авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
-- [ Страница 1 ] --

ФГАОУ ВПО "Казанский (Приволжский)

Федеральный Университет"

Сервис виртуальных конференций Pax Grid

Актуальные проблемы биохимии и

бионанотехнологии

Сборник трудов

II Международной

Интернет-Конференции

Казань, 15 - 18 ноября 2011г.

II ТОМ

Казанский университет

2012

УДК 577/579

ББК 28.4:28.72:28.707.2

C56

Ответственный редактор Изотова Е.Д.

С56. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОХИМИИ И БИОНАНОТЕХНОЛОГИИ: сборник трудов II Международной Интернет-конференции. Казань, 15-18 Ноября 2011 г. /Отв. редактор Е.Д. Изотова;

Казанский (Приволжский) федеральный университет.- Казань:

издательство "Казанский университет", 2012.- 404с.

В сборнике представлены вопросы современной биохимии и бионанотехнологии. Книга рассчитана на научных работников, аспирантов, студентов соответствуеющих специальностей (С) Казанский (Приволжский) федеральный университет, (С) Система виртуальных конференций Pax Grid, (С) Авторы, Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ВЛИЯНИЕ TRICHODERMA ПОЧВ ЕГИПТА И РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН НА РАСТЕНИЯ, ФИТОПАТОГЕНЫ И ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ЛИНИИ РАКОВЫХ КЛЕТОК Абдельрахман А.А., Эльшафей С.М.А.,Рябичко С.С.,Иванова В.В.,Морозова Ю.А., Алимова Ф.К.

Университет Минья, г.Эль-Минья, Египет, Факультет сельского хозяйства, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия atefnagi2000@yahoo.com Введение Изучение новых веществ с антимикробной активностью – это одно из важнейших направлений преодаления лекарственной устойчивости микроорганизмов. В настоящее время число таких антимикробных препаратов постоянно увеличивается [1]. Известно, что культуральная жидкость несовершенных грибов содержит вещества, обладающие антибиотическими свойствами. Исследования в этой области ведутся достаточно активно;

постоянно обнаруживаются новые метаболиты с полезными свойствами [2,3].

Грибы рода Trichoderma обитают в почвах самых разных климатических зон. Они присутствуют в корневой экосистеме растений [4]. Этот микромицет является авирулентным симбионтом растений и действует как паразит и антагонист многих фитопатогенных грибов, таким образом, защищая растение от заболеваний [5].





В работе были использованы аборигенный штамм грибов Trichoderma asperellum 551,выделенный из антропогенно-нарушенной почвы на территории Республики Татарстан и штамм Trichoderma harzianum,выделенный из почвы на территории Египта.

Цель данной работы –оценка биологической активности метаболитов грибов рода Trichoderma по отношению к растениям кукурузы, фитопатогенным микромицетам и клеткам HeLa.

Результаты Исследования проводились на трёх сортах кукурузы: краснодарский 2007, краснодарский 2008 и поволжский. Все семена изначально были обработаны пестицидами. Опыт заключался в том, что одна часть семян замачивалась в культуральной жидкости T. asperellum и T. harzianum, другая часть - была предварительно отмыта от пестицидов, и затем также была обработана культуральной жидкостью T. asperellum и T. harzianum.

Контролями служили семена, обработанные пестицидами, и семена, Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии отмытые от них. Результаты проведённых экспериментов представлены на рисунке 1А. Они показывают, что обработка семян кукурузы, предварительно отмытых от пестицидов, культуральной жидкостью T.

asperellum и T. harzianum, а также обработка семян с пестицидами культуральной жидкостью T. asperellum, T. harzianum перед посевом привело к значительному увеличению (p0,05) роста растений по сравнению с контролями. Увеличение наблюдалось на 10%, 9%, 4%, 4% соответственно, независимо от сорта кукурузы. Также наблюдалось увеличение массы ботвы (Р 0,05) при обработке семян, предварительно отмытых от пестицидов, культуральной жидкостью T. asperellum и T.

harzianum, прирост биомассы был на 15 и 16% соответственно (рис.1Б).

Также в нашей работе мы оценивали влияние Trichoderma asperellum на рост мицелия ряда фитопатогенных грибов: Fusarium oxysporum, Aspergillus awamori, Aspergillus flavus.На рисунке 2 видно, что мицелий Т.

asperellum в течение7 дней рос значительно (p0,05) быстрей, чем мицелийF.

oxysporum (рис.2А), А. awamori (рис.2Б) иA. flavus (рис.2В). Оценивая эти данные можно сделать вывод, что T. asperellum имеетантагонистическую активность по отношению к фитопатогенным микромицетам.

На последнем этапе исследования, было изучено влияние метаболитов грибов рода Trichoderma на жизнеспособность опухолевых клеток HeLain vitro. Результаты представлены на рисунке 3А и 3Б, они показывают что, различные разведениякультурального фильтрата Т. asperellum иT. h arzianum уменьшают процентживых клеток HeLaв течение 30 и 60 минут.

На рисунке такжевидно, что повышениеконцентрацииметаболитов снижают жизнеспособностьHeLaклеток. Кроме того, с течениемвремени происходит уменьшение процентаживых HeLaклеток.

Результаты позволяют сделать выводы о том, что культуральная жидкость грибов рода Trichoderma положительно действует на рост и вес кукурузы, обладает фитостимулирующим эффектом. Метаболиты Trichoderma ингибируют жизнеспособностьраковых клеток и многихфитопатогенных грибов Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Литература 1. Яковлев, В.П. Перспективы создания и внедрения новых антимикробных препаратов / В.П. Яковлев, С.В. Яковлев // Инфекции и антимикроб.





химиотерапия–2002.–№4. – С.1-5.

2. Сейкетов, Г.Ш. Грибы рода Trichoderma и их использование в практике / Г.Ш. Сейкетов // Алма-Ата: Наука-1982.–245с.

3. Шариков, А.М. Изучение антибиотической активности метаболитов грибов рода Trichoderma в отношении штаммв Bacillussubtilis / А.М.

Шариков // Вестник Алтайского государственного аграрного университета.–2011.–№ 2. – C. 57–59.

4. Harman, G.E. Overview of mechanisms and uses of Trichoderma spp / G.E.

Harman // Phytopathology.-2006. Vol.96.-P.190-194.

5. Harman G.E. Multifunctional fungal plant symbionts: new tools to enhance plant growth andproductivity / G.E. Harman // New Phytologist.-2011.Vol.189.P.647-649.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ВЛИЯНИЕ КАТАЦИНА И БЕНЗОНАЛА НА СОДЕРЖАНИЕ АДЕНИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ЭМОЦИОНАЛЬНОМ СТРЕССЕ Абдуллаев Г.А., Мирзакулов С., Каримова Г.М., Алматов К.Т.

Национальный Университет Узбекистана имени М.Улугбека, биолого-почвенный факультет, кафедра физиологии человека и животных karimova-gulya@mail.ru Эмоции как компонент психических процессов обеспечивают первичное отражение и осознание личностью воздействий окружающей действительности. Все явления, связанные с эмоциями являются результатом активности определенных отделов головного мозга [Szado A, Billet E, Turner J, 2001]. Воздействие эмоциогенных факторов нарушает гомеостаз гормональной и вегетативной нервной системы. В связи с этим интерес к проблеме стресса велик, так как еще недостаточно изучены механизмы развития стресса и адаптации организма к нему, недостаточно данных о метаболических изменениях, происходящих в тканях и органах в условиях стресса.

Эксперименты проводились на иммобилизированных крысах, путем помещения их в тесные и клетки и электрокожного раздражения лап и хвоста током в течении 30 минут ежедневно в течении трех месяцев. В другой серии экспериментов крысам на фоне электокожного раздражения внутрибрюшинно вводили препарат бензонал [Зияева А.В., 1997] в дозе мг/кг или катацин [Назруллаев С.С., 1994] в такой же дозе на протяжении трех месяцев. После введения вышеперечисленных препаратов спустя час проводили электрокожное раздражение. Контрольную группу составляли животные, которые не подвергались электроаздражению. Затем поводили забой животных и быстро извлекали большие полушария головного мозга. Ткань гомогенезировали в течении 1 мин при температуре 2-4 С в растворе, содержащем NaCl - 100мM, глюкозу – 25 мМ, Na2HPO4 10мМ. Определение содержание АН проводили по методу Косенко [Косенко Е., 1981, Farel, Olson 1973], содержание неорганического фосфата и индивидуальных АН проводили по R.E. Willismson J.R. 1965. Полученные в ходе исследования данные свидетельствуют о том, что применение катацина или бензонала в стадии тревоги приводило к торможению содержания АН. Так, если в отсутствии препаратов в организме животных содержание АТФ, АДФ и АМФ в ткани мозга повышается соответственно на 111,0;

95,0 и 153,9 %от уровня нормы, то в присутствии катацина всего Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии лишь на 16,8;

12,4 и 34,6%, а при введении бензонала на 20,0;

18,3 и 40,0 %.

В этих условиях без препаратов содержание САН повышается на 113,9%, то в присутствии катацина на 18,2 %, а бензонала на 22,0 %. В стадии истощения содержание АН в головном мозге уменьшается, а гипометаболики замедляют уменьшение содержания АН. Так, без препаратов содержание АТФ и АДФ в ткани мозга уменьшается соответственно на 42,0 и 25,0%, то при введении гипометаболиков приближается к показателям нормы. Таким образом, катацин и бензонал на начальном этапе стресса – в стадии тревоги, замедляют процесс образования АН и приближает данные к показателям нормы, а в стадии истощения почти полностью восстанавливают содержание АН клетки до контрольного уровня.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРОВИ БОЛЬНЫХ С ВНУТРИПЕЧЕНОЧНЫМИ И ВНЕПЕЧЕНОЧНЫМ ХОЛЕСТАЗОМ Абдуллаев В. Р.

