Анотація до роботи:

Богуцька К.І. Вплив полярності середовища та іонів металів на каталітичну активність транспортної і міозинової АТФаз м’язів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02-біофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.

Дисертація присвячена дослідженню впливу полярності середовища на каталітичну активність Са²⁺-транспортної АТФази плазматичної мембрани гладеньком’язових клітин та вивченню впливу іонів металів на ферментативну активність АТФази міозину серцевого м’яза. Встановлено, що зміна діелектричної проникності середовища інкубації впливає на кінетичні характеристики Са²⁺, Mg²⁺-АТФази. Обговорюється можлива роль локальних змін діелектричної проникності цитоплазми як фактора неспецифічного контролю транспортної активності Са²⁺-насоса. Показано, що активність АТФази міозину та протікання реакції суперпреципітації актоміозину залежать від присутності певного іона, який може викликати активацію чи пригнічення обох процесів відповідно. Окремо розглянуто питання про вплив іонів алюмінію на суперпреципітацію актоміозину та АТФазну активність міозину серцевого м’яза. Одержані результати порівняно з міозином інших типів м’язів – скелетних та гладеньких. Обговорюється залежність фізіологічних властивостей м’язів різних типів від фізико-хімічних та структурних особливостей міозину.

1. У дисертаційній роботі досліджувався вплив важливих фізико-хімічних факторів – органічних сполук, діелектричної проникності середовища та іонів металів – на ферментативну активність різних у функціональному відношенні АТФ-гідролаз: транспортної Са²⁺, Mg²⁺-АТФази плазматичної мембрани (гладенький м’яз) та АТФази скоротливих білків (серцевий м’яз). Одержані дані поглиблюють і уточнюють існуючі уявлення про вплив факторів середовища на ферментативну активність АТФаз м’язової тканини, і відповідно на скоротливу активність м’язів, що може мати практичне значення у зв’язку з розробкою методів підвищення стійкості організмів в умовах антропогенного забруднення довкілля.

2. Встановлено гальмівний ефект органічних розчинників (в концентрації 0-10%) на питому ферментативну активність очищеної Са²⁺, Mg²⁺-АТФази, солюбілізованої з плазматичної мембрани клітин міометрію, цей ефект відповідає послідовності: діоксан > ацетон > етанол.

3. Показано, що незалежно від того, в якому режимі вивчався вплив діелектричної проникності середовища e на питому активність очищеної Са²⁺, Мg²⁺-АТФази плазматичної мембрани (за умов насичення іонами Мg чи АТФ), зменшення e в діапазоні 73,05-68,80 призводить до зниження числа обертів та каталітичної ефективності ферменту, а також уявної спорідненості до субстрату (АТФ) та активатора (Мg²⁺).

4. Встановлено, що іони таких двовалентних металів, як Zn та Cd, пригнічують активність міозинової і актоміозинової АТФаз серцевого м’яза та реакцію суперпреципітації актоміозину, в той час, як іони Sr виявляють активуючий вплив, тобто вони здатні повністю заміщувати іони Са в АТФ-гідролазній реакції міозину та в ході реакції суперпреципітації актоміозину.

5. Виявлено концентраційно залежне інгібування АТФазної активності міозину та реакції суперпреципітації актоміозину міокарда іонами алюмінію.

6. Встановлено, що іони важких металів здатні заміщувати фізіологічно важливі іони магнію і кальцію на ділянках, що є суттєвими для реалізації АТФазної реакції та процесу суперпреципітації, тобто здатні змінювати функціональні характеристики скоротливих білків м’язів, модулюючи актин-міозинову взаємодію.

Публікації автора:

1. Слинченко Н.Н., Костерин С.А., Богуцкая Е.И. Влияние диэлектрической проницаемости среды инкубации на кинетику реакции гидролиза АТР, катализируемой Са²⁺-транспортирующей АТРазой, солюбилизированной из плазматической мембраны гладкомышечных клеток // Биохимия. – 1996. – Т. 61, № 7. – С. 1189-1197.

2. Богуцька К.І., Трегубов В.С., Данилова В.М. Вплив іонів металів на АТФазну активність міозину й актоміозину серцевого м’язу // Вісник Київського університету. Фізіологія. Проблеми регуляції фізіологічних функцій. – 1999, вип. 5. – С. 76-80.

3. Семенова Н.П, Давидовська Т.Л., Філіппов І.Б., Богуцька К.І., Мірошниченко М.С. Роль іонів Са²⁺ у регуляції скорочення та розслаблення гладеньких м’язів // Вісник Харківського університету. Біофізичний вісник. – 2000. – № 497, вип. 2. – С. 35-41.

4. Богуцька К.І., Цимбалюк О.В., Данилова В.М. Особливості функціонування міозинової АТРази серцевого м’яза // Биополимеры и клетка. – 2002. – Т. 18, № 4. – С. 297-300.

5. Богуцька К.І., Данилова В.М., Мінченко П.Г., Шеремет Л.П., Мірошниченко М.С. Вплив іонів алюмінію на суперпреципітацію актоміозину серцевого та скелетних м’язів // Биополимеры и клетка. – 2003. – Т. 19, № 4. – С. 362-366.

6. Bogutska K.I., Danilova V.M., Miroshnichenko N.S. Engineering of the muscle cell: molecular approach // Book of abstracts of 4th European conference on engineering and medicine. – Warsaw (Poland). – 1997. – Р. 407-408.

7. Miroshnichenko N.S., Bogutska K.I., Havriley D.V., Nozdrenko D.N. Influence of divalent and trivalent cations on ATP activity of myosin and actomyosin: thick filament structure // 26th European muscle congress. – Schneverdingen (Germany). – 1997. – № 22.

8. Богуцька К.І., Трегубов В.С., Данилова В.М., Мірошниченко М.С. Роль двовалентних катіонів у функціонуванні міозинової та актоміозинової АТФаз серцевого м’яза // Тези доповідей ІІ з’їзду Українського біофізичного товариства. – Харків. – 1998. – С. 131.

9. Мірошниченко М.С., Давидовська Т.Л., Богуцька К.І. Дослідження дії іонів алюмінію, кверцетину та їх комплексу на механізми скорочення м’язів // Матеріали ХV з’їзду фізіологів. – Донецьк. – Фізіол. журн. – 1998. – Т. 44, № 3. – С. 77.

10. Ковеня Т.В., Бобик В.І., Сидорик Л.Л., Богуцька К.І., Трегубов В.С., Мацука Г.Х. Вивчення АТФазної активності міозину міокарду при дилятаційній кардіоміопатії // Тези доповідей ІІ з’їзду Українського біофізичного товариства. – Харків. – 1998. – С. 179.

11. Bogutska K.I., Miroshnichenko N.S. Effect of metals ions on ATPase activity and superprecipitation of cardiac muscle actomyosin // XIIIth International biophysics congress. – New Delhi (India). – Journal of Biosciences. – 1999. – Vol. 24, sup. 1. – P. 58.

12. Богуцька К.І., Трегубов В.С., Мединська К.О. АТР-азна активність актоміозину та міозину за різних умов зберігання їхніх препаратів // Матеріали VIII Українського біохімічного з’їзду. – Чернівці. – Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 4а. – С. 25-26.

13. Богуцька К.І., Данилова В.М., Мірошниченко М.С. Вплив факторів зовнішнього середовища (іонів металів) на функціональні характеристики актоміозину міокарда // Тези доповідей міжнародної конференції студентів і молодих вчених “Екологічні проблеми міст і промислових зон: шляхи їх вирішення”. – Львів. – 2003. – С. 75-78.