Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

 

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Работа № 127638


Наименование:


Статья Что мы знаем о змеином яде в XXI веке

Информация:

Тип работы: Статья. Предмет: Биология. Добавлен: 10.09.2021. Год: 2020. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Что мы знаем о змеином яде в XXI веке

„Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift;
allein die Dosis machts, dass ein Ding kein Gift sei.“
Paracelsus (1493–1541)
Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости;
одна лишь доза делает яд незаметным.
Параце?льс (1493–1541)

Введение
С древних времен змеи привлекали внимание людей как необычные существа, способные производить яды – смеси токсичных веществ, впрыскиваемых в организм человека и животных змеями при укусе. Для впрыскивания яда имеется специальный аппарат - зубы с полостью, по которой яд вводится в жертву. Для производства яда также имеется специальный аппарат - ядовитые железы, которые располагаются позади глаз змеи, и соединены с зубами специальными протоками, через которые яд поступает в зубы. Ядовитых змей много. Из примерно 3500 видов змей более 500 видов являются ядовитыми. Для человека опасны около 400 видов, которые относятся, в основном, к четырем семействам: Viperidae (гадюковые), Crotalidae (ямкоголовые), Elapidae (аспиды) и Hydrophiidae (морские змей). В России встречаются шесть видов ядовитых змей.
Современный этап изучения ядов змей начался примерно в середине прошлого века. К настоящему времени установлено, что токсины змеиных ядов изменяют активность ферментов, рецепторов или ионных каналов, нарушая, таким образом, нормальное функционирование центральной или периферической нервной системы, сердечнососудистой системы, мускулатуры, системы сворачивания крови и гемостаза. С другой стороны, обладая чрезвычайно высокой селективностью действия, токсины все шире применяются в качестве инструментов исследования и как основа для конструирования лекарств.
Ученых, занимающихся исследованиями ядов, объединяет профессиональное сообщество – Международное Общество Токсинологии (International Society on Toxinology, IST, Рис. 1), которое регулярно проводит конференции и конгрессы своих членов.
История исследования ядов.
История изучения ядов змей насчитывает более двух тысячелетий. Первая дошедшая до нас подробная сводка о ядовитых животных и их укусах принадлежит Аристотелю (384-322 гг. до н. э. ARISTOTLE "Historia Animalium"). Современные научные представления о ядовитых змеях и их ядах начали формироваться благодаря итальянским ученым Франческо Реди и Феличе Фонтана, работавшим в городе Пизе в XVII и XVIII веках. Врач, биолог, лингвист и поэт Франческо Реди (1626–1697, Рис. 2) опубликовал в 1664 трактат о ядовитых змеях "Osservazioni intorno alle vipere" [1]. Он установил, что источником ядовитости является не желчь змеи, а яд, выделяющийся при укусе из зубов. Реди считается одним из основоположников токсинологии как науки. В 1967 году IST установило премию имени Ф. Реди для ученых, сделавших выдающийся вклад в токсинологию. Премия присуждается на каждом Всемирном Конгрессе IST и является наивысшей наградой общества. К настоящему времени 18 ученых являются лауреатами премии Реди.
Через сто лет, уже в XVIII веке, другой итальянец, Феличе Фонтана, открыл у змей ядовитые железы и получил чистый змеиный яд, который использовал для различных экспериментов с животными. Фонтана поправил Реди: яд действует на животное, попадая не в желудок, как считал Реди, а в кровь.
Интенсивные современные биохимические исследования ядов змей начались примерно в середине прошлого столетия, хотя некоторые белки в ядах змей были обнаружены значительно ранее. Так, например, одно из самых первых сообщений о фосфодиэстеразной активности змеиного яда относится к 1932 году [2]. Однако, только начиная с конца 50-начала 60 годов прошлого столетия, началось более широкое изучение белков змеиных ядов. Так, в 1959 году японской группой из яда змеи хабу была выделена протеаза [3], а в 1963 году была опубликована работа Чанга и Ли [4], в которой было описано выделение альфа-бунгаротоксина Последняя работа стала классической. К настоящему времени она является наиболее цитируемой в области исследования змеиных ядов, а альфа-бунгаротоксин до сих пор является одним из наиболее избирательных маркеров некоторых подтипов никотиновых холинорецепторов. Согласно базе данных научной литературы PubMed ежегодно публикуется около 500 статей, посвященных изучению ядов змей, а общее число публикаций приближается к 18000.
Состав змеиных ядов