Дагестанский государственный университет vagab@mail.ru Актуальной проблемой современной гастроэнтерологии является холестаз. Этот синдром может стать причиной серьезных нарушений функции печени и желчевыводящих путей, что требует применения лекарственных средств, не только способствующих восстановлению пассажа и состава желчи, но также благотворно влияющих на состояние гепатоцита и обладающих антифибротическими свойствами.

Большинство исследований, посвященных изучению механизмов гибели гепатоцитов при холестазе, выполнены с использованием культур клеток или экспериментальных животных. При этом установлено, что ведущую роль в патогенезе гибели клеток печени играют желчные кислоты. В то же время в литературе отсутствуют работы, посвященные биохимическим изменениям параметров крови, позволяющие оценивать интенсивность процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты организма при холестазе.

В связи, с этим представляет большой интерес исследование перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности в сыворотке крови и эритроцитах больных внутри- и внепеченочным холестазом.

Полученные нами результаты показывают что в острой стадии заболевания возрастает активность трансаминаз. Активность еще одного фермента из «золотого стандарта» для диагностики заболеваний печени – щелочной фосфатазы, так же достоверна повышается при внутри- и внепеченочном холестазе относительно контрольной группы.

Содержание малонового диальдегида как в эритроцитах так и в сыворотке крови больных холестазом значительно возрастает.

Существенное, (в 4 раза), повышение МДА в эритроцитах и сыворотке (в раз) крови нами было обнаружено у больных внутрипеченочным холестазом. В то же время у больных с внепеченочным холестазом содержание малонового диальдегида в крови ниже чем у больных с внутрипеченочным холестазом, но выше чем у контрольной группы.

Активность одного из ферментов антиоксидантной защиты – каталазы в Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии эритроцитах крови больных холестазом достоверно снижается относительно контрольной группы Таким образом, в крови больных внутри- и внепеченочным холестазом в острый период заболевания на фоне снижения емкости антиоксидантной системы существенно интенсифицируются процессы ПОЛ, которые могут привести к цитолизу и некрозу гепатоцитов, а так же изменить структурно-функциональные свойства эритроцитарной мембраны и функционирование эритроцитов в целом.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДНК-ГИДРОЛИЗУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ В СЛЮНЕ Абдуллин Т.И.,Зарипова Э. Р.,Шахмаева И.И.,Сайфуллина Д.В.

Казанский (Приволжский) федеральный университет divitsai@gmail.com Активность ДНК-гидролизующих ферментов является важным диагностическим параметром, изменяющимся при различных заболеваниях: онкологических, аутоиммунных, сердечно-сосудистых [1, 2].

Ключевым ферментом, обладающим дезоксирибонуклеазной активностью, является ДНКаза I, содержащаяся во многих физиологических жидкостях.

Нами разработан и запатентован метод определения ДНК-гидролизующей активности, основанный на использовании сенсоров модифицированного углеродными нанотрубками электрода (патент РФ №2413768). Метод позволяет проводить диагностику аутоиммунного тиреоидита по изменению ДНК-гидролизующей активности сыворотки крови [3]. В настоящей работе исследована возможность применения модифицированных сенсоров для анализа дезоксирибонуклеазной активности в слюне человека Установлено, что слюна обладает электрохимической активностью и генерирует сигнал в форме двух пиков окисления при потенциалах +0.5 и +0.8 В, обусловленных белками и низкомолекулярными метаболитами. Высокомолекулярная ДНК – субстрат ДНКазы I –детектируется на модифицированном сенсоре при потенциале около +1 В за счет окисления гуаниновых нуклеотидов.

Компоненты слюны ингибируют детектирование ДНК вследствие блокирования поверхности сенсора. Инкубация ДНК с разбавленной слюной в течение 4 часов при 37°С приводила к ферментативному гидролизу ДНК и существенному повышению сигнала ДНК пропорционально степени ее расщепления. Повышение сигнала обусловлено образованием фрагментов ДНК, которые лучше адсорбируются на поверхности сенсора, чем высокомолекулярная ДНК.

Результаты демонстрируют, что модифицированные сенсоры перспективны для экспресс-анализа ДНКазы слюны, уровень активности которых может повышаться при ишемии и повреждении миокарда.

Разработанный метод может быть реализован в формате одноразовых печатных электродов, модифицированных углеродными нанотрубками.

1. Sato, Sh. et al. Anal. Biochem. 2008. V.381. P. 233-239.

2. Барановский, А.Г. и др. Биохимия. 2004. Т. 69. Вып. 6. С. 720-741.

3. Shakhmaeva, I.I. et al. Analytical Bioanalytical Chemistry. 2011. V.401. P.

2591–2597.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ТРЕХФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКСОПОЛИМЕРЫ ЭТИЛЕНОКСИДА И ПРОПИЛЕНОКСИДА ДЛЯ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВ Абдуллин Т.И.,Штырлин Ю.Г.,Раджабова Н.М.,Сагитова О.В.,Бондарь О.В.

Казанский (Приволжский) федеральный университет o.v.bondar@mail.ru Амфифильные блоксополимеры этиленоксида и пропиленоксида являются перспективными носителями для доставки лекарств в клетки. В водном растворе подобные блоксополимеры формируют ассоциаты, которые могут служить резервуарами для терапевтических и диагностических субстанций. Единичные молекулы блоксополимеров способны оказывать множество эффектов на животные клетки и, в частности, ингибировать множественную лекарственную устойчивость опухолевых клеток при химиотерапии.

Значительный интерес в разработке носителей для доставки лекарств представляет новый класс трехфункциональных блоксополимеров этиленоксида и пропиленоксида – лапролов – обладающих структурным сходством с природными триацилглицеринами. В настоящей работе нами исследован блоксополимер марки лапрол и его производное, модифицированное концевыми карбоксильными группами в реакции с янтарным ангидридом.

Строение карбоксилированного производного лапрола подтверждено с помощью кислотно-основного титрования, ИК- и ЯМР-спектроскопии.

Методом динамического светорассеяния показано, что введение карбоксильных групп придает значительный отрицательный заряд мицеллам лапрола (дзета-потенциал -48.6 мВ), размер которых составил около 60 нм.

Оценена цитотоксичность исходного и модифицированного лапрола на фибробластах кожи человека в сравнении с линейными двухфункциональными блоксополимерами. Модифицированный лапрол обладает значительной меньшей цитотоксичностью, чем плуроники марки L61 и L121.

Исследованы мембранотропные свойства лапрола. Показано, что модифицированный лапрол оказывает незначительный повреждающий эффект на мембраны клеток и при этом существенно усиливает внутриклеточную доставку флуоресцентного красителя родамина –субстрата обратных транспортеров лекарств Р-гликопротеинов. Таким Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии образом, модифицированный лапрол, обладая низкой цитотоксичностью способствует внутриклеточному транспорту низкомолекулярных лекарственных субстанций, предположительно, вследствие ингибирования Р-гликопротеинов. Полученые результаты служат основой разработки эффективных и безопасных систем доставки лекарственных средств на основе трехфункциональных блоксополимеров этиленоксида и пропиленоксида.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ВЛИЯНИЕ МЕКСИДОЛА НА АКТИВНОСТЬ КАСПАЗЫ 3 В МИОКАРДЕ ЖЕЛУДОЧКОВ СЕРДЦА КРОЛИКОВ С ВАЗОРЕНАЛЬНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ Азова М.М.,Благонравов М.Л.,Фролов В.А.

Российский университет дружбы народов azovam@mail.ru В течение многих лет одной из важнейших проблем системы здравоохранения остается борьба с сердечнососудистыми заболеваниями, значительную долю которых составляют болезни, сопровождающиеся артериальной гипертензией (АГ). Известно, что прогрессирование последней часто приводит к развитию хронической сердечной недостаточности (ХСН). Существует мнение, что одним из ключевых факторов, определяющих формирование ХСН, является апоптотическая гибель кардиомиоцитов (КМЦ) [4]. Проведенные нами ранее исследования, так же как и литературные данные подтверждают повышение интенсивности апоптоза в миокарде желудочков сердца при различных формах артериальной гипертензии [1, 2, 7].

Всестороннее изучение программированной гибели клеток (ПКГ) миокарда, механизмов ее инициации и регуляции позволят разработать новые подходы к лечению заболеваний сердечнососудистой системы. На сегодняшний день предлагаются различные способы прямого подавления апоптоза (ингибиторы каспаз, блокада Fas-рецептора и др.) [6]. Однако неселективная репрессия апоптотической гибели может привести к сохранению в организме генетически и функционально неполноценных клеток. Необходимо также учитывать то, что усиление ПКГ свидетельствует о значимых нарушениях внутриклеточных процессов, следовательно, более целесообразным будет подавление не самой гибели клеток, а механизмов, создающих условия для индукции данного процесса.

Известно, что повышение интенсивности апоптоза КМЦ может быть вызвано различными факторами, в том числе обусловленной АГ хронической перегрузкой желудочков сердца, гипоксией, действием свободных радикалов и т.д. В этой связи мы полагаем, что перспективным,но требующим дальнейшего изучения направлением медикаментозного воздействия на ПКГ КМЦ при артериальной гипертензии может быть применение антигипоксантов и антиоксидантов.

Целью данной работы явилось изучение влияния мексидола на активность каспазы 3, являющейся проапоптотическим ферментом, в клетках миокарда желудочков сердца при вазоренальной АГ.Мексидол Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии (этилметилгидроксипиридина сукцинат), будучи комбинированным препаратом, является антигипоксантом, благодаря входящему в его состав сукцинату, а также обладает присущими 3-оксипиридинам антиоксидантными свойствами [3, 5].

Материал и методы исследования.

