Анотація до роботи:

Кофанова О.О. Модифікація функціональної активності Са²⁺-АТФази і мембрано-цитоскелетного комплексу еритроцитів під впливом гліцерину та кріоконсервування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.19 – кріобіологія. - Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, Харків, 2007.

Дисертаційна робота присвячена вивченню змін фукціональної активності Ca²⁺-АТФази і рівня вільного цитозольного Са²⁺ в еритроцитах людини, а також оцінці Са²⁺-залежних перебудов трансмембранного розподілу фосфатидилсерина в ліпідному бішарі та білок-білкових взаємодій у мембрано-цитоскелетном комплексі, що індуковані гліцерином і кріоконсервуванням. Встановлено, що модифікація активності Са²⁺-АТФази сапонін-перфорованих еритроцитів під впливом наростаючих концентрацій гліцерину має біфазний характер. Аналіз ролі ендогенних модуляторів з використанням інгібітору кальмодулін-залежних реакцій показав, що активація Са²⁺-АТФази, яка відмічається в присутності 10%-го гліцерину, реалізується тільки у присутності кальмодуліна. Також відзначено, що активність даного ферменту в еритроцитах, кріоконсервованих під захистом гліцерину, пригнічується після розморожування, а після дегліцеринізації кріоконсервованих клітин підвищується. Показано, що рівень цитозольного Са²⁺ в еритроцитах під впливом гліцерину збільшується. У кріоконсервованих клітинах після дегліцеринізації рівень Са²⁺ ще більш зростає в порівнянні з умовами інкубування в присутності гліцерину. Встановлено слабкий вплив гліцерину і низьких температур на зміну асиметричного розподілу фосфатидилсерина в плазматичній мембрані еритроцитів протягом короткого часу. Показано, що під впливом гліцерину і кріоконсервування можуть відбуватися Са²⁺-індуковані перебудови в мембрано-цитоскелетному комплексі еритроцитів.

Успішне вирішення проблеми низькотемпературного консервування неможливе без вивчення механізмів структурно-функціональної модифікації різних клітинних структур під впливом низьких температур і кріопротекторів різного типу дії. У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, щодо вивчення закономірностей змін Са²⁺-регулюючих систем і Са²⁺-залежних модифікацій мембрано-цитоскелетного комплексу еритроцитів під впливом гліцерину і низьких температур.

1. Активність Са²⁺-АТФази сапонін-перфорованих еритроцитів у присутності її ендогенних регуляторів змінюється біфазно в залежності від концентрації гліцерину. Низькі концентрації кріопротектора активують роботу ферменту, досягаючи максимального ефекту при 10%-му вмісті гліцерину в середовищі, а високі концентрації викликають інгібування Са²⁺-АТФази.

   Порівняння ефектів гліцерину на роботу Са²⁺-АТФази в сапонін-перфорованих еритроцитах і білих тінях свідчить про участь ендогенних регуляторів у модуляції її активності. Для реалізації активуючого ефекту гліцерину на Са²⁺-АТФазу потрібен кальмодулін, що підтверджується результатами інгібіторного аналізу.

   На моделі сапонін-перфорованих еритроцитів показано, що заморожування-відігрівання клітин в присутності гліцерину супроводжується пригніченням Са²⁺-АТФазної активності, а їх дегліцеринізація після кріоконсервування веде до стимулювання функції даного ферменту. Високі концентрації солей пригнічують каталітичну активність Са²⁺-насоса як у сапонін-перфорованих клітинах, так і в білих тінях еритроцитів незалежно від присутності кріопротектора в середовищі.

   Встановлено, що під впливом інкубації з гліцерином, кріоконсервування, дегліцеринізації відбувається підвищення рівня цитозольного Са²⁺ в еритроцитах. Са²⁺-транспортуючі системи істотно впливають на регуляцію його вмісту, оскільки додавання ванадату на всіх етапах супроводжується збільшенням концентрації Са²⁺.

   Інкубація з гліцерином, кріоконсервування, дегліцеринізація слабко впливають на трансбішаровий розподіл фосфатидилсерину в мембрані еритроцитів. Регулююча роль Са²⁺ і АТФ-азних реакцій в даних умовах виражена несуттєво.

   Під впливом гліцерину і низьких температур відбуваються Са²⁺-залежні перебудови білок-білкових взаємодій в мембрано-цитоскелетному комплексі еритроцитів, що виражається в зміні вмісту білків смуг 2.1, 4.2, 4.9, 6, 7. Після моделювання трансфузії білковий спектр деконсервованих еритроцитів не відрізняється від спектру нативних клітин.

Публікації автора:

1. Кофанова О.А., Землянских Н.Г., Бабийчук Л.А. Активность Са²⁺-АТРазы эритроцитов человека при криоконсервировании под защитой глицерола // Гематологія і переливання крові. - 2004. - Вип.32. - С.72-79.

2. Землянских Н.Г., Кофанова О.А., Бабийчук Л.А. Модификация активности Ca²⁺-ATPазы эритроцитов под влиянием глицерола, замораживания и в средах с различной ионной силой // Пробл. криобиологии. - 2005. – Т.15, №2. - С.173-183.

3. Землянских Н.Г., Кофанова О.А. Ca²⁺-ATPаза эритроцитов человека модифицируется под действием глицерола и низких температур // Пробл. криобиологии. - 2005. – Т.15, №3. - С.529-532.

4. Землянских Н.Г., Кофанова О.А., Хоменко М.В. Осмотические эффекты модулируют активность Са²⁺-АТРазы эритроцитов человека // Гематологія і переливання крові. - 2006. -Вип.33. - С.104-108.