Змеиные яды представляют собой сложные смеси веществ в основном белковой и пептидной природы. Число индивидуальных компонентов может превышать сотню. Однако число структурных мотивов, составляющих это огромное множество пептидов и белков, весьма ограничено и вряд ли превышает два десятка структур [5]. Если же рассматривать не число пептидов и белков, а их абсолютное содержание в яде, то наибольшее содержание имеют соединения, относящиеся к трем-четырем структурным мотивам. Несомненное первенство здесь принадлежит фосфолипазам А2 (ФЛА2). Пожалуй, к настоящему времени не известно ни одного змеиного яда, в котором не было бы ФЛА2. Из белков, не обладающих ферментативной активностью, самыми представленными являются так называемые трех-петельные токсины (ТПТ). Английский вариант названия – three-finger toxins. Это название они получили вследствие оригинальной укладки полипептидной цепи. Молекула токсина имеет компактное гидрофобное ядро, стабилизированное четырьмя дисульфидными связями. Из этого ядра выступают три полипептидных петли, напоминающие три вытянутых пальца, что собственно и дало англоязычный вариант названия (Рис. 3). ТПТ обладают широким набором биологической активности, начиная от неспецифического лизиса клеточных мембран (так называемые цитотоксины) и заканчивая высоко специфическим взаимодействием с определенными типами нейрорецепторов (так называемые ?-нейротоксины).
Остановимся более подробно на характеристике различных семейств белков и пептидов змеиных ядов. Ферменты ядов змей относятся к двум классам – гидролазам и оксидазам.
Из оксидаз в ядах змей присутствует фермент лишь одного типа – это оксидаза L-аминокислот (ОАК). ОАК катализирует стереоспецифическое окислительное дезаминирование L-аминокислот с образованием альфа-кетокислоты, аммиака и перекиси водорода. ОАК проявляют различные виды биологической активности, включая цитотоксическую, апоптотическую, бактерицидную, анти-паразитарную и некоторые другие. Роль ОАК в токсическом действии яда до сих пор до конца не выяснена.
Гидролазы представлены в ядах более широким набором, включая ФЛА2, различные протеазы, фосфодиэстеразы, гиалуронидазы и некоторые другие ферменты.
ФЛА2 очень широко распространены в природе. ФЛA2 представляют собой гидролазу, расщепляющую глицерофосфолипиды в sn-2 положении и наиболее активны по отношению к фосфолипидам, содержащим полиненасыщенные жирные кислоты в этом положении. ФЛА2 являются главными компонентами ядов змей и представлены целым рядом гомологов, довольно сильно различающихся по токсичности и биологической активности. Так, ФЛА2 проявляют нейротоксичность, миотоксичность, кардиотоксичность, они обладают антикоагулянтной, гипотензивной, гемолитической и геморрагической активностью, а также могут вызывать отек и конвульсии. Интересно, что фосфолипазная активность не всегда требуется для проявления перечисленных эффектов. Ферментативная активность змеиных ФЛА2 требует наличия ионов кальция в реакционной среде. В зависимости от природы аминокислотного остатка в положении 49 аминокислотной последовательности ФЛА2 змей подразделяются на Asp49, Lys49 или Ser49 аналоги. Lys49 и Ser49 ферменты не способны связывать кальций и не обладают фосфолипазной активностью. Однако они токсичны, вызывают сильный некроз мышц и иногда называются миотоксинами.
Протеазы представлены двумя основными семействами: сериновые протеазы (СП) и металлопротеиназы (МП). Восприимчивость СП к классическим ингибиторам сериновых протеиназ, а также анализ их первичной структуры указывают на эволюционную взаимосвязь с трипсином млекопитающих. СП действуют на различные звенья гемостаза: они обладают тромбиноподобной, плазминоподобной и калликреиноподобной активностью, способны активировать факторы свертывания V,VIII, X и протеин С, а также тромбоциты. Такие ферменты часто обладают уникальной специфичностью, отличной от специфичности факторов системы свертывания, благодаря чему служат ценными инструментами при исследовании молекулярных механизмов процессов гемостаза и находят широкое применение в медицине. Например, рептилазный (рептилаза – СП из яда копьеголовой змеи) тест аналогичен тромбиновому тесту и используется наряду с ним. Применяя данный тест можно получить очень ценную информацию о состоянии системы гомеостаза, которую другими способами получить чрезвычайно трудно.
Другим основным семейством протеолитических ферментов, широко представленным в ядах змей, являются металлопротеиназы (МП). Каждая молекула МП содержит один атом цинка. Большинство МП являются геморрагическими токсинами, нарушая проницаемость капилляров кровеносной системы. МП проявляют также другие виды биологической активности, включая фибриногенолитическу , фибринолитическую, апоптотическую; они автивируют протромбин и фактор X, а также ингибируют агрегацию тромбоцитов. Эти ферменты присутствуют в значительных количествах в ядах змей семейства Viperidae и играют существенную роль в патофизиологических процессах отравлений этими ядами.
