Postępy Biologii Komórki, tom 32, 2005, supl. 23

Streszczenie: Tlenek azotu (NO) jest wolnym rodnikiem, co warunkuje jego wysoką reaktywność w układach biologicznych. Jest obecny w środowisku glebowym jako produkt reakcji nitryfikacji i denitryfikacji, w komórkach roślinnych może być syntetyzowany w wyniku reakcji enzymatycznych (katalizowanych przez roślinną syntazę tlenku azotu i/lub reduktazę azotanową) lub powstawać spontanicznie w wyniku reakcji nieenzymatycznych. Podobnie jak w organizmach zwierzęcych pełni rolę cząsteczki sygnałowej. Donory NO (nitroprusydek sodu, S-nitrozo-N-acetylopenicyloamina czy nitrozoglutation) stymulują kiełkowanie nasion wielu gatunków roślin. Produkcję endogennego NO wykazano we wczesnych etapach kiełkowania nasion, co wskazuje, że NO może być endogennym regulatorem tego procesu. Jednakże mechanizm jego działania w regulacji kiełkowania nasion nie jest w pełni poznany. Prawdopodobnie, NO uruchamia „fitochromowy” szlak transdukcji sygnału prowadzący do przerwania spoczynku i rozpoczęcia kiełkowania w przypadku nasion fotoblastycznych. Ponadto, funkcja NO jako czynnika stymulującego kiełkowanie może dotyczyć współdziałania NO z hormonami roślinnymi uczestniczącymi w indukcji procesu kiełkowania nasion.

Streszczenie: Błony tylakoidów w chloroplastach roślin wyższych zróżnicowane są w cylindryczne, ścieśnione stosy gran otoczone przez helikalnie zorganizowane, nieścieśnione tylakoidy stromy. Reakcje świetlne fotosyntezy są katalizowane przez kompleksy białkowo-barwnikowe, Fotosystem I (PSI) i Fotosystem II (PSII). Transport elektronów, wytwarzanie siły protonomotorycznej i przemiana energii świetlnej w chemiczną związane są z kompleksem cytochromów b₆f i syntazy ATP. Kompleksy rdzeniowe fotosystemów wraz ze specyficznymi kompleksami antenowymi, LHCI i LHCII, są zorganizowane w wielkie kompleksy białkowo-barwnikowe. Superkompleksy LHCII-PSII i trimeryczny, mobilny kompleks antenowy LHCII tworzą mikrodomeny lub megakompleksy określające przestrzenną budowę tylakoidów. Mechanizmy elastycznej regulacji reakcji fotosyntetycznych na zmienne warunki środowiska są ściśle związane ze zmianami organizacji superkompleksów w błonach tylakoidów.

Słowa kluczowe: chloroplasty, błony tylakoidów, kompleksy białkowo-barwnikowe, PSI, PSII, LHCII, superkompleksy, budowa przestrzenna tylakoidów

Streszczenie: Tyrozyno-swoiste kinazy białkowe, receptorowe (RTKs), jak i niereceptorowe (NTKs), pełnią centralną rolę w przenoszeniu sygnałów zewnątrzkomórkowych zarówno w komórkach prawidłowych, jak i neoplastycznych. Od lat poszukiwano inhibitorów uniemożliwiających przekaz sygnału przez kinazy tyrozynowe. Biorąc za wzór naturalne inhibitory kinaz białkowych (kwercetyna, erbstatyna itp.) Levitzky i wsp. zsyntetyzowali w latach 1988–1989 pierwsze syntetyczne inhibitory kinaz tyrozynowych i nadali im nazwę tyrfostiny. Ponad 30 tyrfostinów jest obecnie w fazie badań klinicznych. Struktura, aktywność biologiczna i aktywność przeciwnowotworowa wybranych inhibitorów kinaz receptorów EGF, IGF, VEGF oraz niereceptorowej kinazy BRC-ABL jest tematem niniejszego artykułu. Wydaje się, że największe szanse zastosowania w terapii przeciwnowotworowej mają tyrfostiny podawane w mieszaninie z innymi inhibitorami transdukcji sygnału lub z cytostatykami.

