роль белков семейства bcl-2 в митохондриальной динамике

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Перейти на страницу с полной версией»
Органический синтез и биотехнология
УДК 576.311.347+577.23/.24
1
D.D. Orlova , T.A. Grigoreva2,
O.A. Fedorova3, V.G. Tribulovich4
Д.Д. Орлова, Т.А. Григорьева,
О.А. Фёдорова, В.Г. Трибулович
MITOCHONDRIAL
MORPHOGENESIS ROLE
IN APOPTOSIS REGULATION
(REVIEW)
РОЛЬ БЕЛКОВ
СЕМЕЙСТВА BCL-2
В МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ
ДИНАМИКЕ КЛЕТОЧНОЙ
ГИБЕЛИ (ОБЗОР)
St. Petersburg State Technological Institute (Technical
university), Moskovskiy Pr., 26, St. Petersburg, 190013, Russia
e-mail: orlova.daria.d@gmail.com
Санкт-Петербургский государственный технологический
институт (технический университет), Московский пр., 26,
Санкт-Петербург, 190013, Россия
e-mail: orlova.daria.d@gmail.com
Mitochondria are cellular organelles responsible for cell
energy balance. Such organelles are in dynamic homeostasis
maintained by two different processes: regulated fission
(fragmentation), which leads to smaller organelle formation,
and fusion, which mediates tubular and netlike mitochondrial
structure formation. Regulation of such processes turned out
to be more complex than it supposed to be and in spite of
discovered proteins which regulate fission / fusion processes,
new proteins which control these processes were recently
identified. Recently, Bcl-2 family members have been shown
to be implicated in mitochondrial netlike structure maintenance
in addition to their key role in regulation of apoptosis. In this
review we discuss mitochondrial fission / fusion mechanisms
regulation and summarize available data on the role of Bcl-2
family members in the mitochondrial fission / fusion dynamics
regulation.
Митохондрии – динамичные органеллы, подверженные
регулируемому делению/фрагментации (производство
органелл меньшего размера) или же слиянию (производство трубчатых или сетчатых митохондриальных
структур). Показано, что эти процессы протекают по
более сложному механизму, чем представлялось ранее.
Исследования последних лет показали, что члены семейства Bcl-2 в дополнение к их ключевой роли в регулировании апоптоза вовлечены в поддержание сетчатой
структуры митохондрий. В данном обзоре обсуждаются механизмы регулирования деления/слияния митохондрий и роль членов семейства Bcl-2 в регулировании динамики митохондриального деления/слияния.
Keywords: apoptosis, Bcl-2 family, cell death, mitochondrial
fission / fusion.
Ключевые слова: апоптоз, семейство Bcl-2, гибель
клеток, деление/слияние митохондрий.
DOI: 10.15217/issn1998984-9.2014.27.33
Mitochondria act as key regulators of apoptosis in
mammalian cells. Mitochondria-enriched fractions are necessary for caspase activation. Mitochondria involvement in
apoptosis is regulated by Bcl-2 (B-cell lymphoma 2) protein.
This protein retains cells from death and under certain conditions plays the role of oncogene. Besides, mitochondria contribute to cell death through caspase-independent mechanisms. So, mitochondria are key regulators of both processes
[1]. Mitochondria outer membrane permeabilization (MOMP)
leads to mitochondrial transmembrane potential reduction
and proapoptotic proteins, including cytochrome C, release
from mitochondria to cytosol [2, 3]. Bcl-2 family proteins accurately regulate MOMP. Some of Bcl-2 family members, such
as Bcl-2 and Bcl-xL (B-cell lymphoma-extra-large), retain mitochondria integrity and avoid cytochrome C release, while
others, such as Bax (Bcl-2-associated X protein) and Bak
(Bcl-2 homologous antagonist killer), Bid (BH3 interacting-domain death agonist) and Bim (Bcl-2-like protein 11), provoke
The role of mitochondria in cell energy cycle was established many years ago, however, the recent studies of mitochondrial dynamics have shown their role in a number of
other physiological processes taking place at the cellular level in health and disease. Mitochondria are dynamic organelles exposed to regulated fission, fusion, branching, intracellular localization changes, compositional changes including
mitochondrial genome, reshaping, and quantity adjustment.
Mitochondrial morphology and their number depend on the
balance between fusion and fission rates. Shift towards the
fusion process enables the formation of extended interconnected mitochondrial networks, whereas shift towards fission
provoke production of a large amount of morphologically and
functionally different small spherical organelles. These processes are controlled by proteins of the mitochondrial dynamics machinery and play vital role in normal cell physiology.
1
Orlova Daria D., engineer, Laboratory of Molecular Pharmacology, graduate student, department of Technology of Microbiological Synthesis, e-mail: orlova.
daria.d@gmail.com
Орлова Дарья Дмитриевна, инженер НИЛ «Молекулярная фармакология», аспирант, каф. технологии микробиологического синтеза, e-mail: orlova.
daria.d@gmail.com
2
Grigoreva Tatiana A., engineer, Laboratory of Molecular Pharmacology, graduate student, department of Technology of Microbiological Synthesis, email:rozentatiana@gmail.com
Григорьева Татьяна Алексеевна, инженер, НИЛ «Молекулярная фармакология», аспирант, каф. технологии микробиологического синтеза, email:rozentatiana@gmail.com
3
Fedorova Olga Andreevna, PhD (Biol.), junior research scientist, Laboratory of Molecular Pharmacology, e-mail: fedorovaolgand@mail.ru
Фёдорова Ольга Андреевна, к.б.н., м.н.с. НИЛ «Молекулярная фармакология», СПбГТИ(ТУ), , e-mail: fedorovaolgand@mail.ru
4
Tribulovich Vyacheslav G., PhD (Chem.),, senior research scientist, of the Laboratory of Molecular Pharmacology, SPbSTI(TU)
Трибулович Вячеслав Генрихович, к.х.н., с.н.с НИЛ «Молекулярная фармакология», СПбГТИ(ТУ), , e-mail: tribulovich@gmail.com
Received December, 2 2014
33
Перейти на страницу с полной версией»