Наряду с ферментами яды змей содержат большое количество белков, не обладающих ферментативной активностью, но играющих очень важную роль в поражающем действии яда.
Выше уже кратко обсуждались трехпетельные токсины (ТПТ). Статья, описывающая выделение первого ТПТ альфа-бугаротоксина, появилась полвека назад [4]. Интересно, что статья появилась в журнале, который не был доступен широкому кругу научной общественности. К тому же журнал прекратил свое существование в 1996 году, поэтому доступ к этой статье практически не возможен. Причины выбора такого несколько необычного журнала объяснены одним из авторов в весьма элегантном очерке об истории открытия. Статья была отвергнута одним солидным журналом на том основании, что он не публиковал данных о токсинах животных ядов, хотя сейчас такие публикации принимаются к печати. Тем не менее, эта публикация послужила толчком к интенсивному исследованию ТПТ, в котором участвовали лаборатории нескольких стран (Тайвань, Япония, СССР, Южная Африка и др.), однако наиболее продуктивной была группа шведских исследователей под руководством Доктора Эверта Карлссона (Рис. 4). Наиболее заметным достижением этой группы явилось выделение так называемого альфа-кобратоксина из яда кобры Naja naja siamensis [6]. Этот токсин наряду с альфа-бунгаротоксино широко используется в исследованиях холинорецепторов. Следует отметить, что содержание альфа-кобратоксина в яде кобры составляет более 20% в отличие нескольких процентов альфа-бунгаротоксина а за один раз кобра дает несколько сотен миллиграмм яда, в то время как от крайта можно получить не более 10 мг.
Существующая классификация ТПТ основана ни их биологической активности. Так, существуют группы нейротоксинов, цитотоксинов, блокаторов кальциевых каналов, ингибиторов агрегации тромбоцитов и некоторые другие. Токсины, нарушающие функции нервной системы, или нейротоксины, образуют обширную группу ТПТ. Эта группа подразделяется на несколько подгрупп в зависимости от мишени токсина в нервной системе. Наиболее известны альфа-нейротоксины, которые эффективно блокируют функции некоторых подтипов никотиновых холинорецепторов. Наряду с альфа-нейротоксинами существуют мускариновые токсины, которые нарушают функции мускариновых холинорецепторов. В ядах присутствуют также токсины фасцикулины, ингибирующие ацетилхолинэстеразу, еще один белок вовлеченный в синаптическую нейропередачу. К нейротоксинам можно также отнести ТПТ, блокирующие потенциал-зависимые кальциевые каналы. Наличие в ядах такого большого набора нейротоксинов позволяет эффектвно блокировать функцию нервной системы и быстро обездвижить или умертвить жертву.
Следует отметить, что в ядах еще можно обнаружить нейротоксины неизвестные ранее. Так, сотрудниками нашей лаборатории недавно был открыт новый структурный тип ТПТ, представляющий собой димер альфа-кобратоксина, в котором мономерные единицы связаны дисульфидными связями [7].
Еще один большой класс ТПТ представляют цитотоксины. К настоящему времени токсины этого класса выделены только из ядов кобр. Цитотоксины связываются с клеточной мембраной, нарушают ее целостность и вызывают лизис клеток. Некоторые токсины этой группы вызывают остановку сердца и называются кардиотоксинами. Цитотоксический эффект сильно зависит от природы токсина и клетки; трансформированные клетки подвергаются лизису при более низких концентрациях токсинов.
Следует упомянуть о других не столь многочисленных группах ТПТ. Так существуют ТПТ, нарушающие систему гемостаза, а также взаимодействующие с адренергическими рецепторами и интегринами.
Что касается интегринов, то в ядах змей имеется семейство белков, называемых дизинтегринами. Эти белки избирательно связываются с интегринами, ингибируя их функции в различных клетках. Интегрины – белки внеклеточного матрикса и рецепторы адгезии клеток, играют важную роль в регуляции клеточной адгезии и миграции. Дизинтегрины обычно содержат так называемый RGD (Arg-Gly-Asp) мотив, необходимый для взаимодействия с интегринами. Большинство идентифицированных к настоящему моменту дизинтегринов являются эффективными ингибиторами агрегации тромбоцитов, они также блокируют адгезию эндотелиальных клеток к матричным белкам, ингибируют ангиогенез и вызывают апоптоз эндотелиальных клеток. В целом дизинтегрины представляют собой хорошую основу для создания противораковых препаратов...


Смотреть работу подробнее




Скачать работу


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.