Słowa kluczowe: inhibitory kinaz tyrozynowych, aktywność przeciwnowotworowa

Streszczenie:
Streszczenie: Osteoporoza to przewlekła choroba metaboliczna, charakteryzująca się postępującym ubytkiem masy kostnej i dezorganizacją struktury przestrzennej kości. Zmiany chorobowe są skutkiem działania szeregu czynników, w tym dziedzicznych. Prawidłowy proces przebudowy kości (ang. bone remodeling) jest wynikiem równowagi pomiędzy osteoklastogenezą i osteoblastogenezą, dwoma podstawowymi procesami, których przebieg kontroluje szereg białek. Proliferacja i różnicowanie osteoklastów przebiega w obecności białek: PU.1, MITF, M-CSF, c-Src, PI-3K, c-Fms, RANK, NFATc1, NFkB i cFos/Fra-1. Aktywowanie fazy resorpcji podczas ciągłej przebudowy kości uzależnione jest od bezpośredniego kontaktu osteoblastów i osteoklastów, w którym pośredniczą m.in. receptory RANK z powierzchni osteoklastów i ligandy RANKL – cytokiny wydzielane przez osteoblasty. Szlak sygnalizacji Wnt i związane z nim białka LRP-5, LRP-6 oraz koreceptory białek Wnt są także zaangażowane w regulację funkcji osteoblastów. Już ponad trzy dziesięciolecia trwa poszukiwanie i identyfikacja genów/alleli predysponujących do fenotypu osteoporozy. Trzy najczęściej badane geny to: VDR, COLIA1 i ER. Wszystkie analizowane geny przyporządkowano do czterech grup czynników biologicznych: cytokin, czynników wzrostowych, białkowych składników macierzy kości oraz hormonów kalcytropowych i ich receptorów. Kolagen typu I to białko fibrylarne, główny składnik macierzy kości, VDR – cytoplazmatyczny receptor witaminy D regulujący ekspresję docelowych genów i podobnie jak ER – receptor estrogenowy, odpowiadający za utrzymanie homeostazy kości. Pomimo nieustalonych jeszcze szczegółowo oddziaływań pomiędzy poszczególnymi allelami genu LRP-5 i ekspresją i/lub funkcją transmembranowego białka LRP-5, sugeruje się ich możliwy wpływ na zmiany wartości parametru BMD oraz stopień ryzyka wystąpienia fenotypu osteoporozy. Z patofizjologią osteoporozy związane są, oprócz polimorficznych postaci genu TGFb-1, także mutacje cytokin prozapalnych IL-1 i IL-6, których synteza związana jest m.in. z poziomem estrogenów u kobiet. Analizowane zmiany struktury pierwszorzędowej genetycznych wyznaczników osteoporozy to m.in. polimorficzne miejsca restrykcyjne BsmI, ApaI, EcoRV, FokI i TaqI genu VDR i ich związek z wartością BMD szyjki kości udowej oraz kośćca całego szkieletu. Szczególne zainteresowanie badaczy budzi polimorfizm Sp1 genu COLIA1, który według niektórych jest wyznacznikiem zmian struktury przestrzennej kości. Inne, badane warianty alleliczne genów-kandydatów związanych z fenotypem osteoporozy są podatne na trawienie enzymami BstI, PvuII i XbaI w genie ER?; polimorficzne miejsce restrykcyjne PvuII genu CD38, a także mutacje genów OSCAR i RUNX2. Pomimo szeregu prowadzonych dotychczas badań nad genetycznym podłożem osteoporozy pojawiło się wiele rozbieżnych wyników. Badania uwzględniające wiele czynników wpływających na fenotyp choroby doprowadzą zapewne do zidentyfikowania molekularnego wyznacznika użytecznego w diagnostyce i leczeniu osteoporozy.

