Структурно-динамічні властивості клітинних мембран колоректальної аденокарциноми людини Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

Фізика живого, Т1?, Nol, 2009. С.159-164.

© Сорокіна Л. В., Хижняк С. В., Кудрявцева А Г., Капля О. А

УДК 5??.391; 616.006

СТРУКТУРНО-ДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КЛІТИННИХ МЕМБРАН КОЛОРЕКТАЛЬНОЇ АДЕНОКАРЦИНОМИ ЛЮДИНИ

Сорокіна Л. В.1, Хижняк С. В.1, Кудрявцева А. Г.1, Капля О. А.2

1 Київський національний університет імені Тараса Шевченка, біологічний факультет, кафедра біохімії, м. Київ, вул. Володимирська, 64, 01033,

e-mail: [email protected]

2 Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, м. Київ

Надійшла до редакції 20.ii.2008

Проведено дослідження структурно-динамічних властивостей властивостей внутрішньої мітохондріальної та мікросомальної мембран клітин колоректальної аденокарциноми методами флуоресцентних зондів. Отримані дані вказують на різнобічну модифікацію структурного стану і фізичних властивостей досліджуваних мембран, що полягають у структурних перебудовах поверхневого шару мембран, змінах впорядкованості ліпідної компоненти, конформації білкових макромолекул та їх топографії в мембрані. Результати досліджень вказують на важливість структурної реорганізації клітинних мембран для функціонально-метаболічних процесів в клітинах за пухлинної прогресії.

Ключові слова: флуоресцентні зонди, ліпідний бішар, білкові молекули, клітинні мембрани, мітохондрії, аденокарцинома.

ВСТУП

Рак товстої кишки на сьогодні рак є третім за розповсюдженістю та смертністю онкологічним захворюванням в Україні [1], що зумовлює особливу актуальність дослідження молекулярних механізмів формування та особливостей неопластичного фенотипу клітин на послідовних етапах канцерогенезу. Ключову роль як у структурній організації, так і функціонуванні всіх клітин організму відіграють біологічні мембрани [2]. Мембрани залучені у формування пухлинного фенотипу клітини, одними з притаманних ознак якого є посилення мітотичної активності, стійке порушення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги,

послаблення взаємозв’язку клітини з позаклітинними структурами, реорганізація цитоскелету та модифікація транспортних процесів у клітині, інгібування каскадів програмованої клітинної загибелі [3]. Плазматична мембрана забезпечує взаємозв’язок зовнішньо- та внутрішньоклітинних процесів, які супроводжуються перебудовами цитоскелету і функціональною модифікацією множинних сигнальних шляхів у трансформованих клітинах [4]. Відмічається участь мітохондрій у реалізації сигнальних каскадів при канцерогенезі, оскільки ці органели, окрім енергопродукуючої функції, забезпечують регуляцію кальцієвого гомеостазу та рецепторнезалежного шляху апоптозу

Функціонування мембранних систем, в тому числі й інтегральних мембранних білків, залежить від їх ліпідного оточення та динамічних властивостей. Зважаючи на те, що регуляція активності мембранозв’язаних ферментів та сигнальних білків відбувається на рівні молекулярних взаємодій білкових молекул та анулярних ліпідів (білок-ліпідні взаємодії), а зміни в’язкості (структурної впорядкованості) ліпідної компоненти модифікують організацію функціонально-активної конформації білкових молекул в мембрані [4], то доцільною є оцінка структурно-динамічних властивостей клітинних мембран у злоякісно трансформованих тканинах.

Мета даної роботи полягала у дослідженні структурного стану клітинних мембран

колоректальної аденокарциноми людини.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

В дослідах використано тканини післяопераційного матеріалу пухлин товстого кишечника різної локалізації ( сигмовидний та висхідний відділи ободової кишки, пряма кишка ), люб’язно наданого к. м. н. Д. С. Осинським ( ДП «Національний інститут раку» ) в рамках договору про співробітництво. Роботу проведено із дотриманням морально-етичних норм у відповідності до конвенції Ради Європи стосовно біомедицини.