Эксперименты проводились на 12 самцах кроликов породы «Шиншилла» массой 2,3 – 2,6 кг. Животные были разделены на 2 группы – контрольную (n=6) и опытную (n=6). У кроликов опытной группы моделировали вазоренальную АГ по Голдблатт путем сужения брюшной аорты на 1/3 от исходного диаметра над местом отхождения от нее почечных артерий. С 19-го по 28-й день после операции животным 1 раз в сутки внутримышечно вводился Мексидол (МЦ Эллара / ООО «НПК Фармасофт», Россия), действующим веществом которого является этилметилгидроксипиридина сукцинат, в дозе 5 мг/кг. Затем под общим наркозом животным вскрывали грудную клетку и производили экстирпацию сердца. Аналогичным образом получали материал у интактных кроликов контрольной группы.

Выбор срока введения препарата был обусловлен проведенными нами ранее исследованиями кроликов с вазоренальной АГ, продемонстрировавшими усиление каспазозависимого апоптоза клеток миокарда правого и левого желудочков сердца, достигавшего максимума через 4 недели после оперативного вмешательства [1, 2].

Лизаты желудочков сердец кроликов использовали для оценки активности каспазы 3, которую определяли колориметрическим методом по скорости расщепления синтетического субстрата Ac-DEVD-pNAс помощью набора «Caspase3 AssayKit, Colorimetric» («Sigma», США).

Исследования проводились на оборудовании Центра коллективного пользования (НОЦ) РУДН и кафедры общей патологии и патологической физиологии медицинского факультета РУДН.

Статистические расчеты осуществлялись с использованием программы «STATISTICA6.0» (StatSoftInc., США), для оценки достоверности различий изучаемых выборок применялся U-критерий Манна-Уитни.

Результаты и обсуждение.

В таблице представлены результаты оценки активности каспазы 3 в миокарде желудочков сердца кроликов контрольной и опытной групп.

Таблица. Активность каспазы 3 в миокарде левого (ЛЖ) и правого (ПЖ) желудочков сердца нормотензивных кроликов (контроль) и кроликов с вазоренальной АГ, леченых мексидолом (опыт) (M±m) Показатель Контроль ЛЖ Опыт ЛЖ Контроль ПЖ Опыт ПЖ Каспаза 3, 0,23±0,02 0,23±0,02 0,20±0,02 0,16±0, нмоль/(минмл) Из приведенных данных видно, что активность каспазы 3 у контрольной и Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии опытной групп животных достоверно не отличается, что свидетельствуют о том, что применение мексидола при вазоренальной АГ снижает до контрольных значений интенсивность каспазозависимых апоптотических процессов в миокарде желудочков сердца. Полученные результаты позволяют предполагать, что гипоксия, приводящая к развитию дефицита энергии в сердечной мышце, и окислительный стресс участвуют в индукции ПКГ, а применение антигипоксантов и антиоксидантов, к числу которых относится мексидол, может стать важным звеном профилактики и лечения ХСН при АГ.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Литература 1. Азова М.М., Благонравов М.Л.,, Фролов В.А. Исследование апоптоза клеток миокарда левого желудочка при экспериментальной артериальной гипертензии // Сборник трудов первой международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине».- СПб., 2010, Т.3.- С. 16-17.

2. Азова М.М., Благонравов М.Л., Фролов В.А. Активность каспазы 3 и каспазы 8 в клетках миокарда правого желудочка при экспериментальной артериальной гипертензии // Вестник РУДН. Серия «Медицина».- М., 2011, №4. – С.44-47.

3. Андреева Н.Н. Экспериментальные и клинические аспекты применения мексидола при гипоксии // Медицинский альманах. 2009, № 4 (9). – С.193-197.

4. Бершова Т.В., Монаенкова С.В., Гасанов А.Г. Патогенетическое значение апоптоза кардиомиоцитов при сердечной недостаточности // Педиатрия.

2009, Т.88. №1. – С.147-154.

5. Воронина Т. А. Антиоксидант мексидол. Основные нейропсихотропные эффекты и механизм действия // Психофармакол. Биол.Наркол. 2001, Т. 1.

№1. – C.2 –12.

6. Fischer U., Schulze-Osthoff K. New approaches and therapeutics targeting apoptosis in disease // Pharmacol. Rev. 2005. №57. – Р.187–215.

7. Fortuno M.A., Ravassa S., Fortuno A., Zalba G., Diez J. Cardiomyocyte apoptotic cell death in arterial hypertension. Mechanisms and potential management // Hypertension. 2001. №38. – P.1406-1412.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии МОДУЛИРУЮЩИЕ ЭФФЕКТЫ КСАНТИНОВЫХ КСЕНОБИОТИКОВ НА АКТИВНОСТЬ СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗЫ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКА ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС НА ФОНЕ ЦИТОТОКСИЧЕСКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ NO-МИМЕТИКОВ Александрова Е.В.,Беленичев И.Ф.,Бухтиярова Н.В.,Макоед О.Б.,Белоконь Л.Е.,Крисанова Н.В.,Рудько Н.П.,Беленький С.А.,Иванченко Д.Г.

Запорожский государственный медицинский университет, Украина darja.yurchenko@yandex.ru Актуальной задачей современной фармакологии является поиск антиоксидантов, ограничивающих повреждающее действие нитрозирующего стресса в отношении антиоксидантного ферментного комплекса клетки и, особенно, супероксиддисмутазы (СОД).

Одним из ключевых механизмов действия многих известных антиоксидантов-нейропротекторов является их способность ингибировать процесс окислительной модификации белков (ОМБ) и накапливания маркерных карбонильных продуктов – альдегидфенилгидразонов (АФГ) и кетонфенилгидразонов (КФГ).

Нами впервые были синтезированы водорастворимые соли 3-арил(аралкил)ксантинил-8-метилтиоуксусной кислоты и изучена их антиоксидантная активность (АОА). Перспективность этих исследований заключается в том, что малоизвестные производные 3-арилксантинов являются структурными аналогами соответствующих производных 3-метилксантина, которые проявляют выраженное антиоксидантное действие.

Первичную оценку антиоксидантной активности исследуемых соединений оценивали, используя метод i n vitro при фотоиндукции NO•.

Последнюю осуществляли действием света на образцы с нитропруссидом натрия. Антиоксидантную активность веществ и их протективное действие относительно СОД изучали на модели нитрозирующего стресса i n vitro.

Для его моделирования использовали динитрозольный комплекс железа с цистеином – стабильный комплекс NO•, который можно рассматривать как транспортную форму этого радикала, обеспечивающую продолжительный ингибирующий эффект NO• и его активных метаболитов на разные группы белков. Сравнительная характеристика антиоксидатной активности исследуемых соединений при фотоиндуцировании натрий нитропруссида показала, что наиболее перспективным соединением для дальнейшего изучения является морфолиниевая соль Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии 3-бензилксантинил-8-метилтиоуксусной кислоты, сильнее всего подавляющая активность NO•.

Моделированный нами нитрозирующий стресс в супернатанте мозга крыс характеризовался угнетением активности антиоксидантного фермента – СОД, а также увеличением образования продуктов окислительной модификации белка и нитротирозина. Так, активность СОД снижалась на 53,6 %, а уровень продуктов ОМБ увеличивался – АФГ на 87, %, а КФГ – на 64,2 %. При этом уровень нитротирозина в пробах повышался в 3 раза. Внесение в инкубационную смесь производных 3-арилксантинов (в концентрации 10 - 6 М) приводило к торможению окислительной модификации белков мозга в инкубационной смеси. Так, эти соединения снижали образование АФГ на 35,1 %, КФГ – на 30,7 %, а нитротирозина на 57 %. Внесение в инкубационную смесь селективной «ловушки»

пероксинитрита N-ацетилцистеина (N-АЦЦ) в концентрации 10-6 М снижало данные показатели на 12,6 % и 20,6 % соответственно, а нитротирозина на 47,2 %. Внесение в инкубационную смесь скаведжера активных форм кислорода – PNB перед модулированием нитрозирующего стресса i n vitro приводило к снижению концентрации АФГ и КФГ на 23% и 22 % соответственно и снижению нитротирозина на 53 %. Наиболее важным моментом в действии производных ксантина была протекторная активность в отношении СОД. Производные 3-арилксантинов предотвращали угнетение активности СОД в условиях повреждающего действия нитрозирующего стресса. Так, активность СОД в образцах с исследуемыми соединениями была достоверно выше на 66,7 %, чем в контрольных пробах.

В случае с N-АЦЦ активность СОД была выше на 23,1 %, а при внесении в пробы PNB искомая активность повышалась на 34 %.

Таким образом, можно утверждать, что АОА исследуемых соединений реализуется путем протекторного действия относительно СОД и обеспечения ее высокой активности в условиях нитрозирующего стресса in vitro.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии АНТИОКСИДАНТЫЙ СТАТУС ТКАНЕЙ ПРОРОСТКОВ ЯРОВОГО И ОЗИМЫХ СОРТОВ TRITICUM AESTIVUM L. ПРИ ДЕЙСТВИИ ГИПОТЕРМИИ Анвар А., Абдрахимова Й. Р.

Багдадский университет, г.Багдад, Ирак, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г.Казань, Россия ahmadjk75@yahoo.com Известно, что у аэробных организмов генерация активных форм кислорода является обычным метаболическим процессом, который может существенно усилиться при действии стресс-факторов, несмотря на «хорошо-эшелонированную» систему антиоксидантной защиты (1).

Исследовали изменения антиоксидантного статуса клеток тканей этиолированных проростковозимой (сорта Мироновская 808 и Казанская 285) и яровой (с.Керба) форм пшеницы Triticum aestivum L.в зависимости от их способности к низкотемпературному закаливанию (4-5С,3сут). Степень исходной и холод-индуцируемой терморезистентности определяли по экзоосмосу электролитов после тестирующего промораживания (-15С, 2ч).

Установлены фазность и сортоспецифичность динамики изменений изучаемых параметров с повышением к 3 суткам гипотермии содержания пероксида водорода, более выраженным (почти в 2 раза) у проростков ярового сорта. При этом у всех сортов выявлена значительная степень корреляции содержания Н2О2 сактивностью каталазы (в среднем r=+0,6).

