Biopolym. Cell. 2007; 23(5):391-397.
Структура та функції біополімерів
Кисень у міжклітинному просторі гепатоцитів як регулятор транскрипції гена сериндегідратази
1Самойленко А. А., 2Теплюк Н. М., 2Оболенська М. Ю., 3Кітцманн Т.
  1. Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України
    вул. Леонтовича, 9, Київ, Україна, 01601
  2. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  3. Університет Кайзерслаутерна
    вул. Ервіна Шредінгера, 54, Кайзерслаутерна, Німеччина

Abstract

Через однонаправлений рух крові від портальної вени та печінкової артерії до центральної вени та у зв’язку з використанням кисню клітинами синусоїду у печінці формується градієнт концентрації кисню. Його різні концентрації визначають нерівномірну експресію генів у клітинах, розташованих в перипортальній та перивенозній зонах печінкового синусоїду. Ген, який кодує сериндегідратазу (СДГ), є типовим представником генів, що переважно експресуються в гепатоцитах перипортальної зони синусоїду. Нозерн-блот гібридизація і трансфекція первинних гепатоцитів щура конструкцією, що містить репортерний ген люциферази під контролем промотору гена СДГ (–2303…+55 п. н.), виявили, що експресія гена СДГ вища при нормоксії (16 % O2), ніж при гіпоксії (8 % O2). Чотири потенційних елементи відповіді на нормоксію (ЕВН) знайдено в промоторі гена СДГ (ЕВН-1, ЕВН-2, ЕВН-3 і ЕВН-4). Щоб встановити, який з цих елементів є функціонально важливим у гепатоцитах, клітини трансфікували конструкціями з репортерним геном люциферази, що перебуває під контролем у різній мірі вкороченої ділянки промотору гена СДГ. Трансфекція клітин HeLa і HepG2 конструкціями з шістьма послідовно розташованими копіями кожного з потенційних ЕВН перед промотором SV40 і репортерним геном люциферази засвідчила, що ЕВН-2 в клітинах HeLa і HepG2, а ЕВН-1 у клітинах HeLa беруть участь у регуляції транскрипції гена СДГ за умов нормоксії.
Keywords: ген сериндегідратази, регуляція транскрипції, репортерний ген, люцифераза, гепатоцити, нормоксія

References

[1] Jungermann K, Kietzmann T. Oxygen: modulator of metabolic zonation and disease of the liver. Hepatology. 2000;31(2):255-60.
[2] Semenza GL. Regulation of physiological responses to continuous and intermittent hypoxia by hypoxia-inducible factor 1. Exp Physiol. 2006;91(5):803-6.
[3] Cowan DB, Weisel RD, Williams WG, Mickle DA. Identification of oxygen responsive elements in the 5'-flanking region of the human glutathione peroxidase gene. J Biol Chem. 1993;268(36):26904-10.
[4] Bratke J, Kietzmann T, Jungermann K. Identification of an oxygen-responsive element in the 5'-flanking sequence of the rat cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase-1 gene, modulating its glucagon-dependent activation. Biochem J. 1999;339 (Pt 3):563-9.
[5] Merante F, Altamentova SM, Mickle DA, Weisel RD, Thatcher BJ, Martin BM, Marshall JG, Tumiati LC, Cowan DB, Li RK. The characterization and purification of a human transcription factor modulating the glutathione peroxidase gene in response to oxygen tension. Mol Cell Biochem. 2002;229(1-2):73-83.
[6] Ogawa H, Fujioka M, Matsuda Y, Su Y, Dunn T, Miller DA, Pitot HC. Sequence of the rat serine dehydratase gene. Nucleic Acids Res. 1988;16(22):10921-3.
[7] Su Y, Kanamoto R, Miller DA, Ogawa H, Pitot HC. Regulation of the expression of the serine dehydratase gene in the kidney and liver of the rat. Biochem Biophys Res Commun. 1990;170(2):892-9.
[8] Berry MN, Friend DS. High-yield preparation of isolated rat liver parenchymal cells: a biochemical and fine structural study. J Cell Biol. 1969;43(3):506-20.
[9] Kietzmann T, Cornesse Y, Brechtel K, Modaressi S, Jungermann K. Perivenous expression of the mRNA of the three hypoxia-inducible factor alpha-subunits, HIF1alpha, HIF2alpha and HIF3alpha, in rat liver. Biochem J. 2001;354(Pt 3):531-7.
[10] Immenschuh S, Hinke V, Ohlmann A, Gifhorn-Katz S, Katz N, Jungermann K, Kietzmann T. Transcriptional activation of the haem oxygenase-1 gene by cGMP via a cAMP response element/activator protein-1 element in primary cultures of rat hepatocytes. Biochem J. 1998;334 (Pt 1):141-6.
[11] Samoylenko A, Roth U, Jungermann K, Kietzmann T. The upstream stimulatory factor-2a inhibits plasminogen activator inhibitor-1 gene expression by binding to a promoter element adjacent to the hypoxia-inducible factor-1 binding site. Blood. 2001;97(9):2657-66.
[12] Haas MJ, Pitot HC. Glucocorticoids stimulate CREB binding to a cyclic-AMP response element in the rat serine dehydratase gene. Arch Biochem Biophys. 1999;362(2):317-24.
[13] Harris AL. Hypoxia--a key regulatory factor in tumour growth. Nat Rev Cancer. 2002;2(1):38-47.
[14] Semenza GL. Targeting HIF-1 for cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2003;3(10):721-32.