций, интерес вызывает и дополнительная активность этих ферментов, как, например, использование их в качестве антимикробных или антибиоплёночных агентов. В данном обзоре рассматриваются физико-химические характеристики CysK и CysM, обсуждается их разнообразие и потенциальное применение в биотехнологии и медицине.
Биохимия. 2025;90(10):1403-1424
1403-1424
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ БЕЛОК SFPQ: РОЛЬ В РЕПАРАЦИИ ДВУЦЕПОЧЕЧНЫХ РАЗРЫВОВ ДНК
Аннотация
Белок SFPQ (Splicing Factor Proline and Glutamine rich), впервые идентифицированный как фактор сплайсинга, является многофункциональным ядерным белком, который участвует в различных клеточных процессах. Его основным партнером в клетке является белок NONO (Non-POU domain-containing octamer-binding protein), с которым SFPQ образует гетеродимер, являющийся важным компонентом субъядерных телец, называемых параспеклами и расположенных вблизи от ядерных структур спеклов. Однако в некоторых клеточных процессах SFPQ может участвовать самостоятельно и необходим для жизнеспособности клеток. Существует много данных об участии SFPQ в репарации двуцепочечных разрывов ДНК, однако полной картины механизма его участия в этом важнейшем клеточном процессе до сих пор не существует. В настоящем обзоре мы постарались суммировать и по возможности систематизировать существующие данные о роли SFPQ и его комплекса с NONO в репарации двуцепочечных разрывов ДНК.
Биохимия. 2025;90(10):1425-1438
1425-1438
МЕХАНИЗМЫ ФЕРРОПТОЗА И НЕКОДИРУЮЩИЕ РНК ПРИ НЕМЕЛКОКЛЕТОЧНОМ РАКЕ ЛЁГКОГО
Аннотация
Ферроптоз – железо-зависимый тип регулируемой клеточной гибели, индуцируемый гиперокислением полиненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов цитоплазматической мембраны. Согласно данным последних исследований, выделяют 4 ключевых пути регуляции этого процесса, среди которых центральным и наиболее изученным считается глутатионовый путь (SLC7A11/SLC3A2)/GSH/GPX4. Функционирование всех систем контроля ферроптоза обеспечивается многоуровневой системой белок-кодирующих и регуляторных генов, нарушение экспрессии которых может служить стимулом для опухолевой трансформации клеток. Ферроптоз, наряду с другими типами запрограммированной клеточной гибели, играет ключевую роль в патогенезе многих онкологических заболеваний, включая немелкоклеточный рак лёгкого (НМРЛ). В представленном обзоре подробно рассмотрены основные молекулярные механизмы ферроптоза, а также обобщены результаты экспериментальных исследований, свидетельствующих об участии ферроптоз-ассоциированных некодирующих РНК (микроРНК и длинных некодирующих РНК) в развитии и прогрессии НМРЛ. Особое внимание уделено перспективам использования антиферроптотических и проферроптотических некодирующих РНК для терапии НМРЛ, основанной на целенаправленном изменении уровня их экспрессии с целью индукции ферроптоза в опухолевых клетках.
Биохимия. 2025;90(10):1439-1462
1439-1462
ТРАНСМЕМБРАННЫЙ ТРАНСПОРТ ВОДЫ И МОЧЕВИНЫ В КЛЕТКАХ ЭНДОТЕЛИЯ РОГОВИЦЫ КРЫСЫ
Аннотация
В работе исследовали проницаемости апикальной и базолатеральной мембраны клеток эндотелия роговицы крысы для воды и мочевины. Показали, что кажущаяся водная проницаемость базолатеральной мембраны клеток эндотелия (4,43E–05 ± 7,57E–07 см/с) более чем в 3 раза превышает проницаемость апикальной мембраны (1,21E–05 ± 1,03E–07 см/с). Проницаемость для мочевины базолатеральной мембраны клеток эндотелия (1,23E–04 ± 1,56E–06 см/с) статистически значимо превышала проницаемость апикальной мембраны (9,52E–05 ± 1,02E–06 см/с) в пределах 30%. Изучали вклад флоретин-ингибируемого транспорта мочевины через апикальную и базолатеральную мембрану в этих клетках. Флоретин в концентрации 0,1 мм статистически значимо снижал проницаемость для мочевины более чем на 20% как апикальной, так и базолатеральной мембран. Полученные результаты позволяют предположить, что составы транспортёров, участвующих в переносе воды в апикальной и базолатеральной мембранах, различаются значительно. Высказывается предположение, что высокая кажущаяся водная проницаемость базолатеральной мембраны клеток эндотелия обусловлена вкладом сопутствующего переноса воды с ионами, участвующими в процессах активного транспорта. Показано присутствие флоретин-чувствительных транспортёров мочевины в плазматической мембране клеток эндотелия, по-видимому, участвующих в её трансклеточном переносе. Результаты исследования указывают на возможное значение мочевины для функционирования роговицы.
