БИОХИМИЯ, 2004, том 69, вып. 2, с. 234–242
УДК 577.352.3
Механизмы защитных функций полиаминов Escherichia coli от токсического эффекта параквата, индуцирующего супероксидный стресс
Институт экологии и генетики микроорганизмов РАН
Поступила в редакцию 10.02.2003
После доработки 22.04.2003
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: полиамины, окислительный стресс, супероксидные радикалы, soxRS регулон, генная экспрессия, стимуляторы, топология ДНК, частота мутаций.
Аннотация
Токсический эффект параквата, основной причиной которого является продукция супероксидных радикалов, приводит к индукции ферментов синтеза полиаминов и их продуктов в клетках экспоненциальной культуры E. coli. При этом активность орнитиндекарбоксилазы возрастает приблизительно в 2 раза, а лизиндекарбоксилазы – в 1,4 раза. Путресцин и спермидин, в отличие от кадаверина, оказывают стимулирующий эффект на уровень экспрессии генов soxRS регулона, величина которого зависит от концентрации и специфична для различных генов регулона. Из шести исследованных генов максимальный стимулирующий эффект (до 130%) проявляется в отношении уровня стрессовой индукции nfo (эндонуклеаза IV), минимальный (около 40%) – для sodA (супероксиддисмутаза) и средний (60–80%) – для soxS, гена транскрипционного регулятора. Добавка параквата к экспоненциальной культуре E. coli вызывает колебательные изменения топологического состояния ДНК. Путресцин препятствует падению уровня суперскрученности ДНК, обусловленному повреждающим действием свободных радикалов в первые минуты стресса, и повышает его значения в период восстановления (пик транскрипционной активности генов soxRS регулона). Эти эффекты обусловлены свойствами путресцина как ДНК-протектора и модулятора ее топологического состояния. На примере признака рифампицинустойчивости показана способность путресцина снижать частоту мутаций при супероксидном стрессе, индуцированном добавкой параквата.