МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЭТИОНИНА
Аннотация
Обобщены актуальные литературные данные о метаболических эффектах этионина в клетках млекопитающих, а также результаты собственных исследований. Этионин – S-этиловый аналог метионина, препятствует метилированию макромолекул (ДНК, РНК, белков и липидов). Обладает канцерогенными свойствами и подавляет рост некоторых микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте. Конкурируя с метионином на этапе трансляции, этионин снижает специфическую активность белка. Чрезвычайная токсичность этионина объясняется потребностью в метионине многих биосинтетических и регуляторных процессов. На органном уровне (in vivo) поступление этионина в организм вызывает жировое перерождение печени («мускатная» печень), острый панкреатит, индуцирует развитие карциномы печени. Этионин оказывает негативный эффект на пролиферацию лимфоцитов, он полностью подавляет синтез ДНК в лимфоцитах, стимулированных фитогемагглютинином или конканавалином А. Этот аналог метионина ингибирует метилирование тРНК и предотвращает вызванное митогеном повышение активности ферментов, модифицирующих гистоны. Прекращение поступления этионина приводит к быстрой синхронной волне синтеза ДНК, увеличению скорости метилирования РНК и повышению активности ферментов, модифицирующих гистоны. Учитывая многостороннее воздействие этионина на метаболические процессы, можно полагать, что его потенциал как антиметаболита метионина не востребован в полной мере и необходимы дальнейшие исследования в этом направлении.
Литература
Alix JH. Molecular aspects of the in vivo and in vitro effects of ethionine, an analog of methionine. Microbiol Rev. 1982;46(3):281-295. https://doi.org/10.1128/mr.46.3.281-295.1982.
Levine M, Tarver H. Studies on ethionine. III. Incorporation of ethionine into rat proteins. J Biol Chem. 1951;192(9):835-850.
Castellano F, Ambrosio A, Troisi F. Ethionine inhibition of protein synthesis. Nutr Rev. 1965;23:125-127. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.1965.tb02106.x.
Boehm TL, Drahovsky D. Elevated transcriptional complexicity and decrease in enzymatic DNA methylation in cells treated with L-ethionine. Cancer Res. 1981;41(10):4101-4106.
Noguchi M, Tanaka K, Kuwamura Y, Fukushima T, Kawai Y. Toxicokinetics of phenobarbital in rats with DL-ethionine-induced liver injury. J Toxicol. Sci. 1993;18(4):245-255. https://doi.org/10.2131/jts.18.4_245.
Shivapurkar N, Wilson MJ, Poirier LA. Hypomethylation of DNA in ethionine-fed rats. Carcinogenesis. 1984;5(8):989-992. https://doi.org/10.1093/carcin/5.8.989.
Aarsaether N, Aarsland A, Kryvi H, Nilsson A, Svardal A, Ueland PM, Berge RK. Changes in peroxisomes and mitochondria in liver of ethionine exposed rats: a biochemical and morphological investigation. Carcinogenesis. 1989;10(6):987-994. https://doi.org/10.1093/carcin/10.6.987.
Röth D, Chiang AJ, Hu W, Gugiu GB, Morra CN, Versalovic J, Kalkum M. Two-carbon folate cycle of commensal Lactobacillus reuteri 6475 gives rise to immunomodulatory ethionine, a source for histone ethylation. FASEB J. 2019;33(3):3536-3548. https://doi.org/10.1096/fj.201801848R.
Ueberham E, Böttger J, Ueberham U, Grosche J, Gebhardt R. Response of sinusoidal mouse liver cells to choline-deficient ethionine-supplemented diet. Comp. Hepatol. 2010;9:8. https://doi.org/10.1186/1476-5926-9-8.
Waterfield CJ, Westmoreland C, Asker DS, Murdock JC, George E, Timbrell JA. Ethionine toxicity in vitro: the correlation of data from rat hepatocyte suspensions and monolayers with in vivo observations. Arch. Toxicol. 1998;72(9):588-596. https://doi.org/10.1007/s002040050547.
Sheibak VM, Novogrodskaya YaI, Pavlyukovets AYu, Smirnov VYu. Antimetabolit metionina (jetionin) vyzyvaet aminokislotnyj disbalans v pecheni. In: Snezhitskiy VA, Volf SB, Kurbat MN, editors. Aktualnye problemy mediciny. Materialy ezhegodnoj itogovoj nauchno-prakticheskoj konferencii; 2019 Jan 25, Grodno. Grodno: GrSMU; 2019. p. 611-614. edn: QBHEZS. (Russian).
Valdor R, Macian F. Autophagy and the regulation of the immune response. Pharmacol Res. 2012;66(6):475-483. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2012.10.003.
Zhang L, Cao R, Li D, Sun Y, Zhang J, Wang X, Khan A, Liu Z, Niu B, Xu J, Xie J. Ethionine-mediated reduction of S-adenosylmethionine is responsible for the neural tube defects in the developing mouse embryo-mediated m6A modification and is involved in neural tube defects via modulating Wnt/β-catenin signaling pathway. Epigenetics Chromatin. 2021;14(1):52. https://doi.org/10.1186/s13072-021-00426-3.
Zhang L, Dong Y, Wang W, Zhao T, Huang T, Khan A, Wang L, Liu Z, Xie J, Niu B. Ethionine Suppresses Mitochondria Autophagy and Induces Apoptosis via Activation of Reactive Oxygen Species in Neural Tube Defects. Front Neurol. 2020;11:242. https://doi.org/10.3389/fneur.2020.00242.
Aschkenasy A. Immunosuppressive effect of ethionine in rats. Resistance of this effect to methionine, tryptophan, ATP, adenosine and uridine. Ann Nutr Aliment. 1975;29(2):137-150.
Sheibak VM, Pavlyukovets AYu, Smirnov VYu. Svobodnye aminokisloty pejerovyh bljashek posle vvedenija antimetabolita metionina – jetionina. In: Volf SB, Snezhitskiy VA, Kurbat MN, editors. Aktualnye problemy mediciny. Sbornik materialov itogovoj nauchno-prakticheskoj konferencii; 2022 Jan 27; Grodno. Grodno: GrSMU; 2022. p. 521-522. edn: MOUNEH. (Russian).
Jung C, Hugot JP, Barreau F. Peyer’s Patches: The Immune Sensors of the Intestine. Int J Inflam. 2010;2010:823710. https://doi.org/10.4061/2010/823710.