Повышенная чувствительность к гипотермии проростков ярового сорта, диагностируемая по ранним изменениям показателей, не обеспечивала статистически достоверного прироста их терморезистентности. По сравнению с другими сортами растения Казанской 285 характеризовались низкими содержаниемН2О2 и активностями антиоксидантных ферментов, а также проницаемостью мембранкакдо, так и после холодового закаливания и криостресса. По данным многолетних опытов разница между морозо- и зимостойкостью полевых растений изучаемых сортов озимой пшеницы достигала 20%. Полученные результаты свидетельствуют о проявлении генетически детерминированной способности этиолированных проростков озимой пшеницы к холодовому закаливанию, адекватно отражающем разную степень морозоустойчивости полевых растений.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии КОМПЬЮТЕРНЫЙ ДИЗАЙН ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ АДСОРБЦИИ ВИЧ-1 НА ОСНОВЕ ГЛИКОЛИПИДОВ Анищенко И.В.,Корноушенко Ю.В.,Тузиков А.В.,Андрианов А.М.

Объединенный институт проблем информатики, Национальная академия наук

Беларуси, Минск, 220012, Респу, Институт биоорганической химии, Национальная академия наук Беларуси, Минск, 220141, Республика Белар anishchenko.ivan@gmail.com Внедрению ВИЧ-1 в макрофаги и Т-лимфоциты предшествует связывание белка gp120 оболочки вируса c первичным рецептором CD клеточной мембраны, а также с хемокиновыми корецепторами CCR5 и/или CXCR4, взаимодействие с которыми активирует процесс слияния мембран, ведущий к проникновению вирусного генома в клетки-мишени. Известно, что третий вариабельный домен белка gp120 (петля V3) отвечает за выбор корецептора и участвует в структурных изменениях, происходящих при контакте ВИЧ-1 с молекулой CD4. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что петля V3 в значительной мере определяет клеточный тропизм, и, поэтому, может рассматриваться как перспективная мишень для создания новых противовирусных препаратов. В связи с этим одной из актуальных задач является проблема идентификации химических соединений, специфически взаимодействующих с V3-доменом ВИЧ-1.

Согласно данным литературы к числу таких соединений относится гликолипид -галактозилцерамид (-GalCer), образующий на поверхности ряда чувствительных клеток первичный рецептор для ВИЧ-1, альтернативный молекуле CD4, используемой вирусом для проникновения в клетки лимфоидного ряда.

Цель настоящего исследования: Методами молекулярного моделирования построить структурные комплексы -GalCer с пептидами Gly-Pro-Gly-Gln/Arg-Ala-Phe петли V3 ВИЧ-1, имитирующими область связывания вируса с гликолипидами, и, исходя из их энергетических и конформационных характеристик, осуществить компьютерный дизайн водорастворимых аналогов -GalCer, способных к блокаде V3-домена белка gp120.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Определена трехмерная структура и изучены динамические свойства -GalCer.

2. Рассчитаны структурные комплексы -GalCer с пептидами петли V Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ВИЧ-1 и выполнен их анализ, на основе которого сконструированы два водорастворимых аналога гликолипида.

3. Установлены пространственные структуры этих производных -GalCer и исследованы их динамические характеристики.

4. Построены динамические модели комплексов гликолипидов с пептидами петли V3 ВИЧ-1 подтипов А и B, имитирующими ее центральную область 15-20, и выполнена оценка их стабильности путем расчета величин свободной энергии образования надмолекулярных структур.

Анализ наиболее вероятных структурных комплексов -GalCer с пептидами петли V3 ВИЧ-1 подтипов А и B, сгенерированных методом молекулярного докинга с последующим исследованием их молекулярно-динамических траекторий и расчетом свободной энергии образования надмолекулярных структур, показал, что они характеризуются близким механизмом взаимодействия -GalCer с центральной областью петли V3, согласно которому ключевую роль в их формировании играет фенилаланин ее иммунногенной “верхушки”, контактирующий с остатком галактозы гликолипида. При этом важный вклад в стабилизацию комплексов вносят водородные связи гидроксильных групп сахара с полярными атомами основной цепи петли V3. Как следует из анализа динамических структур рассматриваемых комплексов, наиболее вероятными среди них являются водородные связи, образованные гидроксильными группами в положениях С2, С3 и С4 пиранозного кольца гликолипида с карбоксильной группой остатка фенилаланина пептидов петли V3. Существенную роль в формировании надмолекулярных структур играют также водородные связи аминогруппы сфингозинового основания GalCer с карбоксильной группой глицина в третьей позиции пептидов.

Кроме того, высока вероятность образования водородной связи между атомом кислорода остатка жирной кислоты и амидной группой аланина. В случае пептида петли V3, содержащего в четвертой позиции остаток аргинина, в ряде динамических структур наблюдаются водородные связи с участием боковой цепи этой аминокислоты, приводящие к дополнительной энергетической стабилизации комплекса, что подтверждает сравнительный анализ величин свободной энергии образования надмолекулярных структур.

Пространственная близость остатка галактозы с фенилаланином, наблюдаемая в структурных комплексах -GalCer с пептидами петли V3, создает благоприятные условия для образования нестандартных CH··· и OH··· водородных связей, существующих за счет сил притяжения дисперсионной природы между XH (X=C или O) группами сахара и перекрывающимися -орбиталями боковой цепи этой аминокислоты. Эти результаты согласуются с рядом экспериментальных данных, Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии свидетельствующих о том, что важным фактором, обеспечивающим энергетическую стабилизацию комплексов гликосфинголипидов с белками, являются CH… взаимодействия остатка сахара с ароматическими аминокислотами. Вероятно, именно этот тип взаимодействий, реализующихся между -GalCer и консервативным фенилаланином иммуногенной “верхушки” петли V3, определяет специфичность связывания гликолипида с белком gp120 ВИЧ-1. Полученные результаты создают структурные предпосылки для получения водорастворимых форм -GalCer, способных к эффективной блокаде петли V3, путем модификаций остатка жирной кислоты гликолипида, который, как следует из проведенных расчетов, обладает высокой конформационной подвижностью и не вступает в непосредственный контакт с ее центральным сегментом Gly -Pro-Gly-Gln/Arg-Ala-Phe.

Два таких аналога -GalCer, в одном из которых осуществлено замещение остатка одноосновной жирной кислоты на двухосновную янтарную кислоту, а в другом - ее полное удаление, сконструированы и апробированы в настоящей работе методами компьютерного моделирования.

Исследование структурных комплексов этих аналогов -GalCer с пептидами петли V3 ВИЧ-1 показало, что, как и в случае интактного гликолипида, в большинстве расчетных структур пиранозное кольцо галактозы сближено в пространстве с консервативным фенилаланином петли V3, а гидроксильные группы остатка сахара образуют водородные связи с полярными атомами ее основной цепи. Полученные данные свидетельствуют о том, что сконструированные химические соединения могут использовать для формирования комплексов с пептидами петли V элементы структуры, которые задействует для этих целей -GalCer. Этот факт позволяет высказать предположение о том, что рассматриваемые аналоги -GalCer должны сохранять способность к специфическим и эффективным взаимодействиям с главным иммуногенным участком белка gp120, характерную для нативного гликолипида. Рассмотрение величин свободной энергии образования комплексов -GalCer и его аналогов с пептидами петли V3 ВИЧ-1 подтверждает это предположение, сделанное на основе анализа межмолекулярных взаимодействий, реализующихся в соответствующих надмолекулярных структурах. Расчетные величины свободной энергии близки к значению -10,9 ккал/моль, вычисленному нами по экспериментальным данным о константе диссоциации комплекса GalCer с белком gp120 ВИЧ-1.

Таким образом, полученные в работе структурные данные указывают на высокую вероятность проявления противовирусной активности сконструированных гликолипидов. В связи с этим, разработанные аналоги Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии -GalCer представляют базовые структуры для создания их модифицированных форм, ингибирующие свойства которых, как следует из проведенных исследований, могут быть предварительно оценены методами молекулярного моделирования. Такой подход к разработке новых лекарственных препаратов для терапии СПИДа, предполагающий использование на первом этапе исследований современных компьютерных методологий, позволит провести рациональный отбор наиболее перспективных молекул, способных к эффективной блокаде петли V3 ВИЧ-1, с целью их последующего синтеза и тестирования на анти-ВИЧ активность.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Влияние бисдитиофосфоновых кислот на фитопатогенные бактерии родов: ERVINIA, PSEUDOMONAS, XANTHOMONAS Антонов В.В., Зузи Ж.М.,Тазетдинова Д.И., Алимова Ф.К., Никитин Е.Н., Низамов И.С., Черкасов Р.А.

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт им. Бутлерова КФУ, Казанский (Приволжский) федеральный университет, кафедра биохимии vvantnv@gmail.com В настоящее время идет активный поиск новых веществ обладающих антимикробной активностью. Исследования в области химии изопреноидов приобретают в настоящее время особую актуальность в связи с проблемой использования богатых сырьевых ресурсов, предоставляемых лесной и деревообрабатывающей промышленностью. Изопреноиды, входящие в состав живицы, экстрактивных веществ, древесины и коры хвойных растений, являются ценным сырьем для получения биологически активных соединений и самых разнообразных продуктов технического назначения.

Эти вещества родственны убихинонам и витаминам групп А, Е и К.

Изопреноиды являются перспективными низкомолекулярными биорегуляторами, играющими важную роль в продуцировании живыми организмами углеводсодержащих биополимеров ряда (липо)полисахаридов, гликопротеинов и пептидогликанов. Выделенные из живых организмов изопреноиды проявляют противоязвенную, ранозаживляющую, гипотензивную, антитромбозную, противоопухолевую, антигипертензивную, андренергическую, антиульцерогенную, гиперпротекторную и антигиперхолестеринемическую активность, участвуют в нормализации иммунной функции, в восстановлении функций печени, являются растворителями желчных камней. Среди изопреноидов особый интерес представляют фосфорилированные изопреноиды. Природные фосфорсодержащие полипреноидные соединения участвуют в метаболических процессах в живых организмах.