Биохимия. 2025;90(10):1463-1473
1463-1473
СРАВНЕНИЕ МЕТОДИК ОЦЕНКИ КОНЦЕНТРАЦИИ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ВЕЗИКУЛ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РАЗНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
Аннотация
Одним из ключевых этапов в исследовании внеклеточных везикул (ВВ), включая экзосомы и микровезикулы, является количественная оценка изолированных частиц. Несмотря на наличие различных подходов, ни один из них не даёт однозначного решения данной задачи, особенно при работе с биологическими жидкостями организма, обогащёнными наночастицами невезикулярного происхождения. Более того, для ряда источников ВВ, таких как маточные аспираты и желудочный сок, количественного анализа везикул практически не проводилось. Цель исследования заключалась в проведении сравнения трёх методов количественного анализа ВВ – оценки концентрации белка в препаратах ВВ, анализа траекторий движения наночастиц (NTA) и анализа эстеразной активности с помощью коммерческого набора для подсчёта экзосом FluoroCet – в образцах ВВ, выделенных из различных биологических жидкостей: плазмы крови, асцитической жидкости, маточных аспиратов, желудочного сока (ЖС) и кондиционированной среды (КС) клеточных линий рака яичника и немелкоклеточного рака лёгкого. Результаты показали, что для ВВ, выделенных из КС опухолевых клеток, все методы продемонстрировали высокую корреляцию, что свидетельствует о валидности применения каждого из методов для определения концентрации ВВ, полученных in vitro при высоком уровне чистоты образцов. В образцах плазмы крови, асцитической жидкости и маточных аспиратов зафиксированы расхождения между методами, обусловленные присутствием невезикулярных наночастиц. В отличие от ВВ из других жидкостей организма, в образцах ВВ ЖС обнаружена выраженная корреляция между содержанием белка и активностью ацетилхолинестеразы, что указывает на минимальную контаминацию образцов ВВ ЖС невезикулярными белковыми частицами и потенциально уникальный состав ВВ этой среды. Результаты подчёркивают необходимость многофакторной оценки количества ВВ с учётом источника образца. Полученные данные могут стать основой для разработки стандартизированных протоколов количественного анализа ВВ, что особенно актуально при работе с клиническими образцами.
Биохимия. 2025;90(10):1474-1486
1474-1486
АЛЬФА- И ГАММА-СИНУКЛЕИНЫ РЕГУЛИРУЮТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТАБОЛИЗМ И АКТИВНОСТЬ КСАНТИНОКСИДАЗЫ В КЛЕТКАХ МОЗГА
Аннотация
Процесс передачи и трансформации сигнала в центральной нервной системе приводит к активному энергетическому метаболизму с высоким потреблением глюкозы и кислорода. Образующиеся в результате этих процессов активные формы кислорода (АФК) участвуют в передаче сигнала в клетке, но перепроизводство АФК ведет к развитию окислительного стресса. Окислительный стресс и агрегация α-синуклеина выступают признанными активаторами нейрональной гибели при болезни Паркинсона. Тем не менее гораздо меньше известно о физиологической роли мономерных синуклеинов. Используя переживающие срезы мозга и первичную нейрон-глиальную культуру, полученные из трансгенных животных с нокаутом генов α-, β- и γ-синуклеинов, мы изучили роль этих белков в производстве АФК и энергетическом метаболизме. Мы обнаружили, что отсутствие синуклеинов приводит к пониженному производству АФК по сравнению с клетками дикого типа. Ингибитор ксантиноксидазы (КСО) приводил к уменьшению продукции АФК в клетках дикого типа и в срезах мозга с нокаутом по β-синуклеину, в то время как в срезах при отсутствии α- или γ-синуклеинов ингибирование КСО не происходило, что говорит о возможной регуляции этого фермента данными белками. Нокаут по α- и γ-синуклеинам приводил к понижению митохондриального мембранного потенциала и уменьшению энергетической емкости (в форме ATP), что может быть одним из механизмов регуляции КСО синуклеинами.
Биохимия. 2025;90(10):1487-1496
1487-1496
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕТАСТАЗОВ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ МЕТОДОМ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ МИКРОСКОПИИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ
Аннотация
Важнейшей проблемой клинической онкологии является метастазирование злокачественных новообразований. Для выживания и роста метастазов в условиях нового микроокружения принципиальное значение имеют перестройки в энергетическом метаболизме метастазирующих клеток, которые, однако, гораздо слабее изучены по сравнению с первичными опухолями. Перспективным методом оценки метаболического статуса клеток считается флуоресцентная микроскопия с временным разрешением (FLIM), основанная на регистрации параметров затухания клеточной автофлуоресценции, испускаемой пиридиновыми и флавиновыми кофакторами. Данная работа ставит своей целью выявление отличий в кинетике затухания флуоресценции NAD(P)H между метастатическими клетками рака молочной железы (РМЖ) и первичной опухолью, а также между метастатическими клетками и тканью лимфатических узлов в эксперименте на мышиной модели 4T1. В результате исследования выявлено снижение относительной фракции свободной формы NAD(P)H a1, т.е. не связанной с ферментами и ассоциированной с гликолизом, в метастазах, что указывает на изменения баланса в сторону митохондриального дыхания. При этом метастазы были метаболически более гетерогенны на клеточном уровне, чем первичные опухоли, что выражалось в более высокой дисперсии среднего времени жизни флуоресценции NAD(P)H τm. Кроме того, установлено, что клетки метастазов имеют более высокий вклад свободной формы NAD(P)H a1 в затухание флуоресценции, и, как следствие, более короткое среднее время жизни τm по сравнению с клетками лимфоидной ткани (p < 0,001). Таким образом, в данной работе с помощью FLIM впервые показаны отличия во временных характеристиках автофлуоресценции NAD(P)H между метастазами РМЖ и первичной опухолью и между метастазами и тканью лимфоузлов, которые согласуются с существующими представлениями об окислительном метаболизме метастазов РМЖ. Полученные данные представляют интерес для поиска терапевтических мишеней в путях энергетического метаболизма метастазов и разработки новых подходов к их диагностике с помощью автофлуоресценции.
Биохимия. 2025;90(10):1497-1510
1497-1510
ИНДУКЦИЯ ОПУХОЛЬ-АССОЦИИРОВАННОГО ФЕНОТИПА В НОРМАЛЬНЫХ ФИБРОБЛАСТАХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ АПОПТОТИЧЕСКИХ ТЕЛЕЦ КЛЕТОК ГЛИОМ
Аннотация
Ключевым клеточным компонентом солидных опухолей, включая глиомы, являются опухоль-ассоциированные фибробласты (TAF), функции которых заключается в поддержании роста злокачественных клеток, стимуляции их инвазии и метастазирования, индукции химиорезистентности и подавления противопухолевого иммунного ответа. TAF формируются из резидентных стромальных клеток под действием секретома опухолевых клеток, включая ростовые факторы, хемокины, внеклеточные везикулы. Коммуникация между злокачественными клетками и TAF происходит за счёт прямых контактов между ними и вследствие взаимного обмена секретируемыми молекулами и мембранными везикулами. В данной работе из двух типов глиомных клеток (линия Т98g и клетки, выделенные из биопсийного материала пациента с глиобластомой) были получены апоптотические тельца (apoBD), которые были охарактеризованы по поверхностным маркерам. На поверхности опухолевых apoBD представлены опухоль-ассоциированные маркеры, характерные для глиобластом, такие как ганглиозид GD2 и антиген A2B5. Было продемонстрировано, что на глиомных apoBD снижается уровень "don't eat me"-молекул и повышается уровень "eat me"-сигнала по сравнению с исходными интактными клетками глиом. Глиомные apoBD, с одной стороны, снижали жизнеспособность нормальных кожных фибробластов, с другой – индуцировали их трансформацию в воспалительный подтип TAF (iTAF). В полученных iTAF усиливалась транскрипция генов, кодирующих цитокины, хемокины и ростовые факторы, включая IL17A, IL18, IL33, IFN-γ, CCL3, CCL5, CXCL1, CXCL5, CXCL10, CXCL12, TCFBI и TNF, ответственные как за само поддержание туморогенеза, так и за способность фибробластов его поддерживать. Было обнаружено, что глиомные apoBD способны переносить в нормальные фибробласты опухоль-ассоциированные маркеры, ганглиозид GD2 и антиген A2B5. Были исследованы эффекты анти-GD2 ADC на TAF, что может стать предпосылкой к разработке таргетных препаратов, эффективных не только в отношении опухолевых клеток, но и против опухолевой стромы.
Биохимия. 2025;90(10):1511-1531
1511-1531
ОПЕЧАТКИ, ЗАМЕЧЕННЫЕ В «БИОХИМИИ», том 90, вып. 6, 2025
Биохимия. 2025;90(10):1532
1532