Экспериментальный анализ и моделирование двигательной активности жгутиков обонятельных клеток
Диссертация
В обонятельных жгутиках сосредоточена сложная молекулярная система рецепции запахов. В их плазматической мембране локализованы рецепторные белки, с которыми связаны сигнальные системы обонятельных клеток, осуществляющие трансдукцию химического стимула в электрический сигнал. В современной мировой науке исследование молекулярных механизмов взаимодействия одорантов с рецепторами рассматривается как… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
- Глава 1. Обзор литературы
- 1. 1. Двигательная активность обонятельных жгутиков
- 1. 2. Энергообеспечение подвижности обонятельных жгутиков
- 1. 3. Математические модели цилиарных структур
- Глава 2. Объект, материалы и методы исследования
- 2. 1. Метод математического моделирования
- 2. 2. Объект исследования
- 2. 3. Методы экспериментального исследования
- 2. 3. 1. Схема установки
- 2. 3. 2. Фармакологический анализ
- 2. 3. 3. Методика обработки полученных экспериментальных данных
- 2. 4. Методический эксперимент
- 2. 4. 1. Подбор условий наблюдения жгутиков обонятельных клеток
- 2. 4. 2. Подбор рабочих концентраций азида натрия, 2,4-динитрофенола, ротенона и ФКЦФ
- 3. 1. Разработка и обоснование математической модели движения жгутиков обонятельных клеток
- 3. 1. 1. Обоснование математической модели
- 3. 1. 2. Разработка математической модели
- 3. 2. Алгоритм реализации математической модели
- 3. 3. Качественные и количественные характеристики и параметры движения обонятельных жгутиков
- 4. 1. Механизм энергообеспечения двигательной активности обонятельных жгутиков в отсутствие одорантов
- 4. 2. Действие различных одорантов на характер движений обонятельных жгутиков
- 4. 3. Механизм энергообеспечения двигательной активности обонятельных жгутиков при действии различных одорантов
- 4. 3. 1. Действие одорантов на фоне азида натрия и ротенона
- 4. 3. 2. Действие одорантов на фоне 2,4-динитрофенола, ФКЦФ и олигомицина
- 4. 4. Результаты регрессионного анализа
- 5. 1. Моделирование движения жгутиков в условиях отсутствия одорантов
- 5. 2. Моделирование движения жгутиков в присутствии одорантов
- 5. 3. Моделирование движения жгутиков обонятельной клетки в ответ на действие различных одорантов в отсутствие заданной деформации
Список литературы
- Базилевский A.B., Рожков А. Н., Фаустова М. Е. Реологический контроль муколитической терапии у больных неспецифическими заболеваниями легких // Пульмонология. 1992. — № 4. — С. 17−20.
- Бигдай Е.В. Гетерогенность молекулярных механизмов обонятельной рецепции // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. -2004. Т. 90, № 6. — С. 790 — 800.
- Бигдай Е.В. Гетерогенность обонятельной рецепции // Дисс.докт. биол. наук. Санкт-Петербург, 2004. 264 с.
- Бидерман B.JI. Теория механических колебаний // М.: Высш. шк., 1980. 408 с.
- Бронштейн A.A. Обонятельные рецепторы позвоночных // Д.: «Наука», 1977. 160 с.
- Бронштейн A.A. Прижизненные наблюдения над движением волосков обонятельных клеток // ДАН СССР. 1964. — Т. 156, № 3. — С. 715−718.
- Бронштейн A.A., Леонтьев В. Г. О содержании натрия и калия в слизи, покрывающей обонятельную выстилку позвоночных // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 1972. — Т.8, № 6. — С. 530−585.
- Бронштейн A.A., Минор A.B. О значении жгутиков и их подвижности для функции обонятельных рецепторов // ДАН СССР. 1973. — Т.213, № 4.-С. 987−989.
- Васильев Ю.М. Клетка как архитектурное чудо. I. Живые нити // Соросовский образовательный журнал. 1996. — № 2. — С. 36 — 43.
- Ю.Винников Я. А. Цитологические и молекулярные основы рецепции // Д., 1971.372 с.
- П.Винников Я. А., Титова Л. К. Морфология органа обоняния // М., 1957. 290 с.
- Гельфланд В.И., Розенблат В. А. Микротрубочки. Их структура, химия и функциональная роль // ВИНИТИ. 1977. — Т. 11. — С. 78 — 143.
- Громов Б.В. Поведение бактерий // Соросовский образовательный журнал. 1997. — № 6. — С. 28 — 32.
- Досон Р., Элиот Д., Элиот У., Джонс К. Справочник биохимика / Пер. с англ. B.JI. Друцы и О. Н. Королевой. М.: Мир, 1991. — 544 с.
- Елисеев В.В. Механика упругих тел // СПб., Изд-во СПбГТУ, 1999. -341 с.