Первинні пухлини згідно клінічної класифікації відповідали І - ІУ стадіям. У якості контролю

слугувала умовно нормальна тканина (УНТ) -прилегла до пухлини макроскопічно незмінена слизова.

Отримання мітохондріальної та

післямітохондріальної (мікросоми) фракцій клітин слизової оболонки УНТ та колоректальної аденокарциноми проводили із застосуванням методу диференційного центрифугування [6]. Для одержання препаратів внутрішньої мітохондріальної мембрани (ВММ) проводили дворазову процедуру заморожування-відтаювання суспензії мітохондрій з подальшим її центрифугуванням при 25000 g протягом 30 хв. Концентрацію білка вимірювали методом Грінберга [7]. Розміри та ступінь чистоти препаратів ВММ та мембран мікросом (ММ) оцінювали методом фотон-кореляційної спектроскопії та біохімічно - за активністю маркерних ферментів сукцинатдегідрогенази [8] та 5'-нуклеотидази [9].

^руктурно-динамічні властивості мембран вивчали за допомогою флуоресцентних зондів, які локалізуються в різних ділянках мембрани: 1-

анілінонафталін-8-сульфонату (ARC) - переважно в поверхневих ділянках мембран, та пірену - у зоні жирнокислотних ланцюгів фосфоліпідів [10]. Мікров’ язкість ліпідної компоненти мембран визначали для двох ліпідних фаз мембран -загальної ліпідної фази при ^зб = 335нм ( N335 ) і анулярних ліпідів при ^ = 280 нм ( N280 ) за ступенем ексимеризації пірену (N) [10]. Конформаційний стан білкових молекул у мембранах оцінювали за ефективністю гасіння акриламідом триптофанової флуоресценції згідно [11]. Ефективність індуктивно-резонансного перенесення енергії ( ІРПЕ ) в донорно-акцепторних парах флуорофорів різної локалізації в мембрані визначали згідно [12]. Флуоресцентні дослідження проводили на спектрофлуориметрі Shimadzu-RF510 (Японія) в кварцовій

односантиметровій кюветі при +25 °C. Результати експериментальних досліджень обробляли загальноприйнятими методами статистики [13].

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ

Результати проведених досліджень за використання методу флуоресцентних зондів свідчать про структурно-динамічні особливості ВММ та ММ карцином у порівнянні з відповідними мембранами УНТ.

Отримані дані по дослідженню взаємодії флуоресцентного зонду AHC з ВММ колоректальної аденокарциноми свідчать про зростання інтенсивності флуоресценції AHC, зв’язаного з мембраною та зміну параметрів зв’язування даного зонду у порівнянні з УНТ (табл.1). Найбільше зростання інтенсивності флуоресценції

спостерігається за І та ІІ стадії і становить відповідно 96 % та 29 % порівняно з відповідною УНТ. Оскільки майже вся вимірювана флуоресценція даного зонду

зумовлена його у зв'язуванням з мембраною, це дає можливість визначити параметри зв'язування зонду з мембраною - константу зв'язування ( КAНC ) та число місць зв’язування ( NAhC ) [10]. Величина константи зв’язування AHC знижується на І стадії в 3,2 разів, на

ІІ стадії - у 1,7 разів і на ІІІ стадії - у 1,6 разів порівняно з відповідними УНТ. Кількість місць зв’язування AHC у ВММ пухлинних тканин зростає на І, ІІ та ІІІ стадіях колоректальної карциноми на 46, 9 та 25 %, відповідно, порівняно з УНТ (табл.1). Таким чином, можливою причиною збільшення інтенсивності флуоресценції AHC є збільшення кількості зв’язаного зонду, за рахунок появи додаткових ділянок зв’язування AHC, та зростання спорідненості AHC до ВММ, зміни константи зв’язування AHC з ВММ колоректальної аденокарциноми. Виявлені зміни спектральних характеристик флуоресцентного зонду AHC, зв’язаного з ВММ, свідчить про структурні модифікації поверхневих ділянок внутрішньої мітохондріальної мембрани, які спостерігаються за всіх клінічних стадій колоректального канцерогенезу.

