Репарационные процессы, индуцируемые в E.coli свободными радикалами кислорода и оксидом азота

Ступакова М.В., Махова Е.В., Лобышева И.И.1, Васильева С.В., Ванин А.Ф.1

Институт Биохимической Физики РАН им. Н.М.Эмануэля

1Институт Химической Физики РАН им. Н.Н.Семенова, 117334, Москва, ул. Косыгина 4, Россия

Интерес к роли свободных радикалов в качестве биологических сигнальных молекул все более возрастает. Это в значительной степени обусловлено доказательством индукции ряда альтернативных генетических репарационных процессов на генотоксический оксидативный стресс SOS-, OxyR- и SoxRS-ответов и предполагает существование дифференцированных клеточных сенсорных механизмов на различные формы реактивного кислорода. Последние включают продукты аэробного метаболизма супероксид О2 и Н2О2, как предшественников ряда свободных радикалов. Недавно установлено, что молекула NO также генерируется биологическими системами и является сигнальной молекулой со множеством важнейших функций. Задачей нашей работы было доказательство подобия биологических сенсоров, "запускающих" указанные репарационные ответы активными молекулами обоих указанных типов. Экспрессия генов SOS-, OxyR- и SoxRS-ответов контролировалась колориметрически в соответствии с методологией SOS-хромотест Quillardet, Hofnung, 1984 в штаммах E.coli со слитыми оперонами N::lacZ, где N один из генов соответствующего регулона. В качестве индукторов свободных радикалов кислорода использованы Н2О2 и менадион, а доноров NO динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ) с глутатионом и нитрозоглутатион (GSNO), которые могут генерировать внутриклеточно NO либо NО+. В наших исследованиях впервые показано, что оба агента индуцируют в клетке SOS-репарационный процесс как ответ на генотоксическое воздействие NO. При этом и жизнеспособность клеток, и количественные показатели SOS-индукции зависели от химической природы донора NO. Методом ЭПР зарегистрированы сигналы, характерные для парамагнитных форм ДНКЖ при обработке клеток GSNO и газообразным NO. Сравнительное изучение количественных аспектов генотоксичности ДНКЖ и GSNO позволит установить редокс-состояние формы NO, приводящей к индукции SOS- и других репарационных процессов в E.coli.