- Каппуччинелли П. Подвижность живых клеток // М., Мир, 1982. 125 с.
- Кистенев И. Цифровые «камеры-миллионеры» // Журнал «Publish». -2001.-№ 3.
- Минор A.B. Электроольфактограмма и механизмы генерации // «Физиологический журнал СССР». 1971. — № 57. — С. 1115.
- Новожилов В.В. Теория упругости //Л., 1958.
- Пырикова С.И. Разработка методов и средств автоматизированной оптической диагностики и лазерной стимуляции спермы // Автореф. дисс. канд. техн. наук. Москва, 2004. 16 с.
- Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела // М.: Наука, 1988.711 с.
- Розин Л.А. Задачи теории упругости и численные методы их решения // СПб., Изд-во СПбГТУ, 1998. 532 с.
- Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы: новые взгляды / М.: Мир, 1979. -216с.
- Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии // М., 1989.-271 с.
- Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле / Пер. с англ. Л.Г. Корнейчука- Под ред. Э. И. Григолюка. М.: Машиностроение, 1985. — 472 с.
- Тихонов А.Н. Молекулярные моторы. Часть 1. Вращающиеся моторы живой клетки // Соросовский образовательный журнал. 1999. — № 6. С. 8−16.
- Тихонов А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики // М.: Наука, 1972. 735 с.
- Трущенков В.Г. Характеристики подвижности жгутиков обонятельных нейрорецепторов земноводных // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Владивосток, 1995. 23 с.
- Уэбб JI. Ингибиторы ферментов и метаболизма // Пер. с англ. М., 1996.
- Шабалин В.В. Параметры движения ресничек мерцательного эпителия при нарушении мукоцилиарного транспорта у человека // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Санкт-Петербург, 2002. 16 с.
- Babcock D.F., Rufo G.A. Jr., Lardy H.A. Potassium-dependent increases in cytosolic pH stimulate metabolism and motility of mammalian sperm // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1983. — Vol.80, № 5. — P. 1327 — 1331.
- Berg H.C. Constraints on models for the flagellar rotary motor // Philos. Trans. R Soc. Lond B Biol. Sci. 2000. — Vol.355, № 1396. — P. 491 — 501.
- Berg H.C. The rotary motor of bacterial flagella // Annu. Rev. Biochem. -2003.-Vol.72.-P. 19−54.
- Berg H.C. Torque generation by the flagellar rotary motor // Biophys. J. -1995. Vol.68, Suppl.4. — P. 163 — 167.
- Bird R.D., Hassager O., Armstrong R.C., Curtiss C.E. Dynamics of polymeric liquids // Vol.2. Kinetic theory. New York: John Wiley and sons, 1977. P. 153.• 39. Blake J.R. A model for the microstructure in ciliated organisms // J. Fluid
- Mech. 1972. — Vol.55. — P. 1−23.
- Blake J.R. An active porous medium model for ciliary propulsion // J. Theor. Biol. 1977. — Vol.64. — P. 697−701.
- Blake J.R. Mucus flows // Math. Biosci. 1973. — Vol.17, №¾. — P. 301 313.
- Boyer P.D. ATP synthase past and future // Biochim. Biophys. Acta. -1998. — Vol.1365, № 1−2. — P. 3 — 9.
- Boyer P.D. The ATP synthase a splendid molecular machine // Ann. Rev. Biochem. — 1997. — Vol.66. — P. 717 — 749.
- Brown A. Slow axonal transport: stop and go traffic in the axon // Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2000. — № 1. — P. 153 — 156.
- Buck L., Axel R. A novel multigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odor recognition // Cell. 1991. — Vol.65, № 1. — P. 175— 187.
- Burns M.W. Fertility, immotile cilia and chronic respiratory infections //
- Med. J. Aust. 1979. — Vol.2, № 6. — P. 287 — 288.
- Cleveland D.W., Sullivan K.F. Molecular biology and genetics of tubulin // Ann. Rev. Biochem. 1985. — Vol.54. — P. 331 — 365.
- Fahn S., Koval G.J., Albers R.W. Sodium-potassium-activated adenosine triphosphatase of Electrophorus electric organ // J. Biol. Chem. 1968. -Vol.243.-P. 1993−2001.
- Firestein S., Shepherd G.M. A kinetic model of the odor response in single olfactory receptor neurons // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1991. -Vol.39.-P. 615−620.
- Fowler M.R., Hunter M. Mitochondrial Ca2+ transport in frog early distaltubule // Exp. Physiol. 2005. — Vol.90, № 2. — P. 195 — 201.
- Getz W.M. A kinetic model of the transient phase in the response of olfactory receptor neurons // Chem. Senses. 1999. — Vol.24, № 5. — P. 497 -508.