Дослідження зв’язування AHC з препаратами ММ вказують на достовірні зміни у величинах параметрів зв’язування зонду лише за ІІІ та IV клінічних стадій ( табл.2). За III клінічної стадії спостерігається зростання величини NAHC та КAHC на 94 та 44 % у порівнянні з відповідною УНТ. За IV стадії величина NAHC зростає на 76 %, а інтенсивність флуоресценції зонду зростає на 12% ( табл. 2 ). Зміни характеру зв’язування AHC з ММ за III та IV стадій свідчать про появу додаткових ділянок зв’язування AHC, можливо в результаті модифікації структури мембран. Отримані результати свідчать про зміни поверхневої структури клітинних мембран пухлинних клітин, які обумовлені модифікацією як мембранних білків, так і ліпідної компоненти, і можуть бути відображенням інтегральних процесів ( зміни мікрооточення зонду, поверхневого заряду, структурні перебудови тощо ), що мають місце в мембранах за росту пухлин.

Мікров’язкість ліпідної компоненти мембран досліджували з використанням гідрофобного зонду пірену, молекули якого локалізуються в ділянці жирнокислотних ланцюгів фосфоліпідів. При заданій температурі та концентрації зонду ступінь ексимеризації пірену значною мірою залежить від мікров’язкості його оточення і може слугувати її характеристикою.

Результати проведених досліджень вказують на зниження мікров’язкості ліпідної компоненти ВММ клітин пухлинних тканин у порівнянні із УНТ, оскільки ступінь ексимеризації пірену для анулярних ліпідів зростає на 20-49 %, а загальної ліпідної фази на 25-28 % порівняно з УНТ (табл.3). В препаратах ММ за ІІІ стадії ступінь ексимеризації пірену для анулярних ліпідів зростає на 26%, а для загальної ліпідної фази - на 20% відносно відповідних

СТРУКТУРНО-ДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КЛІТИННИХ МЕМБРАН КОЛОРЕКТАЛЬНОЇ АДЕНОКАРЦИНОМИ ЛЮДИНИ

УНТ, що вказує на зменшення мікров’язкості ліпідного бішару ММ ( табл. 3).

Таблиця 1.

^естра^ні характеристики флуоресцентного зонду AHC, зв’язаного з препаратами внутрішньої мітохондріальної мембрани ( ВММ ) колоректальної аденокарциноми за різних клінічних стадій

( M±m, n = 9 )

Клінічна стадія Об’єкт дослідження Інтенсивність флуоресценції АНС, відн.од. Константа зв’язування, 104 М-1 Кількість місць зв’язування, нмоль / мг білка

І УНТ 1 53,00±4,50 48,7±3,5

AК 2,06±0,40* 16.8±2,51* 70,9±6,5*

ІІ УНТ 1 73,42±6,52 58.0±4,7

AК 1,29±0,35* 42,58±2,50* 63,0±6,3

ІІІ УНТ 1 41.57±3,11 55,0±4,6

AК 1,13±0,35* 25,72±2,52* 69,0±6,3*

Примітка, тут та далі: УНТ - умовно нормальна тканина, AR - аденокарцинома, * - р<0.05.

Таблиця 2.

^естра^ні характеристики флуоресцентного зонду AHC, зв’язаного з препаратами мембран мікросом ( ММ ) колоректальної аденокарциноми за різних клінічних стадій ( M±m, n = 11 )

Клінічна стадія Об’єкт дослідження Інтенсивність флуоресценції АНС, відн.од. Константа зв’язування, 104 М-1 Кількість місць зв’язування, нмоль / мг білка

І УНТ 1 2,39±0,48 12,70±1,78

AК 1,02±0,04 2,38±0,31 10,88±1,75

ІІ УНТ 1 2,91±0,37 9,07±0,67

AК 1,02±0,03 3,65±0,61 10,22±1,26

ІІІ УНТ 1 3,21±0,44 9,63±0,13

AК 0,96±0,06 4,61±0,83* 18,61±0,11*

IV УНТ 1 2,48±0,39 7,72±0,74

AК 1,12±0,10* 2,26±0,14 13,6±0,36*

Таблиця 3.

