Геномные роли витамина D

Содержание

Слайд 2

Эффекты витамина D Геномные механизмы опосредованы взаимодействиями рецептора витамина D (VDR)

Эффекты витамина D

Геномные механизмы
опосредованы взаимодействиями рецептора витамина D (VDR) с геномной

ДНК

Негеномные механизмы
воздействие витамина D на сигнальные пути в клетках иммунной и нервной систем

Слайд 3

Активация рецепторов VDR – наиважнейший способ реализации биологических эффектов витамина D.

Активация рецепторов VDR – наиважнейший способ реализации биологических эффектов витамина D.


Наиболее биологически активным витамином D, активирующим рецепторы VDR, является кальцитриол (1,25-дигидроксивитамин D или «1,25(OH)2D»).
Слайд 4

Гомеостаз витамина D

Гомеостаз витамина D

Слайд 5

Биоинформационный анализ показал, что молекула рецептора витамина D взаимодействует с ДНК

Биоинформационный анализ показал, что молекула рецептора витамина D взаимодействует с ДНК

2 727 генов человека.
*Среди этих генов всего лишь 36 генов кодируют белки гомеостаза кальция.
Слайд 6

Пространственная структура рецептора витамина D

Пространственная структура рецептора витамина D

Слайд 7

Слайд 8

Эффекты витамина D3 (Захарова и др., 2013)

Эффекты витамина D3 (Захарова и др., 2013)

Слайд 9

Внутриклеточно витамин D преимущественно стимулирует: экспрессию внутриядерных белков – взаимодействуют с

Внутриклеточно витамин D преимущественно стимулирует:

экспрессию внутриядерных белков – взаимодействуют с геномной

ДНК и участвуют в поддержании стабильности генома, инициации генной экспрессии и синтеза белка;
экспрессию белков митохондрий – указывает на важность витамина D для энергетического метаболизма клетки;
экспрессию белков внеклеточной матрицы – на важность взаимосвязи витамина D с метаболизмом соединительной ткани.
Слайд 10

Специфически ассоциированные белки с рецептором VDR: белки типа «цинковый палец» (вовлечены

Специфически ассоциированные белки с рецептором VDR:

белки типа «цинковый палец» (вовлечены

в процессы генной экспрессии),
митохондриальные белки,
НАД-дегидрогеназы (окислительно-восстановительные процессы),
убиквитин-регулируемые белки (необходимы для контролируемой деградации отработанных белков на специальном клеточном механизме – протеасоме),
интерлейкины (регулируют иммунитет и процессы воспаления),
белки гомеостаза кальция.
Слайд 11

В таблице приведены 15 из 36 кальций-зависимых белков, для которых были

В таблице приведены 15 из 36 кальций-зависимых белков, для которых были

установлены соответствующие физиологические эффекты – регуляция АД, эффектов инсулина и метаболизма соединительной ткани.
Осуществление этих биологических эффектов витамина D зависит от наличия достаточных уровней кальция, т. к. перечисленные белки могут осуществлять свои биологические функции только в присутствии ионов кальция.
Слайд 12

Воздействие активированного рецептора VDR на: активность инсулиноподобного фактора роста, фактор роста

Воздействие активированного рецептора VDR на:

активность инсулиноподобного фактора роста,
фактор роста фибробластов,


трансформирующие факторы роста
эпигенетические эффекты витамина D.
! Эти примеры интересны тем, что указывают на фундаментальные механизмы воздействия витамина D на рост и восстановление тканей (в частности, жировой, мышечной и соединительной).
Слайд 13

Пространственная структура комплекса инсулиноподобного фактора роста (IGF) с IGF-связывающим белком (IGFBP) Активность инсулиноподобного фактора роста

Пространственная структура комплекса инсулиноподобного фактора роста (IGF) с IGF-связывающим белком (IGFBP)

Активность

инсулиноподобного фактора роста
Слайд 14

Фактор роста фибробластов И фактор ФРФ-2, и рецептор FGFR1OP2 необходимы для

Фактор роста фибробластов

И фактор ФРФ-2, и рецептор FGFR1OP2 необходимы для осуществления

процесса заживления ран.
У детей с дефицитом витамина D заживление ран кожи и органов, формирование костной мозоли существенно замедлены.
Слайд 15

Трансформирующие ростовые факторы бета (ТРФβ) Дефицит витамина Д и делеция гена

Трансформирующие ростовые факторы бета (ТРФβ)

Дефицит витамина Д и делеция гена рецептора

витамина ухудшают заживление кожи после травмы вследствие нарушений активности сигнальных каскадов ТРФβ и, соответственно, нарушений активации макрофагов и снижения формирования грануляционной ткани.

ТРФβ:
- серинтреониновой киназы STRAP (ген STRAP),
- транскрипционных факторов sp1 и e2f4 (гены SP1 и E2F4),
- циклина T2 (ген CCNT2) и циклин-зависимой киназы 8 (ген CDK8),
- ТРФβ-активируемой киназы 1 (ген TAB1) и др.

Слайд 16

Эпигенетические эффекты витамина Д Рецептор VDR может регулировать экспрессию 12 генов,

Эпигенетические эффекты витамина Д

Рецептор VDR может регулировать экспрессию 12 генов, вовлеченных

в ацетилирование гистонов (специальных ДНК-стабилизирующих белков), т. е. в один из известных механизмов эпигенетического наследования.
Нарушения экспрессии данных генов на фоне дефицита витамина D будут стимулировать развитие многочисленных пороков развития плода, затрагивающих различные системы организма (пороки развития скелета, почек, аномалии сердца и сосудов и др.).

Данные 12 генов в основном кодируют различные компоненты белкового комплекса гистон ацетилтрансферазы – ДНК-метилтрансфераза-ассоциированный белок 1 (ген DMAP1), поликомб энхансер 1 (EPC1), элонгаторы ацетилтрансферазы 3 и 4 (гены ELP3, ELP4), белок E1A (ген EP400) и др.

Слайд 17

Заключение Дефицит витамина D приводит к сниженной активности рецептора VDR, так

Заключение

Дефицит витамина D приводит к сниженной активности рецептора VDR, так что

описываемые геномные роли витамина D осуществляются не в полной мере. В результате возникают нарушения строения не только костей, но и других систем органов, нарушается сложно сбалансированная иерархия активности факторов роста, иммунитет, транспорт и переработка глюкозы, синаптическая передача сигнала, процессы детоксикации.
Отмечается эпигенетический потенциал витамина D, осуществляющийся посредством нормализации ацетилирования гистонов – специальных ДНК- стабилизирующих белков.
Слайд 18

Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!