Цель данной работы заключалась в изучении ингибирующей активности бисдитиофосфоновых кислот на фитопатогенные бактерии родов: Ervinia, Pseudomonas, Xanthomonas.

Была изучена ингибирующая активность октакис(арилдитиофосфоновая) - (вещество А) и окта-2-оксиэтилированная (арилдитиофосфоновая) (вещество В) кислот на фитопатогенных бактериях Ervinia carotovora, Pseudomonas syringae, Xanthomonas campestris. Ингибирующую Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии активность фитопатогенных бактерий определяли диско-диффузионным методом. На поверхность питательной среды в чашке Петри наносили бактериальную суспензию и затем помещали диски, содержащие растворенное в ДМСО вещество в заданной концентрации. Диффузия вещества в среду приводила к формированию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг дисков. После инкубации чашек в термостате при температуре 35 о -37 о С в течение суток учитывали результаты путем измерения радиуса зоны вокруг диска в миллиметрах (Таблица 1). В качестве контроля использовали диски, содержащие ДМСО без вещества.

Как видно из таблицы наибольшее подавление роста Ervinia carotovora веществом А происходит при минимальной концентрации (2 мкг/мл), что нельзя сказать о Pseudomonas syringae и Xanthomonas campestris, так как для этих фитопатогенов вещество А проявляет активность в максимальных концентрациях (1000 мкг/мл).

Вещество В подавляет рост Ervinia carotovora и Xanthomonas campestris при максимальной концентрации, а для Pseudomonas syringae наибольшая активность выявлена при минимальной концентрации.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что октакис(арилдитиофосфоновая) и окта-2-оксиэтилированная (арилдитиофосфоновая) кислотыобладают ингибирующей активностью к фитопатогенным бактериям родов: Ervinia, Pseudomonas, Xanthomonas.

Таблица 1. Средние значения зон подавления роста бактерий вокруг дисков, мм (в скобках указано стандартное отклонение) Вещество А Вещество В Конц вещества, мкг/мл Ervinia Pseudomonas Xanthomonas Ervinia Pseudomonas Xanthomonas ДМСО 0 0 0 0 0 2 3,7 (±2,2) 1,3 (±0,9) 2,2 (±1,1) 0,5 (±0,9) 2,2 (±0,8) 4 1,2 (±1,7) 1,1 (±0,9) 2,0 (±0,8) 0,2 (±0,4) 1,7 (±0,8) 8 2,4 (±1,4) 1,1 (±0,8) 2,3 (±1,4) 0,2 (±0,3) 1,3 (±0,6) 16 2,3 (±1,6) 1,9 (±1,2) 2,3 (±1,3) 0,4 (±0,6) 1,6 (±0,6) 31 3,5 (±1,6) 1,5 (±1,2) 1,7 (±0,9) 0,3 (±0,5) 1,8 (±0,8) 0,3 (±0,6) 63 2,8 (±1,7) 1,6 (±1,0) 2,2 (±0,8) 0,6 (±0,6) 1,7 (±0,8) 125 3,6 (±1,9) 1,5 (±1,0) 1,4 (±0,9) 0,5 (±0,5) 1,5 (±0,7) 1,0 (±0,9) 250 1,6 (±1,7) 2,2 (±1,2) 1,6 (±1,2) 0,6 (±0,5) 1,7 (±0,6) 2,1 (±1,0) 500 2,1 (±1,8) 2,9 (±2,5) 2,1 (±1,3) 0,6 (±0,5) 1,1 (±0,9) 2,0 (±1,3) 1000 0,9 (±1,4) 3,0 (±2,3) 2,4 (±1,0) 0,8 (±0,5) 1,7 (±1,7) 2,4 (±1,4) Исследования поддержаны грантом РФФИ № 11-03-00264а Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Литература 1. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках: учебник для студентов биологических специальностей университетов. - 4-е изд., перераб. и доп.

– М.: Высшая школа, 1986. – 448с.

2. Мартьянов Е.М., Альметкина Л.А., Низамов И.С., Черкасов Р.А.

Дитиофосфорные и арилдитиофосфоновые кислоты и их аммониевые соли с хиральными центрами. Синтез и антимикробная активность // Синтез и перспективы испоьзования новых биологически активных соединений: материалы III региональной научно-практической конференции с международным участием. – Казань, 2011. - С. 51.

3. Руководство к практическим занятиям по микробиологии: Учебное пособие/ под редакцией Егорова Н.С. – 3-е изд., перераб. и доп.. – М:

Издательство МГУ, 1995. – 224с.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии МОЛЕКУЛЫ АДГЕЗИИ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ АУТОИММУННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ Бабаев А.А., Патрина А.М., Филатова Е.Н.

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный университет им. Н.И.

Лобачевского" alexisbabaev@list.ru По данным литературы одним из факторов поражения при аутоиммунных заболеваниях является Т-клеточный иммунитет. Т-клетки инициируют локальное воспаление в суставной полости с вовлечением в процесс макрофагов, вызывающих гиперплазию синовиальной оболочки и повреждение хряща. При этом показано увеличение концентрации молекул адгезии (2-интегрин LFA-1 (CD11a/CD18), молекулы адгезии ICAM-1 (CD54) и ICAM-3 (CD50)) в синовиальной жидкости и их участие в процессе воспаления.

В норме белки крови, и в том числе растворимые формы дифференцировочных молекул, находятся в равновесном состоянии.

Исследование спектра структурно функциональных форм растворимых дифференцировочных молекул может быть использовано в качестве дополнительного критерия в мониторинге различных заболеваний.

В работе использовали сыворотки крови 80 здоровых доноров, образцы сыворотки крови 40 больных ревматоидным артритом и 24 больных системной красной волчанкой (СКВ). Основным методом исследования являлся твердофазный иммуноферментный анализ.

Определение сывороточного уровня растворимых CD18 молекул выявило его увеличениепри ревматоидном артрите в 1,2 раза, а при СКВ в 1,6 раза.

У больных ревматоидным артритом сывороточное содержание суммарной фракции растворимых CD50 молекул возрастало в 2,9 раза, а при СКВ - в 3,5 раза. Сывороточный уровень олигомерной фракции растворимых CD50 молекул увеличивался в 11 раз при аутоиммунных заболеваниях.

Сывороточное содержание суммарной фракции растворимых CD молекул возрастало в 1,2 раза при ревматоидном артрите, а при СКВ данный показатель увеличивался в 1,4 раза. При ревматоидном артрите сывороточный уровеньолигомерной фракции растворимых CD молекулуменьшался в 1,2 раза, при СКВ – в 1,1 раза.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии У больных ревматоидным артритом сывороточный уровень растворимых ассоциатов CD18-CD54 уменьшался, а при заболевании СКВ сохранялся относительно нормы. Сывороточное содержание растворимых комплексов молекул CD18-CD50 при аутоиммунных заболеваниях сохранялось в пределах нормы.

Cывороточный уровень комплексов CD18-CD50 у женщин, больных СКВ увеличивался в 1,3 раза по сравнению с нормой. У больных с содержанием антител к днДНК 200 ед/мл концентрация CD18-CD50 увеличивалась в 1,2 раза, а с содержанием аутоантител 200 ед/мл - в 1,6 раза по сравнению с показателями здоровых доноров.

Уровень растворимых комплексов CD18-CD50 в подгруппе мужчин, больных ревматоидным артритом, уменьшался в 1,2 раза по сравнению с нормой. В подгруппе больных с содержанием аутоантител 100 ед/мл установлено уменьшение концентрации комплексов CD18-CD50 в 1,1 раза, в подгруппе с уровнем аутоантител от 100 до 1000 ед/мл - снижение в 1, раза, а с уровнем аутоантител 1000 ед/мл – снижение в 1,4 раза по сравнению с нормой.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии БИОМОНИТОРИНГ АКТИВНОГО ИЛА - КАК СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ БИООЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД Балымова Е. С.,Ахмадуллина Ф. Ю.

КНИТУ elena-balymova@rambler.ru Предприятия химического профиля являются крупнотоннажными источниками сложных по составу и токсичных сточных вод. Еще один негативный фактор, характерный для этих предприятий – высокий коэффициент неравномерности притока промышленных стоков, обусловливающий неэффективную работу очистных сооружений. Причиной последнего может являться также проявление синергизма при взаимном действии токсичных и трудноокисляемых ингредиентов промстоков на смешанную популяцию микроорганизмов, осуществляющих очистку сточных вод.

В связи с этим, информативность химического контроля работы биостанции резко снижается, обеспечивая нереальное отражение условий функционирования биоценоза активного ила, следствием чего является невысокое качество биологически очищенных стоков.

Решение проблемы – в комплексном использовании химического и биологического мониторинга очищаемых вод и биоценоза активного ила.

Однако, микроскопирование активного ила рекомендуется проводить не реже одного раза в декаду, что практически недопустимо для очистных сооружений предприятий химической отрасли, учитывая нестабильный состав и расход сточных вод. С другой стороны, ежедневное микроскопирование иловых суспензий лимитируется как временным фактором, так и необходимостью увеличения штата микробиологов, повышая затраты вспомогательного производства.

Поэтому весьма перспективным является биодиагностика активного ила в процессе продленной аэрации сточных вод нефтехимического комплекса, которая предполагает разработку экспресс-метода оценки состояния биоагента, осуществляющего очистку сложных по составу сточных вод, в динамике. Впервые было предложено внедрение в практику биоматематического подхода при оценке состояния ценоза промышленных илов, что позволит не только прогнозировать состояние микроорганизмов смешанной популяции в течение всего процесса биологической очистки сточных вод, но и оценить его восстановительный потенциал при залповых сбросах экотоксикантов и ксенобиотиков.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Работа носит как фундаментальный, так и прикладной характер и имеет большую практическую значимость. Проводимое исследование позволит выявить влияние индивидуальных экотоксикантов, их совокупное действие на микроорганизмы активного ила, проявление синергизма, оценить критические концентрации загрязняющих веществ, вызывающие стрессирование микроорганизмов промышленных илов и, как следствие, ухудшение качества биологические очищенных стоков.