Ступінь ексимеризації пірену в препаратах внутрішньої мітохондріальної мембрани ( ВММ ) та мембран мікросом (ММ) колоректальної аденокарциноми для загальної ліпідної фази ( К335 ) та анулярних ліпідів (N^0), _________________________________________________( М±т ) ___________________________________________

Клінічна стадія ВММ ( n = 9 ) ММ ( n = 9 )

УНТ АК УНТ АК

N335, х10-2 відн. од.

І 42,0±2,2 35,0±1,5* 0,68±0,06 0,73±0,06

ІІ 44,0±2,2 55,0±2,5* 0,76±0,05 0,79±0,10

ІІІ 40,0±2,5 51,0±2,2* 0,78±0,02 0,98±0,09*

N280, х10-2 відн. од.

І 29,9±1.3 35,9±1,5* 0,72±0,06 0,81±0,05

ІІ 35,0±1,5 52,0±2,5* 0,75±0,07 0,81±0,03

ІІІ 42,0±2,2 47,0±2,2 0,74±0,02 1,0±0,10*

В’язкість ліпідів, як відомо, є інтегральною величиною і залежить від складу фосфоліпідів, вмісту холестеролу, який впорядковує структуру мембрани, кількості ненасичених жирних кислот, ступеня їх не насиченості та від інтенсивності протікання ПОЛ в мембранах тощо. Зниження

в’язкості ліпідної фази в прибілковій зоні мембранних препаратів тканин колоректальної аденокарциноми може бути зумовлене порушенням гідрофобних взаємодій між молекулами ліпідів та а-спіральними ділянками білків [14]. Наслідками таких процесів є утворення нових білок-білкових

взаємодій, що може впливати на модифікацію функціональної активності мембранозв’язаних ферментів та спричиняти формування пухлинного фенотипу.

Для оцінки структурних змін білкової

компоненти мембран досліджували інтенсивність флуоресценції триптофанілів білкових молекул [11]. Встановлено, що ВММ тканин колоректальної аденокарциноми характеризуються зростанням інтенсивності триптофанової флуоресценції

білкових молекул у середньому в 1.5 рази у

порівнянні з УНТ. Водночас, інтенсивність

триптофанової флуоресценції для ММ пухлинних тканин знижується на 13 % порівняно з УНТ. Збільшення інтенсивності флуоресценції

триптофанілів може бути спричинене структурними перебудовами білкових макромолекул, що супроводжуються переходом триптофанових залишків у неполярне оточення, а зниження інтенсивності флуоресценції - у більш полярне оточення [14, 15].

Для оцінки конформаційних перебудов

мембранних білків використано метод гасіння триптофанової флуоресценції зовнішнім

гідрофільним гасником - акриламідом. Аналіз даних по гасінню флуоресценції триптофанілів досліджуваних мембран в модифікованих

координатах Штерна-Фольмера ( рис.1 ) дозволяє визначити частку флуоресценції ( в ), яка доступна для гасіння, та ефективну константу гасіння ( КЗУ ), зміни якої відображають структурну динаміку білкових молекул [14]. Використання модифікованого рівняння Штерна-Фольмера передбачає існування двох типів флуорофорів -повністю доступних чи недоступних гасінню. Тому відмінності значення в від одиниці свідчать про існування певної кількості триптофанілів, що недоступні для гасіння акриламідом [16].

Виявлено зниження частки доступних для гасіння триптофанілів білків ВММ пухлинних тканин, порівняно з УНТ, на 71%, 23 % та 12 % для

ІІ, ІІІ та ІУ стадій, відповідно, що може бути пов’язане з їх екрануванням білковою матрицею, можливо, в ході конформаційних перебудов. Встановлено, що для препаратів ВММ пухлинних тканин величина КЗУ зростає у 2,0, 3,1, 2,0, 1,3 рази для І, ІІ, ІІІ та ІУ стадій пухлин, відповідно, у порівнянні з УНТ, що свідчить про зростання внутрішньомолекулярної рухливості молекул білків ВММ аденокарцином. Для препаратів ММ пухлинних тканин відмічено зростання частки доступних для гасіння триптофанілів в = 0,93 (для УНТ ця частка становить 0,78). Для цих препаратів не виявлено відмінностей у величині Кзу .