Słowa kluczowe: osteoporoza, BMD, przebudowa kości, COLIA1, VDR, ER, LRP-5, RUNX2

Streszczenie: Kinaza serynowo-treoninowa – mTOR (ang. mammalian target of rapamycin) jest regulatorem tempa wielu procesów wewnątrzkomórkowych w odpowiedzi na sygnały zewnątrzkomórkowe, dostępność substancji odżywczych oraz informacje o stanie metabolicznym komórki. mTOR w komórkach nerwowych reguluje zarówno przeżywanie, jak i różnicowanie tych komórek. Pośród procesów, których aktywność jest regulowana przez mTOR, można wymienić rozwój drzewa aksonalnego i dendrytycznego, synaptogenezę, plastyczność synaptyczną oraz uczenie się i pamięć. Badania przeprowadzone ostatnio wskazują również, iż nieprawidłowa aktywność mTOR może być jedną z przyczyn licznych neuropatologii, w tym nowotworów oraz chorób neurodegeneracyjnych, takich jak: choroby Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona. Celem tego artykułu jest przedstawienie obecnego stanu wiedzy zarówno na temat ścieżek przekaźnictwa sygnału angażujących kinazę mTOR, jak również opisanie jej istotnego udziału w regulacji prawidłowej fizjologii tak różnicującej się, jak i dojrzałej komórki nerwowej oraz zmian jej aktywności obserwowanych w sytuacjach patologicznych w mózgu.

Słowa kluczowe: kinaza mTOR, różnicowanie komórek nerwowych, plastyczność neuronalna, stwardnienie guzowate, choroby neurodegeneracyjne

Streszczenie: Obecnie naszą wiedzę dotyczącą roli poliamin w wielu rozwojowych i morfogenetycznych procesach zachodzących w roślinach można pogłębić ingerując w szlaki biosyntezy poliamin przez stosowanie odpowiednich inhibitorów, poliaminowych mutantów oraz wykorzystywanie metod stosowanych w biologii molekularnej. Prezentowana praca podsumowuje dotychczasowy stan wiedzy na temat molekularnego mechanizmu kontroli genów biorących udział w syntezie poliamin i roli, jaką dzisiaj przypisuje się poliaminom w komórce roślinnej.

Słowa kluczowe: komórka roślinna, poliaminy, transglutaminazy, poliaminowe mutanty, rośliny transgeniczne

Streszczenie: W pracy przedstawiono aktualne poglądy dotyczące różnych aspektów biologii komórek dendrytycznych (DC). Omówiono ich podział na dwie subpopulacje oraz warunki i skutki aktywacji DC. Szczegółowo przedstawiono zagadnienia prezentacji krzyżowej jako ważnej funkcji immunobiologii tych komórek. Następnie przedstawiono rolę DC w immunoregulacji, a zwłaszcza cytokin immunosupresyjnych, takich jak IL-10 i TGF-b, i ponadto enzymu 2,3 deoksygenazy indoloaminy (IDO). Zwrócono uwagę na znaczenie DC w powstawaniu tolerancji immunologicznej. Przedstawiono dowody świadczące o istnieniu komórek NK o cechach komórek dendrytycznych i jednocześnie mających właściwości cytotoksyczne. W dalszej części przytoczono przykłady udziału DC w różnych chorobach człowieka począwszy od chorób zakaźnych, poprzez autoimmunizacyjne, a także niedobory odporności. Zwrócono uwagę na istnienie osobnej populacji grudkowych komórek dendrytycznych obecnych w grudkach limfatycznych węzłów chłonnych i ich rolę w namnażaniu czynników zakaźnych w chorobach z grupy zakaźnych encefalopatii gąbczastych. W części końcowej wskazano na nowe kierunki produkcji szczepionek przy użyciu DC powiązanych z biopolimerami, takimi jak: liposomy, nanocząsteczki i inne.

Słowa kluczowe: komórki dendrytyczne, prezentacja krzyżowa, immunoregulacja, rola w patologii człowieka

Streszczenie: VEGF-A jest glikoproteiną należącą do rodziny czynników wzrostu śródbłonka. Ludzki gen VEGF-A, zlokalizowany jest na chromosomie 6p21.3 i zawiera 8 egzonów przedzielonych 7 intronami. W wyniku alternatywnego składania może powstawać 10 izoform VEGF-A określanych jako: 121, 138, 145, 148, 162, 162b, 165, 183, 189 i 206 różniących się budową, występowaniem i funkcją. VEGF-A wiąże się z receptorami błonowymi o aktywności kinazy tyrozynowej Flt-1 i Flk-1, czego efektem jest aktywacja białek adaptorowych Shc, Grb2, Nic, Nck, Crk, fosfatazy tyrozynowej SHP-1 i SHP-2 oraz białek docelowych, takich jak: kinaza białkowa B Akt/PKB, fosfolipaza białkowa Cc(PLCc), kinaza FAK czy p85 PI-3K. Do najsilniejszych induktorów ekspresji VEGF-A należy stan hipoksji. W obrębie promotora genu wykryto sekwencję zależną od hipoksji, z którą wiąże się czynnik transkrypcyjny HIF-1. VEGF-A jest białkiem o szerokim spektrum działania. Pełni wiele różnych funkcji w organizmie, z których najważniejszą jest rola w procesie angiogenezy. Poznanie mechanizmów angiogenezy zaowocowało nową strategią leczenia chorób nowotworowych (terapia antyangiogenna), stanów patologicznych przebiegających z niedotlenieniem i niedokrwieniem (angiogeneza terapeutyczna), np. choroby naczyń wieńcowych, ostrego niedokrwienia mięśnia sercowego, niedokrwienia mózgu oraz kończyn.

Słowa kluczowe: czynnik wzrostu śródbłonka naczyń – VEGF-A, receptory Flt-1 i Flk-1, czynnik transkrypcyjny HIF-1, mechanizm transdukcji sygnału, terapia antyangiogenna

Streszczenie: Naturalne immunostymulatory egzogenne to preparaty pochodzenia bakteryjnego, roślinnego bądź pozyskiwane z grzybów, pobudzające układ odpornościowy. Obecne badania naukowe ukierunkowane są na poznanie dokładnych mechanizmów ich działania oraz polepszenie ich efektywności przy jednoczesnej redukcji nielicznych objawów ubocznych. Wydaje się, że efekty terapeutyczne preparatów bakteryjnych i izolowanych z grzybów wynikają w dużej mierze z aktywacji receptorów Toll-podobnych (TLR). Z kolei biologicznie czynne związki chemiczne izolowane z roślin aktywują komórki dzięki nieswoistej interakcji z ich powierzchnią. W pracy omówiono najważniejsze związki z wymienionych grup: bakteryjne – BCG, LPS; roślinne – jeżówkę (Echinacea spp.), jemiołę (Viscum album); pochodzące z grzybów – lentinan, schizofylan, krestin. Zwrócono uwagę na kierunki ich działania oraz zaznaczono obecne bądź potencjalne użycie w terapii. Spośród wymienionych preparatów najpowszechniej w medycynie stosowana jest BCG i preparaty jeżówki. BCG używana jest do leczenia powierzchownych guzów pęcherza moczowego. Efekt przeciwnowotworowy BCG wynika z wywoływania lokalnej reakcji zapalnej bądź z reakcji krzyżowej przeciwciał przeciw BCG z komórkami raka pęcherza. Z kolei jeżówka i wyizolowane z niej aktywne biologicznie związki, oprócz właściwości immunostymulujących wynikających z wpływu na nieswoistą odpowiedź immunologiczną, działają antyseptycznie i przeciwzapalnie. Właściwości immunostymulujące pozostałych omawianych preparatów są z reguły słabe. Preparaty te są okazjonalnie stosowane jako uzupełnienie konwencjonalnej terapii.

Słowa kluczowe: immunomodulacja, immunostymulatory, BCG, LPS, Echinacea, Viscum album, lentinan, schizofylan, krestin