Статистическая обработка результатов систематического биомониторинга и получение математической модели, адекватно описывающей состояние гидробионтов в различных условиях функционирования системы биоочистки, позволяет разработать управляющую программу функционирования и экспресс-контроля процесса продленной аэрации многокомпонентных и токсичных сточных вод химических производств.

Реализация такого подхода позволяет осуществлять оперативный контроль за функционированием очистных сооружений, что особенно важно при залповых сбросах загрязняющих веществ и большом диапазоне нагрузок на биоагент.

Высокая технологичность и чувствительность, возможность осуществления в производственных условиях и минимизация затрат при внедрении данного метода биодиагностики промышленных илов обусловливает целесообразность и перспективность предлагаемой системы.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ШТАММА ДРОЖЖЕЙ Pichia Pastoris - ПРОДУЦЕНТА ХИМЕРНОГО БЕЛКА Барковский М.Б.,Карабельский А.В.,Падкина М.В., Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербургский Государственный университет m.barkovsky@gmail.com Интерфероны человека – семейство белков-цитокинов, обладающих иммуностимулирующей, иммуномодулирующей и противовирусной активностями. Препараты интерферонов успешно используются в терапии широкого спектра вирусных и онкологических заболеваний, однако короткое время полужизни интерферона-альфа накладывает ограничения на их эффективность. Одним из успешных путей улучшения фармакокинетики препаратов на основе интерферона является создание химерных белков «Интерферон – Альбумин человека».

На настоящий момент нами получен штамм-продуцент химерного белка «Интерферон-альфа16 – альбумин человека» («Ревальбурон16») на основе дрожжей Pichia pastoris. При работе с «Ревальбуроном16» мы столкнулись с проблемой протеолитической деградации белка в культуральной среде.

Чтобы уменьшить активность протеолиза, а также получить наибольший выход интактного белка, мы изучили влияние ряда физических и химических параметров культивирования (температура, время культивирования, значение pH, концентрации компонентов среды) на продукцию «Ревальбурона16» штаммом-продуцентом и на его протеолитическую стабильность в культуральной среде.

Мы показали, что наибольшего выхода интактного рекомбинантного белка можно достичь при следующих условиях: 1) температура культивирования 30C на стадии роста и её понижение до 20C на стадии индукции синтеза белка;

2) сокращение времени культивирования с 96 до 72 часов (увеличивает долю интактного белка по отношению к продуктам его деградации);

3) из 3-х буферных смесей – натрий-фосфатной, натрий-цитратной и калий-фосфатной, использование калий-фосфатной системы (Рис. 1);

4) использование калий-фосфатного буфера;

5) снижение концентрации фосфата в буфере с 0.1 до 0.05 M (однако при этом растёт активность протеолиза);

6) использование богатых сред с добавлением пептона (20 г/л) значительно снижает активность протеолиза, однако выход белка при этом оказывается более низким (Рис. 2).

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Рис. 1. Изучение влияния состава буферной системы. Слева направо: мол. маркер, КФБ, NaФБ, NaЦитрат.

Рис. 2. Использование минимальной среды BMMY и богатой среды BMY. Справа налево: мол. маркер, BMMY, BMY (с пептоном).

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ВЛИЯНИЕ СВЧ-ОБЛУЧЕНИЯ НА МИКРОБНУЮ КОНТАМИНАЦИЮ ПШЕНИЧНЫХ ОТРУБЕЙ Батталова А. И.,Крыницкая А. Ю.,Седельников Ю. Е.

Казанский национальный исследовательский технологический университет adelinka17@rambler.ru Проблема получения хлебопекарной продукции с низкими показателями микробиологической обсемененности в последние годы встречается повсеместно. Заболевание хлеба картофельной болезнью и плесневение распространенный вид микробиологической порчи хлебобулочных изделий.

В научной литературе высказывается предположение о возможности обеззараживания продовольственного сырья для хлебной продукции энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).

Данный метод позволяет снизить микробную контаминацию используемого сырья, продлить срок хранения, сохранность первоначального качества и вкуса хлеба.

В работе изучено влияние СВЧ облучения на микробиологическую обсемененность пшеничных отрубей, являющихся сырьем при изготовлении хлебной продукции. Для исследования было использовано два вида мощности: 0,6 Вт/г и 0,8 Вт/г. Время облучения образцов составило 2 минуты. В качестве контроля использовали отруби пшеничные, не подвергавшиеся обработке энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Определяли микробиологическую чистоту и морфологические характеристики полученных препаратов. Обнаружено, что уже в начале культивирования показатели общей микробной обсемененности пшеничных отрубей, подвергшихся облучению, были ниже на 20 % при действии мощностью 0,6 Вт/г и на 50% при мощности 0, Вт/г по сравнению с контрольным образцом. Эффективность облучения в отношении грибных штаммов оказалась выше в 2,8 раза по сравнению с бактериальными колониями.

Полученные данные подтверждают, что этот метод обеззараживания продовольственного сырья для хлебной продукции приводит к повышению микробиологической безопасности пшеничных отрубей. Кроме того, необходимо отметить, что наибольшая эффективность СВЧ-облучения мощностью 0,8 Вт/г наблюдается в отношении контаминации микромицетов.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии АКТИВНОСТЬ ГЛУТАТИОНОВОГО ЗВЕНА ТИОЛ-ДИСУЛЬФИДНОЙ СИСТЕМЫ В ИШЕМИЗИРОВАННОМ ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС:

МОДУЛИРУЮЩИЕ ЭФФЕКТЫ ЭКЗОГЕННОГО HSP Беленичев И.Ф.,Однокоз Е.В.,Александрова Е.В.

Запорожский государственный медицинский университет olb2006@mail.ru Нейродеструктивные патологии ЦНС занимают ведущее место в структуре инвалидизации и смертности населения развитых стран.

Согласно современным представлениям нейродеструкция ишемического генеза сопровождается развитием сложных молекулярно-биохимических процессов – нарушение энергетического метаболизма, дисбаланс ТДС, формирование стойкой митохондриальной дисфункции, сопровождающейся гиперпродукцией АФК и NO, экспрессией проапоптических белков и белков теплового шока. Все живые клетки отвечают на повышение температуры и некоторые другие стрессовые воздействия синтезом специфического набора белков, называемых белками теплового шока (HSP). Еще не ясны те регуляторные механизмы, которые запускаются в клетке при увеличении концентрации HSP, но очевидно, что это универсальный механизм неспецифических адаптивных модификаций. Данные, представленные в литературе, свидетельствуют о том, что помимо непосредственного участия всех HSP в защите клеточных белков от денатурации и окисления они с помощью различных еще до конца не изученных механизмов участвуют в защите клеток от стресс-индуцируемого апоптоза, блокируя пути его активации и стабилизируя клеточные структуры. В последнее время появились данные о защитной роли HSP при цереброваскулярных и нейродегенеративных заболеваниях.

Целью нашей работы было установить влияние HSP70 на глутатионовое звено тиол-дисульфидной системы головного мозга крыс с церебральной ишемией.

Методы исследования. Эксперимент был проведен на взрослых крысах-самцах линии Вистар массой 150 – 250 г. Под тиопенталовым наркозом (40 мг/кг) животным контрольной группы проводили перевязку сонных артерий для создания модели остной церебральной ишемии.

Экспериментальной группе животных с церебральной ишемией вводили препарат Hsp70 в течение трех дней из расчета 8,25 мкг/кг. Декапитацию животных проводили на третьи сутки после операции. Состояние глутатионовой системы оценивали по содержанию восстановленого Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии глутатиона и активности ферментов глутатионредуктазы, глутатионпероксидазы и глутатион-S-трансферазы.

Результаты. У животных с острой церебральной ишемией на третьи сутки наблюдали достоверное снижение уровня восстановленого глутатиона (GSH) на 56 % и значительное снижение активности глутатионпероксидазы (GPO) на 63%, глутатионредуктазы (GR) на 52% и глутатион-S-трансферазы (GST) на 40% (табл.1). Введение белков теплового шока HSP70 крысам с церебральной ишемией приводило к нормализации глутатионового звена тиол-дисульфидной системы. Так, введение HSP приводило к увеличению уровня GSH, к увеличению активности GPO, GR та GST (табл. 1).

Опыт(ишемия + Контроль Показатель/группа Интакт(n=10) Hsp70) (ишемия)(n=10) (n=10) GST, ммоль/минг 12,54±1,10 7,53±1,05* 8,97±0, белка GR, ммоль/минг 13,66±0,70 6,5±0,93* 9,9±0,51** белка GPO, ммоль/минг 67,20±3,90 24,90±2,27* 49,05±2,84** белка GSH, мкмоль/г ткани 3,90±0,16 1,73±0,08* 2,37±0,10** Примечание: * - р0,05 по отношению к интакту, ** - р0,05 по отношению к контролю Выводы. Установленное в наших исследованиях увеличение функциональной активности глутатионового звена тиол-дисульфидной системы, свидетельствует про роль HSP70 в регуляции прооксидантно-антиоксидантного гомеостаза в ЦНС.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ВЛИЯНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО АНТИАНГИНАЛЬНОГО ПРЕПАРАТА МТ НА МОЛЕКУЛЯРНО-БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ МИОКАРДА Беленичев И.Ф.,Абрамов А.В.,Бухтиярова Н.В.,Кучеренко Л.И.,Волчик Ю.А.,Пархоменко В.В.

Запорожский государственный медицинский университет vicky-exi@mail.ru Кардиопротективный эффект в современном понимании этого термина предполагает снижение степени ишемического повреждения миокарда, в том числе ограничение зон ишемии, а так же связанных с последней нарушений сократительной способности (сердечной недостаточности) и ритма сердца.

Опыты выполнены на крысах линии Вистар, массой 160-170 г.

Использовалась коронарогенно-метаболическая модель острой ишемии миокарда, воспроизводимая с помощью питуитрина и изадрина.

Исследуемый оригинальный препарат под шифром МТ (разработка НПО «Фарматрон») вводили 3-х кратно в течение суток параллельно с формированием экспериментального инфаркта миокарда в дозе 2,5 мг/кг, референс-препарат - метопролол -10 мг/кг внутрибрюшинно.

Введение МТ приводило к торможению открытия поры митохондрий, выделенных из миокарда под действием избытка Ca++;

Н2О2 по сравнению с группой нелеченных животных и группой, получавшей метопролол (р 0,05). МТ повышал общую NOS– активность миокарда, как в цитозольной, так и в митохондриальной фракциях на фоне увеличения стабильных метаболитов NO– нитритов и нитратов в этих же пробах. Введение МТ оказывало стабилизирующее действие в отношении основных показателей тиол-дисульфидной системы (восстановленный глутатион, метионин,цистеин, активность глутион-регулирующих ферментов), регулирующей биодоступность NOи препятствующей образованию его цитотоксических дериватов. Подобное действие приводило к снижению нитротирознаи карбонилированных белков в цитозольной и, особенно, митохондриальной фракциях миокарда крыс пролеченных МТ по сравнению с другими экспериментальными группами (р0,05). Введение МТ приводило к торможению открытия поры митохондрий, выделенных из миокарда под действием избытка Ca ++ ;

Н 2 О 2 по сравнению с группой нелеченных животных и группой, получавшей метопролол (р0,05).

Защита митохондрий миокарда сопровождалсь повышением окислительной Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии продукции энергии (повышение АТФ на фоне увеличения пирувата, изоцитрата и снижение лактата) в цитозольной фракции миокарда крыс принимавших МТ. При этом активация продукции энергии сопряжена с усилением процессов ее утилизации (активность митохондриальной КФК).

Метопролол не оказывал существенного влияния на эти показатели. В группах животных с экспериментальным инфарктом миокарда, и получавших курсом МТ и метопролол, наблюдалось повышение уровня антиапоптического белка bcl-2 в митохондриях миокарда по сравнению с контрольной группой (р0,001). По степени влияния на эксперессию bcl- МТ достоверно превосходил метопрлол. Таким образом, новый оригинальный препарат МТ оказывает значительное влияние на молекулярно-биохимические механизмы ишемического повреждения миокарда, направленные на нормализацию в системе выработке, транспорта и метаболизме NOи снижение формирование митохондриальной дисфункции.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНТИТЕЛ К КОЛЛАГЕНУ ПРИ ДЕГЕНЕРАТИВНО-ДИСТРОФИЧЕСКИХ ПОРАЖЕНИЯХ ПОЗВОНОЧНИКА Беленький А.С.,Александрова Е.В., Беленький С.А., Макоед О.Б.,Горбачева С.В., Кремзер А.А.

Запорожский государственный медицинский университет, Украина, Медицинская лаборатория «Диасервис», Запорожье, Украина, КУ санаторий медицинской реабилитации «Глория», Приморск, Украина aspirant2511@gmail.com Диагностика, лечение и реабилитация больных с дегенеративно-дистрофическими поражениями позвоночника (ДДПП) является актуальной медицинской и социально-экономической проблемой вследствие широкой распространённости заболевания среди людей трудоспособного возраста, его хронического прогрессирующего течения и инвалидизирующего характера.

В основе патогенеза ДДПП, как известно, лежит нарушение метаболизма компонентов внеклеточного матрикса межпозвонковых дисков (гиалуроновой кислоты, сульфатированных гликозаминогликанов, коллагенов и неколлагеновых белков), изменяющее физико-механические свойства указанных тканей и влияющее на функциональное состояние их клеток. И поскольку первые реактивные изменения связаны с гликозаминогликанами матрикса ввиду наиболее высокой интенсивности их метаболизма, то определение гексозаминов, уроновых кислот и других продуктов их деградации наряду с острофазовыми показателями вполне обоснованно используется в качестве биохимических критериев для оценки степени выраженности ДДПП.

Кроме того, установлено определённое сходство между нарушениями в основном веществе матрикса межпозвонковых дисков и дугоотростчатых суставов позвоночника при ДДПП с таковыми при ревматоидных артритах и других коллагенозах, в патогенезе которых существенную роль играют иммунные механизмы. В частности, известно, что разрушение фиброзного кольца и попадание продуктов катаболизма компонентов матрикса в эпидуральное пространство вызывает аутоиммунную агрессию:

гликозаминогликаны и олигопептиды, действуя как химико-иммунные раздражители и антигены, вызывают асептическое воспаление и инициируют выработку антител. Следовательно, определение титров антител и их динамики также может быть объективным показателем Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии стадии ДДПП, степени их выраженности и эффективности лечения. С этой целью мы провели определение титров антител к коллагену I типа методом непрямого твердофазного иммуноферментного анализа у 48 больных ДДПП разной степени. При поступлении уровень антител был повышенным у всех больных. При выписке у больных с лёгкой степенью ДДПП (15 человек) он возвратился к норме, у остальных отмечена чёткая тенденция к нормализации. Таким образом, во всех случаях наблюдалась корреляция между общим функциональным состоянием больных (по шкале ВАШ и индексу Lequesne) и динамикой указанных лабораторных показателей.

Вместе с тем выявлено, что сроки клинической и иммунологической ремиссий при ДДПП не всегда совпадают, и в ряде случаев для достижения стойких и длительных положительных результатов лечения целесообразно продолжать поддерживающую терапию амбулаторно.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ИЗМЕНЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ФУНКЦИИ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА ПРИ ТРАНСПЛАНТАЦИИ КРИОКОНСЕРВИРОВАННОЙ ПЛАЦЕНТЫ НА ФОНЕ ХРОНИЧЕСКОГО ГАСТРИТА.

Билаш С.М.,Шепитько В.И.

ВГУЗ Украины "Украинская медицинская стоматологическая академия", г.

Полтава, кафедра гистологии, ци bilash_umsa@mail.ru Проблема диагностики и лечения заболеваний желудка остаётся актуальным вопросом клинической медицины. Учитываяих значительную распространённость, заболевания гастродуоденальной зоны нередко возникают у лиц работоспособного возраста, лечение этих болезней требует определенных материальных затрат, и отсюда становится понятным социально-экономическая важность данной проблемы [1].

В последнее время в пищевой промышленности очень широко используют, для продления сохранности пищевых продуктов l-карагинен – сульфатизированный полисахарид. Это вещество, по данным [2], вызывает асептическое воспаление внутренних органов. Поэтому моделирование хронического гастрита проводилось путём введения крысам внутрибрюшинно 5 мг l-карагинена(“Sigma”, США) в 1 мл изотонического раствора натрия хлорид на одно животное.

Для коррекции патологических процессов, которые происходили в слизистой оболочке желудка использовали криоконсервированную плаценту, полученную путём замораживания согласно стандартов, которые разработаны в Институте проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины (г.Харьков) в соответствии со специальными криопрограммами.

Для изучения морфологических изменений в слизистой оболочке желудка использовали гистологические, гистохимические, лектинохимические и ультрамикроскопические методы исследования.

На 1-2 сутки после проведения эксперимента установлено, что слизистая оболочка была истончена, гиперемированна. Поверхность её была покрыта слизистыми массами, которые располагались конгломератами, а сам слизистый слой в отдельных частях желудка отсутствовал полностью. На ультраструктурном уровне установлено, что в мукоцитах слизистой оболочки желудка наблюдался полиморфизм ядер, на 2-е сутки атрофия, а на 7-е сутки редукция гранулярной эндоплазматической сетки. Агранулярная эндоплазматическая сетка отреагировала уменьшением размеров канальцев и собственного объёма.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии Снижение функциональной активности комплекса Гольджи проявлялось уменьшением размеров и редукцией его структурных компонентов.

Количество секреторных гранул, которые располагались преимущественно в апикальной части мукоцитов, в сравнении с контрольной группой животных существенно уменьшалось. Количество имуннокомпетентных клеток, которые располагались в собственной пластинке, снижалось, что свидетельствовало об ослаблении местного защитного барьера.

Количественные показатели изученных структур при карагиненовом воспалении достигали значений в контрольной группе животных только на 30-е сутки. При трансплантации криоконсервированной плаценты ультраструктура и функциональная активность мукоцитов восстанавливалась на 14-е сутки, что свидетильствовало о восстановлении защитной функции слизистой оболочки. Количество имуннокомпетентных клеток достигало показателей нормы на 21-е сутки, что, на наш взгляд, свидетельствовало об окончании воспалительного процесса.

Литература 1. Саенко В.Ф. Особенности диагностики и лечения больных с гастродуоденальной патологией. / И.В.Гомоляко, А.М.Бурый, Ю.А.Диброва [и др.] // Клінічна хірургія. -2001.- №6.-С. 14-19.

2. Thnh T. T. Molecular characteristics and gelling properties of the carrageenan family, рreparation of novel carrageenans and their dilute solution properties / T. T. Thnh, Y. Yuguchi, M. Mimura [et. al.] // Macromolecular chemistry and physics. – 2007. – V. 203 (1). – P. 15–23.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕМБРАНОТРОПНЫХ ПОЛИМЕРОВ С ЖИВОТНЫМИ КЛЕТКАМИ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО СВЕТОРАССЕЯНИЯ Бондарь О.В.,Мавлютова И.И.,Мухамадеева Р.А.

