Фосфолипиды кислые и транскрипция
Как уже отмечалось, эффект кислых фосфолипидов на транскрипцию ДНК зависит от их концентрации. Так, в низкой концентрации (2-5 мкг) кардиолипин и фосфатидилглицерол стимулируют транскрипцию ДНК, тогда как их избыток (10 мкг) подавляет этот процесс [ Hirai H. et al., 1992 ]. Вместе с тем фосфатидилсерин и фосфатидилхолин не оказывают подобного эффекта. Эти данные согласуются с результатами работ [ Стручков В.А., Стражевская Н.Б., 1993 ] и цитируемой в этом обзоре литературы, где показано, что частичное удаление липидов из матрицы ДНК тимуса и печени крыс с помощью 35%-ного этанола или фосфолипаз С и А приводит к активации экзогенной РНК-полимеразы печени крыс. Кроме того, показана обратная корреляция между количеством ДНК-связанного кардиолипина в матрице и активностью экзогенной РНК полимеразы. Более того, кардиолипин может специфически регулировать активность РНК-полимеразы в зависимости от происхождения фермента: избыток кардиолипина (10 в степени минус 4 М) почти полностью подавляет активность РНК-полимеразы печени крыс, но стимулирует фермент E.coli. Из всех фосфолипидов именно кардиолипин (10 в степени минус 4 М) ингибирует эндогенную РНК-полимеразу гетерохроматина печени крыс [ Алесенко А.В. et al., 1984 ].
В отличие от нейтральных фосфолипидов , кислые фосфолипиды ( кардиолипин , фосфатидилглицерол , фосфатидилсерин , фосфатидилинозитол , фосфатидовая кислота ) восстанавливают точную транскрипцию двух главных промоторов аденовируса в ядерном экстракте асцита Эрлиха , ингибированную хлорпромазином [ Hirai H. et al., 1991 ]. Среди них кардиолипин является уникальным, так как он не только восстанавливает транскрипцию после хлорпромазина, но и стимулирует ее выше нормы в 2 раза (причем даже без хлорпромазина), а также в той же концентрации (30 мкг на 50 мл), которая активирует dnaА-белок инициации репликации E. coli [ Sekimizu K. et al., 1988 ]. Транскрипционные факторы ( TF11B , TF11E , TF11F , TF11D ) имеют сродство с кислыми фосфолипидами , так как избыток кардиолипина их осаждает. Известно [ Inoue K. et al., 1965 ], что кислые фосфолипиды имеют общий антигенный мотив с ДНК . Следовательно, определенные белки, которые имеют сродство с ДНК (аффинные белки), могут также узнавать этот мотив в фосфолипидах. Этим объясняется и тот факт [ Lafer E.M. et al., 1981 ], что кардиолипин , фосфатидилглицерол и фосфатидовая кислота блокируют связывание моноклональных антител волчанки с денатурированной ДНК. Это связано с тем, что головная группа кардиолипина изостерически подобна сахарофосфатному остову ДНК: фосфодиэфирсвязанные фосфатные группы (детерминанты) разделены с помощью равноудаленных промежутков углеводородных атомов. Кардиолипин и ДНК содержат две такие детерминанты, разделенные тремя атомами углерода. И, наоборот, положительно заряженные группы нейтральных фосфолипидов могут мешать связыванию фосфатных групп с антителами.
Известно, что гистоны играют важную роль в контроле транскрипции и репликации . В связи с этим изучались эффекты фосфолипидов на транскрипцию и репликацию в системе in vitro в присутствии гистонов [ Hirai H. et al., 1992 ]. Все классы гистонов (H1, H2A, Н2В, H3, Н4) сильно связываются с фосфатидилглицеролом , фосфатидилинозитолом и кардиолипином , но в 3 раза слабее с фосфатидилсерином и фосфатидовой кислотой . Найдено что фосфатидилглицерол и кардиолипин специфически нивелируют ингибиторный эффект гистонов как в случае с РНК и очищенной РНК - полимеразой II, так и в случае точной транскрипции главного позднего промотора аденовируса 2 в ядерном экстракте HeLa . Однако фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, фосфатидовая кислота, фосфатидилхолин и сфингомиелин не оказывают такого эффекта.
Важно отметить, что для способности фосфатидилглицерола восстанавливать транскрипцию после ингибирования гистонами необходимо присутствие в нем именно ненасыщенной жирной кислоты , в частности линолевой .
В отличие от фосфатидилсерина, фосфатидовой кислоты и фосфатидилхолина кардиолипин , фосфатидилглицерол и фосфатидилинозитол восстанавливали в зависимости от концентрации (низкая стимулировала, высокая ингибировала) репликацию ДНК SV40 в ядерном экстракте HeLa после подавления гистонами.
Итак, одни кислые фосфолипиды специфически нивелируют ингибиторный эффект гистонов на транскрипцию ( кардиолипин , фосфатидилглицерол ) и репликацию ( кардиолипин , фосфатидилглицерол , фосфатидилинозитол ), тогда как другие кислые ( фосфатидилсерин , фосфатидовая кислота ), а также нейтральные фосфолипиды ( фосфатидилхолин , фосфатидилэтаноламин , сфингомиелин ) не оказывают эффекта, хотя и связываются с гистонами.
Следовательно, восстановление синтеза ДНК и РНК с помощью кардиолипина, фосфатидилглицерола и фосфатидилинозитола нельзя объяснить только способностью этих липидов связываться с гистонами, тем более что фосфатидилглицерол не удаляет гистоны от ДНК. Предполагается, что эти кислые фосфолипиды модулируют состояние связывания гистонов с ДНК особым образом. Для выяснения этого вопроса, по мнению авторов работы [ Hirai H. et al., 1992 ], необходимо определить влияние фосфолипидов на транскрипцию и репликацию на уровне нуклеосом.
Смотрите также:
