Участь білків Nrf2 та Keap1 у регуляції метаболізму та стійкості плодової мушки до стресів

Abstract

Для уникнення токсичної дії стресорів у клітинах живих організмів виробились складні системи захисту. Однією з таких захисних систем є редокс-чутлива сигнальна система Nrf2-Keap1, яка включає в себе транскрипційній фактор Nrf2 та його репресорний білок Keap1. За нестресових умов білок Nrf2 зв’язується з білком Keap1 та піддається протеолітичній деградації. За дії токсичних речовин та оксидативного стресу білок Keap1 зазнає окислення і втрачає здатність зв’язуватися з Nrf2. Вільний транскрипційний фактор Nrf2 переміщується у ядро і активує експресію захисних генів. Зокрема, це гени, які кодують ферменти детоксикації ксенобіотиків (глютатіон-S-трансфераза) та синтезу низькомолекулярного антиоксиданту глутатіону. Окрім захисних білків, Nrf2 регулює експресію генів, залучених у енергетичний метаболізм, а також у роботу мітохондрій (Hayes and Dinkova-Kostova, 2014). Система Nrf2-Keap1 виявилась консервативною у еволюційно віддалених видів (Pitoniak and Bohmann, 2015). Так, дослідження показують, що система Nrf2-Keap1 виконує у плодової мушки Drosophila melanogaster ті ж захисні функції, що і у ссавців (Pitoniak and Bohmann, 2015). Водночас, окремі роботи показали, що білки Nrf2 і Keap1 можуть брати участь у метаморфозі личинок (Deng and Kerppola, 2013) та впливати на ліпідний обмін у мух (Karim et al, 2015). Проте чітка роль білків Nrf2 і Keap1 у регуляції розвитку, стійкості до стресів, регуляції енергетичного обміну та редокс-гомеостазу у плодової мушки залишається до кінця нез’ясованою, що і стало об’єктом наших досліджень.