Фосфолипиды кислые и ДНК-топоизомеразы
Топология ДНК является важным фактором в регуляции транскрипции, репликации и рекомбинации. Известно, что E.coli обладает двумя топоизомеразами: топоизомеразой I , кодируемой геном top A , и ДНК-гиразой , кодируемой генами gyr А и gyr В . Однако механизм включения топоизомеразы I остается неясным. Показано [ Mizushima Т. et al., 1992 ], что везикулы кардиолипина и синтетического фосфатидилглицерола с линолевой кислотой полностью осаждают фермент уже в концентрации 0,05 мМ и ингибируют его активность. Однако фосфатидилглицерол с насыщенной кислотой (стеариновой) и фосфатидилэтаноламин не оказывают эффекта. В опытах на top A-мутанте доказано, что репликация ДНК катализируется топоизомеразой I. Предполагается, что фермент в мембране репрессирован кислыми фосфолипидами . Действительно, обнаружено [ Tamura H. et al., 1990 ], что кардиолипин и фосфатидилглицерол сильно, а фосфатидилсерин и фосфатидилинозитол слабо ингибируют ДНК-релаксирующую активность очищенной топоизомеразы I из асцита Эрлиха , тогда как фосфатидилэтаноламин не имеет подобного эффекта. Ингибирующая активность кардиолипина и фосфатидилглицерола при концентрации 4 мкМ близка к ингибируюшей концентрации специфического ингибитора топоизомеразы I - камптотецина . Ингибиторный эффект этих фосфолипидов связан с их прямым взаимодействием с ферментом, а не с субстратом, так как они сами не вызывают рексацию ДНК.
Более того, кислые фосфолипиды регулируют активность не только топоизомеразы I, но и топоизомеразы II [ Simbulan С.М.G. et al., 1994 ]. Даже в низкой концентрации (1-3 мкМ) кардиолипин и фосфатидилинозитол ингибируют релаксацию плазмидной ДНК, индуцируемую эндогенной топоизомеразой I . Кроме того, реакция очищенной топоизомеразы I тимуса теленка с плазмидной ДНК также ингибировалась этими фосфолипидами. И, что особенно важно, обнаружен ингибирующий эффект кардиолипина (30 мкМ) и фосфатидилинозитола (100 мкМ) и для эндогенной топоизомеразы II лимфомы.
Таким образом, ингибирующий эффект кислых фосфолипидов на топоизомеразу I и топоизомеразу II обусловлен потерей мест связывания ДНК с ферментом в результате прямого взаимодействия кислого фосфолипида с щелочным белком фермента. В этом плане особый интерес приобретает тот факт, что состав специфических ДНК-связанных липидов спермы вьюна резко меняется при переходе ДНК от суперспиральной конформации в релаксированную , причем в основном это связано именно с кардиолипином [ Стручков В.А., Стражевская Н.Б., 1990 , Стручков В.А., Стражевская Н.Б., 1993 ].
