Жирные кислоты: механизм влияния на транскрипцию
В 1993 г. была предложена модель для объяснения механизма влияния ЖК на скорость транскрипции генов. ПНЖК транспортируются через плазматическую мембрану и затем взаимодействуют с цитозольным FABP , который переносит их к D-6-десатуразе и далее образовавшиеся продукты к ядру. В ядре полиеновые жирнокислотные лиганды цитозольного FABP переносятся на специфический ядерный FABP . Соединяясь с жирной кислотой, ядерный FABP активируется и либо непосредственно связывается с молекулой ДНК, либо с ДНК-связывающим белком и таким образом модулирует скорость транскрипции [ Clarke, ea 1993 ].
К этому времени в ядрах клеток уже были обнаружены белки, относящиеся к суперсемейству стероидных рецепторов, которые способны связывать ЖК [ Issemann, ea 1990 , Ladis, ea 1991 , Schmidt, ea 1992 ]. Таким белком является, например, PPAR . Агенты, связывающиеся с этим рецептором (например, клофибрат ), обладают способностью индуцировать пероксисомальные ферменты , окисляющие жирные кислоты, а также подавлять экспрессию синтазы ЖК и ингибировать синтез ЖК в печени [ Clarke, ea 1993 , Ladis, ea 1991 ].
Жирные кислоты, как и эти агенты, способны индуцировать образование пероксисом [ Lock, ea, 1989 ] и ингибировать синтез ЖК в печени. Затем было показано, что ЖК связываются с PPAR и активируют транскрипцию генов, кодирующих пероксисомальные ферменты [ Gottlicher, ea,1992 ]. В промоторе гена пероксисомальной оксидазы ацил-СоА был обнаружен PPAR-отвечающий элемент , способный связываться с PPAR.
Инкубация адипоцитов с АК вызывала снижение этого связывания и ингибирование экспрессии гена оксидазы СоА-ЖК [ Issemann, ea 1990 ], что позволяет предположить регулирующее действие ЖК на связывание PPAR со специфическими элементами на промоторах генов. Обнаружен участок гена D9-десатуразы в Saccharomyces cerevisiae, ответственный за активацию транскрипции и регуляцию жирными кислотами [ Choi, ea, 1996 ].
На примере генов, кодирующих ацил-СоА-оксидазу [ Issemann, ea, 1993 ], цитохром Р-450 [ Johnson, ea, 1996 ], липопротеинлипазу [ Schoonjans, ea, 1996 ], было продемонстрировано, что PPAR связывается с PPAR-отвечающим элементом как гетеродимер в паре с другим членом семейства ядерных рецепторов - Х-рецептором ретиноевой кислоты . Изоформы PPAR обнаружены во многих тканях: в костях , сердце , коже , легких и почках [ Schmidt, ea 1992 , Schoonjans, ea, 1996 ].
Они подразделяются на два основных типа: PPAR-a - регуляция модулируется длинноцепочечными ЖК, а PPAR-g-антидиабетическими агентами [ Forman, ea, 1996 ]. Белки PPAR выделяют в отдельное семейство ядерных рецепторов, регулирующих синтез белков, обеспечивающих синтез, хранение и катаболизм жирных кислот [ Johnson, ea, 1996 ].
Белки PPAR связывают как полиненасыщенные, так и мононенасыщенные и насыщенные жирные кислоты. В то же время хорошо известно, что именно ПНЖК w3- и w6-серий специфически ингибируют транскрипцию генов липогенных и гликолитических белков. Возможно, PPAR и регуляция w3/w6-кислотами представляют собой два раздельных и независимых механизма [ Clarke, ea 1996 ]. Некоторые авторы также предполагают наличие нескольких механизмов, посредством которых осуществляется регуляция транскрипции генов жирными кислотами.
Так, например, в ингибировании синтеза мРНК GLUT4 участвует как сама АК по PPAR-зависимому механизму, так и продукт ее окислительного метаболизма - РGЕ2 [ Long, ea 1996 ].
Кроме того, недавно было обнаружено, что ЖК способны регулировать количество мРНК, оказывая влияние не на синтез, а на стабильность уже синтезированных транскриптов [ Gonzalez, ea, 1996 , Sessler, ea, 1996 ]. Так, в присутствии полиненасыщенных жирных кислот полупериод жизни мРНК , кодирующей D9-десатуразу в Saccharomyces cerevisiae, [ Gonzalez, ea, 1996 ] и мРНК стеароил-СоА-десатуразы в адипоцитах [ Sessler, ea, 1996 ] уменьшался в 4 раза.
w3-ЖК подавляют экспрессию интерлейкина-1b , не влияя на начальную скорость транскрипции этого гена, но вызывая быстрое завершение транскрипции в клетках, стимулированных липополисахаридом и форболовым эфиром [ Robinson, ea Supp ].
ДНК-полимераза также чувствительна к действию ЖК. Так, в экспериментах in vitro было продемонстрировано, что линолевая и некоторые другие ЖК ингибируют активность a- и b-ДНК-полимеразы, причем a-ДНК-полимераза ингибировалась линолевой кислотой неконкурентно, а b-ДНК-полимераза - конкурентно по отношению к ДНК и субстрату (dTTP) [ Mizushina, ea 1996 ].