к -1210-

2-

0

2

Рис. 1. Гасіння триптофанової флуоресценції мембранних препаратів ( ІІ стадія, типова залежність ).

А. 1 - ВММ умовно нормальна тканина; 2 - ВММ аденокарцинома; Б. 1 - ММ умовно нормальна тканина; 2 - ММ аденокарцинома.

Примітка: по осі абсцис - концентрація акриламіду, М-1, по осі ординат - інтенсивність флуоресценції, Бо / ( Ро-Р ), відн. од.

Таким чином, в процесі пухлинної прогресії відбуваються різноспрямовані процеси структурної модифікації білків в мембранах мітохондрій та мікросом, які пов’ язані, перш за все, з конформаційними перебудовами білкових молекул.

Основу структурної та функціональної цілісності біологічних мембран становлять білок-ліпідні взаємодії. Просторову організацію білок-ліпідних комплексів ВММ та ММ оцінювали за допомогою методу ІРПЕ у донорно-акцепторних парах флуорофорів ( триптофан-пірен та триптофан - AHC ) згідно [12]. Ефективність переносу енергії

з донора на акцептор залежить від взаємного розташування ділянок переважної локалізації флуорофорів в мембрані, що дає можливість оцінити відстані між цими ділянками. При аналізі результатів ІРПЕ враховано, що найбільш вірогідні місця локалізації триптофанових залишків - це гідрофобні ділянки білків, які можуть знаходитись в мембрані як в білковому, так і в ліпідному оточенні, флуоресцентний зонд АНС переважно локалізується в мембрані на межі розподілу ліпід -вода, пірен - в зоні жирнокислотних ланцюгів фосфоліпідів [10]. За результатами гасіння

і

СТРУКТУРНО-ДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КЛІТИННИХ МЕМБРАН КОЛОРЕКТАЛЬНОІ АДЕНОКАРЦИНОМИ ЛЮДИНИ

флуоресценції донора акцептором розраховували величину ( Бо-Б ) / Б0 ( де Б0 - інтенсивність флуоресценції за відсутності гасника, Б - у присутності гасника ), яка свідчить про ефективність ІРПЕ [12].

Отримані результати по визначенню ефективності ІРПЕ в парі триптофан - пірен для препаратів ВММ свідчать, що за ІІІ та ІУ стадії колоректальної аденокарциноми характерно зростання величини ( Р0-Б ) / Б0, що вказує на збільшення ефективності переносу енергії з мембранних триптофанілів на пірен у 2 та 1,7 рази, відповідно, порівняно з УНТ.

Відомо, що за ефективністю гасіння піреном триптофанової флуоресценції можна оцінити ступінь занурення білків в ліпідну фазу мембран.

Враховуючи це, можна стверджувати, що за ІІІ та ІУ клінічних стадії зростає ступінь занурення білків ВММ у гідрофобний бішар, що призводить до зменшення відстані між донором і акцептором. Підтвердженням слугують і результати дослідження по визначенню інтенсивності триптофанової флуоресценції препаратів ВММ.

При дослідженні ефективності ІРПЕ в парі триптофан - пірен для препаратів ММ виявлено зменшення величини ( Р0-Б ) / Б0 лише за ІІ стадії колоректальної аденокарциноми на 22 % відносно УНТ ( табл. 4), що вказує на зростання ступеня експонування триптофанових залишків білків у полярне оточення для ММ аденокарциноми, що також узгоджується із результатами по гасінню триптофанової флуоресценції білків ММ.

Таблиця 4.