5. Землянских Н.Г., Кофанова О.А. Модификация активности Са²⁺-АТРазы эритроцитов человека под влиянием глицерола: роль кальмодулина // Биохимия. - 2006. - Т.71, №8. - С.1112-1118.

6. Кофанова О.О. Вплив гліцеролу та іонної сили на активність Са²⁺-АТРази еритроцитів людини // Матеріали наук.-практ. конференції молодих вчених, присвяченої 350-річчю міста Харкова 23 листопада 2004 року. - Харків, 2004. - С.43-44.

7. Кофанова О.А., Землянских Н.Г., Бабийчук Л.А. Влияние высоких концентраций ионов щелочных металлов на активность Ca²⁺-ATPазы эритроцитов человека // Матеріали Міжнарод. наук.-практ. конференції «Дні науки 2005».- Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. - Т.2.«Біологія» - С.22-25.

8. Землянских Н.Г., Кофанова О.А. Регуляция активности Ca²⁺-ATPазы эритроцитов человека в присутствии глицерола // Материалы международ. конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». - Пущино, 2005. - С.308-311.

9. Землянских Н.Г., Кофанова О.А. Состояние активности Ca²⁺-ATPазы эритроцитов человека при криоконсервировании в глицерол-содержащих средах / Матер. наук.-практ. конф., м.Київ, 2005р. // Укр. журнал гематології та трансфузіології. Гематологія і трансфузіологія: фундаментальні та прикладні питання. - 2005, №4(додатковий)(5). - С.113-114.

10. Кофанова О.А., Землянских Н.Г. Действие низких температур и глицерола на концентрацию цитозольного Са²⁺ и активность Ca²⁺-ATPазы эритроцитов // Материалы Всеукраин. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Физика. Биофизика - 2006». - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. - С.107-112.

11. Землянских Н.Г., Кофанова О.А., Бабийчук Л.А. Асимметричное распределение фосфатидилсерина в мембране эритроцитов при криоконсервировании под защитой глицерола / Матер. V міжнар. наук. симпоз. «Актуальні та невирішені питання гематології та трансфузіології», м.Київ, 2006р. // Новое в гематологии и трансфузиологии. - 2006. - Вип.5 - С.33-37.

12. Землянских Н.Г., Кофанова О.А., Бабийчук Л.А. Влияние глицерола на активность Са²⁺-АТРазы и асимметричное распределение липидов в мембране эритроцитов человека // Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем: Сб. статей Седьмого съезда Белорусского общественного объединения фотобиологов и биофизиков; Под ред. И.Д.Волотовского, С.Н. Черенкевича и др. - Мн.: Право и экономика. - Минск, 2006. – Т.1. - С.244-246.

13. Кофанова О., Землянських Н., Бабійчук Л. Стан мембранних білків еритроцитів в умовах кріоконсервування // Матеріали наук.-практ. конференції молодих вчених, присвяченої 145-річчю Харківського медичного товариства 23 листопада 2006 року. - Харків, 2006. - С. 37-38.

14. Кофанова О., Землянських Н., Бабійчук Л. Зміна активності Са²⁺-АТФази еритроцитів під вплівом гліцерола і низьких температур // Тези доповідей Установчого зїзду Українського товариства клітинної біології. - Львів, 2004. - С.243.

15. Землянських Н.Г., Кофанова О.О. Вивчення впливу гліцеролу на роботу Са²⁺-АТРази еритроцитів людини // Тези доповідей Першої Міжнародної конференції студентів та аспірантів. - Львів, 2005. - С.30.

16. Kofanova O.A., Zemlyanskikh N.G., Babijchuk L.A. Influence of cryoprotectants with different effectory mechanisms on human erythrocyte Ca²⁺-ATPase / Матер. 5 Парнас. конф. // Укр.біохім.журн. – 2005. - Т.77, №2(спеціальний випуск). - С.117.

17. Кофанова О.А., Землянских Н.Г. Изменение активности Ca²⁺-ATPазы эритроцитов человека при криоконсервировании в присутствии глицерола // Збірник тез міжвузвської конференції молодих вчених «Медицина третього тисячоліття». - Харків, 2006. - С.21-22.

18. Kofanova O.A., Zemlyanskikh N.G. Investigation of erythrocytes Ca²⁺-ATPase activity under ion strength and glycerol effects // Збірник тез Другої міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів «Молодь та поступ біології». - Львів, 2006. - С.78.

19. Кофанова О.А., Землянских Н.Г. Эффект глицерола и низких температур на активность Ca²⁺-ATPазы эритроцитов человека // Сборник тезисов 10й Пущинской школы-конференции молодых ученых, посвященная 50-летию Пущинского научного центра РАН «Биология – наука XXI века». - Пущино, 2006. - С.80.

20. Землянських Н.Г., Кофанова О.О., Хоменко М.В., Бабійчук Л.О. Кріоконсервування еритроцитів людини під захистом гліцеролу і ПЕО-1500 для кліничного застосування: зміна активності Са²⁺-АТРази // Клінічна хірургія. - 2006. - №4-5. - С.93.

21. Кофанова О.А., Землянских Н.Г. Влияние глицерола и низких температур на асимметричное распределение фосфатидилсерина в мембране эритроцитов // Матеріали IX Українського біохімічного з’їзду. - Харків, 2006.- Т.1. - С.47.

22. Кофанова О.О. Гліцерол та низькі температури модифікують мембрано-цитоскелетний комплекс еритроцитів людини / Матер. конф. молод. учених «Актуальні проблеми біохімії та біотехнології - 2006», м.Київ, 2006р. // Укр.біохім.журн. - 2006. - Т.78, №6. - С.141.