БИОХИМИЯ, 2002, том 67, вып. 3, с. 339–352
УДК 577.152.1
Активные формы кислорода и регуляция экспрессии генов
Обзор
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
Поступила в редакцию 05.02.2001
После доработки 24.05.2001
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: активные формы кислорода, оксид азота, протеинкиназы, генная регуляция.
Аннотация
В клетках эукариот образование активных форм кислорода (АФК) происходит в реакциях, катализируемых NAD(P)H-оксидазой и некоторыми другими специализированными оксидазами, а также как неизбежный побочный продукт многих окислительно-восстановительных реакций. Клеточный синтез АФК регулируется рядом гормонов, цитокинов и ростовых факторов. Подъем уровня АФК выше определенного предела (окислительный стресс) приводит к опасным для поддержания жизнедеятельности клеток процессам, таким как перекисное окисление липидов, окислительная модификация белков и нуклеиновых кислот. Вместе с тем в низкой концентрации АФК действуют как «вторичные мессенджеры», передающие сигнал от межклеточных сигнальных молекул и их мембранных рецепторов на контролирующие экспрессию генов внутриклеточные регуляторные системы. Транскрипционный ответ клеток на действие АФК обусловлен прежде всего активацией MAP-киназ и подчиненных им факторов транскрипции AP-1, ATF и NF-κB. Индукция специфических генов также происходит при гипоксии, т.е. в противоположных окислительному стрессу условиях. Транскрипционный ответ клеток на гипоксию обусловлен активацией факторов транскрипции HIF-1 и AP-1. Помимо АФК аналогичную функцию подвижной и высокореактивной редокс-чувствительной сигнальной молекулы выполняет окись азота. NO вступает в химические реакции с супероксид-анионом и другими свободными радикалами с образованием высокоактивных промежуточных соединений. В зависимости от соотношения внутриклеточных концентраций NO и АФК могут взаимно как усиливать, так и ослаблять действие друг друга на клетки.