Ефективність індуктивно-резонансного переносу енергії, ( Бо-Б ) / Б0, х10-2, відн. од., в парах флуорофорів для препаратів внутрішньої мітохондріальної мембрани ( ВММ )

Клінічна стадія ВММ (п=10) ММ (п=8)

УНТ АК УНТ АК

Ефективність ІРПЕ в парі триптофан-пірен

ІІ 10,25±0,65 10,50±0,71 3,57±0,04 2,78±0,05*

ІІІ 7,40±0,46 14,81±0,92* 4,35±0,03 4.00±0,03

ІУ 10,9±0,69 18,22±0,59* н.в. н.в.

Ефективність ІРПЕ в парі триптофан-АНС

І 2,02±0,13 3,04±0,19* н.в. н.в.

ІІ 2.35±0,14 1,52±0,09* 1,28±0,01 1,29±0,02

ІІІ 4,29±0,28 2,12±0,13* 1,25±0,01 1,25±0,01

ІУ 1,99±0,10 2,86±0,17* н.в. н.в.

Примітка: н.в. - не визначали.

Результати досліджень ефективність ІРПЕ в парі триптофан - АНС свідчать про різнонаправлені зміни цієї величини для ВММ клітин колоректальної аденокарциноми: за І стадії вона зростає на 50 %, а за ІУ - на 40 %, відносно відповідної УНТ; за ІІ і ІІІ стадії - знижується на 36 і 50 %, відповідно, у порівнянні з УНТ ( табл. 4 ). Оскільки критична відстань ІРПЕ у парі триптофан-АНС дорівнює 2.0-3.5 нм у порівнянні з товщиною мембрани, то найбільш значний внесок в перенесення енергії вносять флуорофори, розміщені з одного боку мембрани відносно ліпідної фази. Отримані дані свідчить про структурні модифікації поверхневих ділянок ВММ клітин колоректальної аденокарциноми по мірі прогресування пухлини. Для препаратів ММ колоректальної аденокарциноми не виявлено в ефективності ІРПЕ для пари триптофан-АНС (табл. 4).

ВИСНОВКИ

Аналіз отриманих результатів свідчить, що за пухлинної прогресії спостерігаються різнобічні зміни структури та фізичних властивостей ВММ та в

меншій мірі ММ, які полягають у модифікації поверхневих ділянок мембран, зміні структурної впорядкованості ліпідної компоненти, гідрофобних білок-ліпідних взаємодій, конформації мембранних білків та їх динамічних властивостей. В основі структурної реорганізації мембран в пухлинних клітинах лежить вплив складного комплексу взаємопов’язаних та взаємообумовлених процесів. Значною мірою модифікація структурно-динамічних властивостей мембран може бути обумовлена зміною їх ліпідного та жирнокислотного складу. В свою чергу, модифікація динамічного стану мембранних компонентів в тканинах колоректальної аденокарциноми є пусковим чинником зміни їх функціонування. Результати проведених досліджень вказують на певні відмінності в характері структурних змін клітинних мембран

аденокарциноми, а більш значима модифікація ВММ, у порівнянні з ММ, підтверджує надзвичайну роль мітохондрій у пухлинній трансформації. Загальновідомо про залучення мітохондрій у процеси запобігання апоптозу, генерації регуляторних молекул активних форм

1б4

Оксигену, регуляції аутофагії та виживання пухлинних клітин в умовах перманентного метаболічного стресу. Виявлена в ході досліджень модифікація структурно-динамічної впорядкованості мембран мікросом вказує на можливу причину змін функціонування їх транспортних систем, процесів сигнальної трансдукції від трансмембранних білків та елементів позаклітинного матриксу, фолдингу, адгезивних властивостей, тощо в пухлинних клітинах.

Таким чином, виявлені зміни структури та фізичних характеристик клітинних мембран колоректальної аденокарциноми свідчать про залучення цих мембран у процеси пухлинної прогресії.

Література

1. Пушкар Л. О. Епідеміологічні аспекти

гастроінтестинального раку в Європі та Україні // Сучасна гастроентерологія. - 200б.- Т. 2S, № 2. -С. 22 - 25.

