Роль мітохондріальної пори в регуляції трансмембранного обміну Са2+, енергозалежних та вільнорадикальних процесів в мітохондріях

Шановні колеги! Науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії» Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою роботу. 2 червня 2015 р. (вівторок) о 10-30 на засіданні семінару в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь ст. н. співр. відділу фізіології кровообігу Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України Акопової Ольги Валеріївни «Роль мітохондріальної пори в регуляції трансмембранного обміну Са2+, енергозалежних та вільнорадикальних процесів в мітохондріях». Доповідь буде зроблено за матеріалами докторської дисертації, що планується до захисту в ІБХ НАНУ. Традиційно до цього листа додаємо файл, що містить авторські тези доповіді в оригіналі. Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою – С.О.Костерін.

Акопова Ольга Валериевна, старший научный сотрудник отдела физиологии кровообращения Института физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины. «Роль митохондриальной поры в регуляции трансмембранного обмена Са²⁺, энергозависимых и свободнорадикальных процессов в митохондриях» (Доклад по материалам диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.04 – биохимия).

Диссертация посвящена выявлению свойств и биохимических механизмов регуляции активности митохондриальной поры (mitochondrialpermeabilitytransitionpore, MPTP) как системы транспорта Са²⁺, установлению ее роли в модуляции процессов, зависящих от энергетического статуса митохондрий – синтеза АТР и продукции активных форм кислорода (АФК).

Впервые раскрыты фундаментальные биохимические механизмы, лежащие в основе регуляторных функций МРТР в митохондриях. Установлено, что функциональная роль МРТР как системы транспорта Са²⁺, активность которой регулируется Са²⁺ и ΔΨ_m, обеспечивает широкий спектр регуляторных функций: регуляцию Са²⁺-емкости и рН матрикса, вклад в энергозависимый Са²⁺-цикл и регуляцию потенциалзависимых процессов. Переход от регуляторного к патогенетическому аспекту функционирования МРТР зависит от ее активности. В cостояниях субмаксимальной активности (при концентрациях [Са²⁺]<K_0,5) биоэнергетические эффекты открывания МРТР (модуляция функционального состояния митохондрий, синтеза АТР и продукции АФК) определяются свойствами МРТР как Са²⁺-транспортной системы митохондрий и зависят от вклада МРТР в Са²⁺-цикл и скорость Са²⁺-стимулированного дыхания. Субмаксимальная активность МРТР приводит к обратимым функциональным изменениям: регулируемой продукции АФК и мягкому разобщению дыхательной цепи, которое не влияет на скорость фосфорилирования.

Впервые выявлен ряд аспектов регуляции активности МРТР в условиях активации митохондриального K⁺_ATP-канала и системы NO. Установлено, что одновременная активация K⁺- и Са²⁺-циклов митохондрийв условиях активного состояния МРТР и K⁺_ATP-канала обусловливает эффект синергизма в подавлении продукции АФК, который может быть основным звеном механизма ингибирования МРТР под действием активатора K⁺_ATP-канала.

Модуляция Са²⁺-гомеостаза митохондрий обусловливает важную роль МРТР в регуляции митохондриальной продукции АФА и АФК. Впервые показано, что регуляторная роль субмаксимальной активности МРТР в физиологических условиях направлена на поддержание низкого базального уровня митохондриального Са²⁺ и снижение интенсивности свободнорадикальных процессов в митохондриях.

Ключевые слова: митохондрии, митохондриальная пора, Са²⁺-унипортер, K⁺_ATP-канал, циклический транспорт Ca²⁺ и K⁺, протон, оксид азота, мембранный потенциал, дыхание, активные формы кислорода и азота, Са²⁺-гомеостаз митохондрий.