БИОХИМИЯ, 2016, том 81, вып. 12, с. 1793–1818
Регулярные статьи
УДК 577.1
Направленная регуляция полиферментных комплексов дегидрогеназ 2-оксокислот с помощью фосфоновых и фосфиновых аналогов 2-оксокислот
Обзор
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет биоинженерии и биоинформатики, 119991 Москва, Россия; электронная почта: bunik@belozersky.msu.ru
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, 119991 Москва, Россия
3 Московский физико-технический институт, факультет нано-, био-, информационных и когнитивных технологий, 123098 Москва, Россия
4 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, 119991 Москва, Россия
Поступила в редакцию 08.07.2016
После доработки 04.09.2016
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: комплексы дегидрогеназ 2-оксокислот, метаболизм аминокислот, направленная регуляция метаболизма, стрессоустойчивость, фосфоновые и фосфиновые аналоги 2-оксокислот, цикл трикарбоновых кислот, метаболизм аминокислот.
Аннотация
Комплексы дегидрогеназ 2-оксокислот являются важнейшими регуляторными звеньями метаболизма, сопрягающими деградацию сахаров и аминокислот. Обзор кратко суммирует принципы олигомерного строения, каталитического механизма и регуляции данных комплексов на основе современных данных об изученных представителях комплексов. Особое внимание уделяется использованию синтетических фосфоновых и фосфиновых аналогов 2-оксокислот в качестве селективных и эффективных ингибиторов комплексов соответствующих дегидрогеназ в сложных биологических системах бактериального, растительного и животного происхождения. Суммированы результаты работы авторов по применению синтетических аналогов 2-оксокислот in situ и in vivo для характеристики присущей различным клеткам и тканям специфики взаимодействий комплексов дегидрогеназ 2-оксокислот с другими компонентами метаболических сетей. На примере исследования глутаматной нейротоксичности в системе культивируемых нейронов показано, каким образом разрабатываемый авторами подход к модуляции метаболизма путем ингибирования его отдельных узлов может быть использован для коррекции функционирования биосистем при патологических процессах. Последующее применение фосфонового аналога 2-оксоглутарата в экспериментах на животных позволило установить роль регуляции 2-оксоглутаратдегидрогеназы мозга в ответах животного организма на стресс, а также значение такой регуляции для увеличения устойчивости к повреждающему воздействию т.н. прекондиционирования. Проведенный анализ опубликованных результатов показывает перспективность использования синтетических ингибиторов узловых реакций метаболизма для решения задач, стоящих перед системной биологией, инженерией метаболизма и медициной.