Казанский (Приволжский) федеральный университет o.v.bondar@mail.ru Важнейшим биофизическим параметром животных клеток является их поверхностный заряд, который зависит от состава цитоплазматической мембраны и физиологического состояния клеток. Для оценки заряда животных клеток, как правило, применяют микроэлектрофорез и капиллярный электрофорез, которые, однако, характеризуются трудоемкостью и плохой воспроизводимостью. Перспективной альтернативой является метод электрофоретического светорассеяния, с помощью которого можно оценивать потенциал двойного электрического слоя на поверхности клетки (дзета-потенциал).

В работе исследованы аналитические возможности метода электрофоретического рассеяния света для оценки состояния цитоплазматической мембраны животных клеток с помощью анализатора Malvern Zetasizer. Выяснено, что при рН 7.4 суспендированные клетки HeLa генерируют дзета-потенциал около –19 мВ, а эритроциты человека почти –32 мВ, что объясняется различием в биохимическом составе мембран клеток и, в частности, наличием остатков сиаловой кислоты на поверхности эритроцитов.

Представляло интерес методом электрофоретического рассеяния света исследовать взаимодействие мембранотропных полимеров – поликатионов полиэтиленимина и поли(L-лизина), а также блоксополимера этиленоксида и пропиленоксида – плуроника марки L121 – с животными клетками.

Выяснено, что поли(L-лизин) и полиэтиленимин вызывают нейтрализацию отрицательного заряда модельных клеток HeLa пропорционально концентрации полимера в растворе. В насыщающих концентрациях поликатионов дзета-потенциал клеток принимает положительные значения почти +19 и +26 мВ для поли(L-лизина) и полиэтиленимина соответственно. В отличие от поликатионов, обработка клеток неиногенным плуроником L121 сопровождалась значительным понижением величины их дзета-потенциала.

Результаты свидетельствуют о том, что исследуемые полимеры взаимодействуют с цитоплазматической мембраной клеток вследствие Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии адсорбции на ее поверхности и/или встраивания в липидный бислой.

Проведенное исследование демонстрирует возможность применения анализатора Malvern Zetasizer в качестве нового инструмента для характеристики животных клеток и их взаимодействия с мембранотропными полимерами.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКСИДА ГРАФЕНА И ЕГО КОНЪЮГАТА С ТРАНСФЕРРИНОМ С КЛЕТКАМИ ЧЕЛОВЕКА Бондарь О.В.,Паденко А.В.,Сагитова А.В.

Казанский (Приволжский) федеральный университет sav.ksu@gmail.com Графен является плоской аллотропной формой графита толщиной 0. нм и протяженностью, как правило, не превышающей 10 мкм.

Исследование эффектов графеновых наноструктур на клетки человека представляет значительный фундаментальный и прикладной интерес.

Однако по данной проблеме имеются лишь обрывочные исследования.

В настоящей работе охарактеризованы различные препараты оксида графена – продуктов окисления графена на воздухе. С помощью динамического рассеяния света установлено, что оксид графена в водных растворах образует взвеси со средним гидродинамическим диаметром частиц около 5 мкм. Обработка оксида графена ультразвуком приводила повышению однородности и уменьшению размера частиц до 550 нм.

Дзета-потенциал обоих препаратов оксида графена составил около -45 мВ, что объясняется наличием карбоксильных и других кислородсодержащих групп в составе наноматериала.

По данным МТТ-теста оксид графена не проявлял цитототоксичности по отношению к различным культурам клеток человека в концентрации вплоть до 0.2 мг/мл. Установлено, что трансферрин адсорбируется на поверхности оксида графена, предположительно, в результате гидрофобных взаимодействий с образованием устойчивых конъюгатов оксид графена-белок.

В настоящее время проводится пришивка флуоресцентных красителей к оксиду графена с помощью карбодиимидной реакции. На следующем этапе работы будет изучено проникновение различных препаратов оксида графена в клетки человека с использованием флуоресцентной и конфокальной микроскопии. Результаты представляют интерес для оценки безопасности оксида графена и разработки на его основе цитотоксичных агентов.

Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МЕМБРАНЫ ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПИЩЕВОЙ ЛАКТУЛОЗЫ IN VITRO Будкевич Р.О., Емельянов С.А., Евдокимов И.А.

ФГБОУ ВПО Северо-Кавказский государственный технический университет budkev@mail.ru Лактулоза - углевод, относящийся к классу олигосахаридов и подклассу дисахаридов, его молекула состоит из остатков галактозы и фруктозы.

Многие продукты лечебного и функционального назначения содержат лактулозу. Механизм её влияния на организм связывают с ролью бифидобактерий в сохранении здоровья человека [1]. Однако, не исключается и прямое воздействие пищевой лактулозы на мембраны клеток млекопитающих, но данный вопрос практически не изучен. Можно предполагать наличие прямого контакта молекул лактулозы с эритроцитами исходя из проницаемости кишечника. У здоровых лиц кишечник способен слабо пропускать данные молекулы. Так употреблении сиропа в дозе 325 мг/кг повышает ее концентрацию в крови до 10 мг/мл уже через 2 ч. Через 8 ч ее уровень снижается в 3 раза. Однако при патологии кишечника барьерная функция нарушается, и лактулоза напрямую проникает в кровоток, достигая уровня более 20 мг/мл [2].

Целью данного исследования является оценить влияние лактулозы в эксперименте in vitro на мембрану эритроцитов по данным атомно-силовой микроскопии (АСМ) и по активности Na/K-АТФазы.

Материалы и методы.

Использована кровь белых крыс (Вистар). В работе с животными соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинской Декларацией Всемирной медицинской ассоциации (1964, 2000 ред.). Кровь получена из хвостовой вены под легким эфирным наркозом в пробирку с гепарином. Для проведения АСМ эритроциты отмывали 4 раза физиологическим раствором, разбавляя в 10-15 раз. Центрифугирование 3000 об/мин, 15 минут. Готовили суспензию эритроцитов из 0,1 мл осадка эритроцитов и 0,9 мл физиологического раствора с концентрацией лактулозы в каждой пробе - 5 мг/мл исходя из концентрации лактулозы представленной производителем. Инкубировали пробы 15 минут при 37оС соответственно - без добавления (контроль) и с добавлением лактулозы. В первой пробе добавлен сухой препарат фирмы Иналко (Италия) с содержанием лактулозы - 98% (Л1). Во второй пробе добавлен препарат Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии «Лазет» (ООО «Шехонь-Лактулоза», Россия) с содержанием лактулозы 41% (Л2). В третьей пробе концентрат пищевой лактулозы ТУ BY 100377914.512-2008 (Беларусь) с содержанием лактулозы - 34% (Л3).

Центрифугированием отделяли эритроциты и осадок разводили 2,5% раствором глутарового альдегида на физиологическом растворе.

Взбалтывали 20-30 секунд каждую пробирку и каплю наносили на стеклянную подложку. На последнем этапе в центрифужную пробирку помещали стеклянную подложку и проводили центрифугирование при об/мин в течение 3 мин. Далее подложку высушивали при комнатной температуре на воздухе. Этот способ позволил получить равномерный монослой эритроцитов, прочно закрепленных на подложке. Сканирование проводили с использованием стандартных зондов в полуконтактном режиме на серийном атомно – силовом микроскопе ИНТЕГРА (NT–MDT, Россия). Активности Na/K-АТФазы определяли в цельных эритроцитах крысы как описано ранее [3]. По данной методике отмывали эритроциты дважды до и после обработки лактулозой (схема описана выше). Затем проводили преинкубацию эритроцитов с твином-20 и оценивали активность Na/K-АТФазы на 1 мл эритроцитов. Полученные данные обрабатывались с использованием пакета «STATISTICA 6.0» [4]. Для оценки вариационных рядов и анализа соответствия видов распределения использовали критерий Шапиро-Вилкса. В работе данные представлены как медиана (Ме) и интерквартильный размах – значения 25-го и 75-го процентилей. Для сравнения применялся критерий Манна-Уитни.

Результаты исследования и обсуждение.

Сканирование контрольных проб показало закономерную топографию эритроцитов крыс, получаемых с использованием АСМ, представлявших вогнутые структуры (дискоциты) с углублением в центре 0,3 – 0,6 мкм и возвышениями на краях 1,2 – 2,5 мкм. Следует отметить расхождение получаемых размеров эритроцитов в сравнении с оптическими методами и в зависимости от режима сканирования [5]. Во всех случаях контрольные эритроциты представляли относительно гладкую поверхность. Активности Na/K-АТФазы данных эритроцитов соответствовало литературным данным [3], и была 22,9 (22,18;

24,3) мкмоль/на 1 мл эритроцитов.

Обработка эритроцитов в среде с лактулозой изменила поверхность мембраны. Оценка морфологии поверхности с использованием АСМ выявила шероховатость. Состояние данной шероховатости зависело от производителя лактулозы. После обработки Л1 частицы на поверхности эритроцитов представлены структурами с размером 0,2 - 0,5 мкм, а воздействие Л2 структуры менее 0,3 мкм. Раствор с Л3 вызывал появление наименьших по размеру структур на поверхности клеток (около 0,1 мкм).

Аналогичная шероховатость наблюдалась при обработке мембраны Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии эритроцитов хитоолигосахаридами [6]. Следовательно, кратковременная обработка лактулозой вызывает изменение поверхности мембраны эритроцита, причем размер частиц на поверхности мембран зависит от производителя пищевой лактулозы.

Активность Na/K-АТФазы эритроцитов после воздействия лактулозы увеличивалась во всех случаях действия олигосахарида по сравнению с контролем (рисунок). Изменения характеризовались ростом активности фермента в инкубационной среде в соответствии с образцом добавленной лактулозы (Л1 – Л2 – Л3). Следует отметить достоверный рост ферментативной активности при воздействии Л3 по сравнению с Л1.

Выявляется зависимость между активностью фермента и величиной шероховатости после обработки лактулозой. Вероятно, наличие крупных частиц на поверхности мембраны снижает активность фермента.

Аналогичные данные в литературе не обнаружены. Есть указание, на защитное действие лактулозы предупреждающее повреждение ДНК при воздействие гентоксичным препаратом [7].



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.