- Gibbons I.R. Dynein ATPase as microtubule motors // J. Biol. Chem. 1988.- Vol.263. P. 15 837 — 15 840.
- Hatefi Y. The mitochondrial electron transport and oxidative phosphorilation system // Ann. Rev. Biochem. 1985. — Vol.54. — P. 1015.
- Johnson K.A., Porter M.E., Shimizu T. Mechanism of force production for microtubule-dependent movements // J. Cell Biol. 1984. — Vol.99. — P. 132 -136.
- Keller S., Wu T.Y., Brennen C. A traction layer model for ciliary propulsion. // In: Swimming and Flying in Nature. Eds. Wu T.Y., Broken C.J. N.Y. 1975.
- Khan A.A., Schuler M.M., Prior M.G., Yong S., Coppock R.W., Florence L.Z., Lillie L.E. Effects of hydrogen sulfide exposure on lung mitochondrialrespiratory chain enzymes in rats // Toxicol Appl Pharmacol. 1990. -Vol.103, № 3.-P. 482−490.
- Kim B.W., Choo H.J., Lee J.W., Kim J.H., Ko Y.G. Extracellular ATP is generated by ATP synthase complex in adipocyte lipid rafts // Exp. Mol. Med. 2004. — Vol.36, № 5. — P. 476−485.
- Kinoshita K. Jr., Yasuda R., Noji H., Ishiwata S., Yoshida M. Fi-ATPase: a rotary motor of a single molecule // Cell. 1998. — Vol.93. — P. 21 — 24.
- Lansky P., Rospars J. Odorant concentration and receptor potential in olfactory sensory neuron // Biosystems. 1998. — Vol.48, № 1−3. — P. 131 -138.
- Lidow M.S., Menco B.P. Observations on axonemes and membranes of olfactory and respiratory cilia in frogs and rats using tannic acid-supplemented fixation and photographic rotation // J. Ultrastruct. Res. -1984. Vol.86, № 1. — P. 18 — 30.
- Lindberg S., Dolata J., Mercke U. Stimulation of C fibers by ammonia vaportriggers mucociliary defense reflex // Am. Rev. Respir. Dis. 1987. -Voll35, № 5. — P. 1093- 1098.
- Liron N., Meyer F.A. Fluid transport in think layer above an active ciliated surface // Bipphys. J. 1980. — Vol.39, № 3. — P. 463−472.
- Liron N., Shahar R. Stokes flow due to Stokeslet in a pipe // J. Fluid Mech. -1978. Vol.86, № 4. — P. 727−744.
- Marcaggi P., Coles J.A. Ammonium in nervous tissue: transport across cell membranes, fluxes from neurons to glial cells, and role in signalling // Prog. Neurobiol. 2001. — Vol.64, № 2. — P. 157 — 183.
- McDougal W.S., Stampfer D.S., Kirley S., Bennett P.M., Lin C.W. Intestinalammonium transport by ammonium and hydrogen exchange // J. Am. Coll. Surg. 1995. — Vol.181, № 3. — P. 241 — 248.
- Miller C.E. Flow induced by mechanical analogues of mucociliary systems // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1966. — Vol.130. — P. 880−890.
- Moens S., Vanderleyden J. Functions of bacterial flagella // Crit. Rev. Microbiol. 1996. — Vol.22. — P. 67 — 100.
- Moran D.T., Rowley J.C. 3rd, Jafek B.W., Lovell M.A. The fine structure of the olfactory mucosa in man // J. Neurocytol. 1982. — Vol.11, № 5. — P. 721 -746.
- Nicholls P., Kim J.K. Sulphide as an inhibitor and electron donor for the cytochrome c oxidase system // Can. J. Biochem. 1982. — Vol.60, № 6. — P. 613−623.
- Noji H., Yasuda R., Yoshida M., Kinoshita K. Jr. Direct observation of the rotation of Fi-ATPase // Nature. 1997. — Vol.386. — P. 299 — 302.
- Pelosi P. The role of perireceptor events in vertebrate olfaction // Cell Mol1. fe Sci. 2001. — Vol.58, № 4. — P. 503 — 509.
- Reese T.S. Olfactory cilia in the frog // J. Cell Biol. 1965. — Vol.25. — P.209 -230.
- Sastrasinh M., Young P., Cragoe E.J. Jr., Sastrasinh S. The Na+/H+ antiport in renal mitochondria // Am J Physiol. 1995. — Vol.268. — P. 1227 — 1234.
- Thurm U. An insect mechanoreceptor. 1. Fine structure and adequate stimuls // In: Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 1965. Vol.30. -P. 75−82.
- ATPases // N.Y.: Alan R. Liss Inc., 1989.
- Yoshii K., Kurihara K. Role of cations in olfactory reception // Brain Research. 1983. — Vol.274, № 2. — P. 239 — 248.