2. Brown B.S. Biological membranes. - Manchester: «Oxford Road», 199б. - 45 p.

3. Hanahan D., Weinberg RA. The hallmarks of cancer // Cell. - 2000. - Vol. 100, N і. - P. 57-70.

4. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. - М.: Мир, 1997. - б24 с.

5. Gogvadze V., Orrenius S., Zhivotovsky B. Mitochondria in cancer cells: what is so special about them? // Trends Cell Biol. - 200S. - Vol. 18, №4. - Р. іб5-173.

6. Практикум по биохимии: Учебное пособие/ Под. ред. С.Е. Северина, Г.А.Соловьевой. - М.: Изд-во МГУ,

1989. - 509 с.

7. Greenberg C.S., Craddock P.R. Rapid single-step membrane protein assay // Clin. Chem. - 1982. - Vol.28, № 7. - P.1725-1726.

S. Ещенко Н.Д., Вольський Г.Г. Определение количества янтарной кислоты и активности

сукцинатдегидрогеназы // Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен). -Л: Из-во Ленингр. ун-та, 1982. - С.207-212.

9. Болдырев А.А., Курелла Е.Г., Павлова Т.Н. Биологические мембраны. - М.: Изд-во МГУ, 1992. -142 с.

10. Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеток, мембран и липопротеидов. - М.: Наука, 1989. -277 с.

11. Демченко А.П. Люминесценция и динамика структуры белков. - К. : Наук.думка, 1988. - 280 с.

12. Фоменко Б.С., Длимбетова Г.К., Акоев И.Г. Индуктивно-резонанснный перенос энергии между хромофорами, локализированными в разных участках облученных и необлученных теней эритроцитов // Радиобиология - 1985. - Т.25, № і. - С.і2-15.

13. Кучеренко М.Є., Бабенюк Ю.Д., Войціцький В.М.

Сучасні методи біохімічних досліджень. - К.:

Фітосоціоцентр, 2001. - 424 c.

14. Лактович Дж. Основы флуоресцентной

спектроскопии. - М.: Мир, 1986. - 236 с.

15. Кагава Я. Биомембраны. - М.: Высш. Школа, 1985. -303 с.

16. Eftink M. R., Chiron C. A Fluorescence quenching studies with proteins // Anal. Biochem. - 1981. - Vol.114, N2. -P.199-227.

СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН КОЛОРЕКТАЛЬНОЙ

АДЕНОКАРЦИНОМЫ ЧЕЛОВЕКА

Сорокина Л.В., Хижняк С.В., Кудрявцева А.Г., Капля А.А.

Проведены исследования структурно-динамических свойств внутренней митохондриальной мембраны и микросомальных мембран клеток колоректальной аденокарциномы с использованием метода флуоресцентних зондов. Полученные данные указывают на разностороннюю модификацию структурного состояния и физических свойств исследуемых мембран, включая структурную перестройку поверхностного слоя мембран, изменение упорядоченности липидной компоненты, конформационные изменения белковых макромолекул и их топографии в мембране. Результаты исследований указывают на важность структурной реорганизации клеточных мембран для протекания функционально-метаболических процессов в клетках при опухолевой прогрессии.

Ключевые слова: флуоресцентные зонды, липидный бислой, белковые молекулы, клеточные мембраны, митохондрии, аденокарцинома.

THE STRUCTURAL AND DYNAMIC PROPERTIES OF HUMAN COLORECTAL ADENOCARCINOMA CELLULAR MEMBRANES

Sorokina L., Khyzhnyak S., Kudryavceva A., Kaplia O.

The structural and dynamic properties of inner mitochondrial membranes and microsomal membranes of colorectal adenocarcinoma tissues were investigated using the method of fluorescent probes. The obtained data have shown the diversity of changes in structure and physical properties of investigated membranes caused by structural rearrangements of lipid component, conformational changes of protein macromolecules and their membrane topography. The results specify the importance of membrane rearrangement for functional and metabolic behavior of the cells during the tumor progression.

Key words: fluorescent probes, lipid bilayer, protein molecules, cellular membranes, mitochondria, adenocarcinoma.