Ukr.Biochem.J. 2025; Том 97, № 5, вересень-жовтень, c. 102-115
doi: https://doi.org/10.15407/ubj97.05.102
Відділ нейрохімії з 1925 року до наших днів
Н. Крисанова, Н. Позднякова*
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ нейрохімії, Київ;
*e-mail: nataly.pozdniakova@gmail.com
Отримано: 11 червня 2025; Виправлено: 14 серпня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Описано діяльність відділу нейрохімії з 1925 року до сьогодні. Основними науковими напрямками досліджень відділу біохімії нервової системи до 1982 року були: вивчення хімічної топографії нервової системи; вивчення субклітинної та суборганоїдної локалізації нейроспецифічних протеїнів; дослідження впливу психотропних речовин на метаболізм азоту, вуглеводів та протеїнів у структурах нервової системи; вивчення мембранної організації та механізмів функціонування ензимних систем активного транспорту натрію, калію та кальцію в нервових клітинах. З 1982 року дослідження відділу зосереджені переважно на таких напрямках: біогенез мембранних та секреторних протеїнів; дослідження нейроспецифічних протеїнів; дослідження плазматичних мембран, що безпосередньо беруть участь у генерації та передачі нервових сигналів. З 2010 року дослідження відділу нейрохімії спрямовані на вирішення наступних актуальних проблем: з’ясування ролі структурної організації мембрани та ліпід-протеїнових взаємодій у регулюванні процесу передачі нервових сигналів; з’ясування ролі пресинаптичних рецепторів у регулюванні ключових етапів процесу нейротрансмісії та визначення шляхів модулювання системи рецепції нейромедіаторів; пошук та ідентифікація природних мембранотропних та нейроактивних сполук; аналіз молекулярних механізмів дії мембранотропних та нейроактивних препаратів; космічна біологія, а саме розробка методу визначення токсичності планетарного пилу; нанотехнології, а саме синтез та аналіз нейроактивного ефекту наночастинок; екологічна нейротоксикологія, а саме вивчення нейротоксичної дії забруднювачів навколишнього середовища та розробка шляхів подолання їх шкідливого впливу.
Ключові слова: екзоцитоз, мембранотропні та нейроактивні сполуки, нервові терміналі, рецептори, синаптична нейротрансмісія, транспортери нейромедіаторів, функціональні нанокомпозити та наногібриди
Посилання:
- Borisova TA, Trikash IO, Lishko VK. Interaction of ribosomes with membranes in vitro. Ukr Biokhim Zhurn. 1996;68(5):41-47. (In Russian). PubMed
- Chanturiya AN, Nikolaenko AN, Shatursky OYa, Lishko VK. Probing the structure-function relationship of alpha-latrotoxin-formed channels with antibodies and pronase. Toxicon. 1996;34(10):1157-1164. PubMed, CrossRef
- Grishin EV, Himmelreich NH, Pluzhnikov KA, Pozdnyakova NG, Storchak LG, Volkova TM, Woll PG. Modulation of functional activities of the neurotoxin from black widow spider venom. FEBS Lett. 1993;336(2):205-207. PubMed, CrossRef
- Storchak LG, Pashkov VN, Pozdnyakova NG, Himmelreich NH, Grishin EV. alpha-Latrotoxin-stimulated GABA release can occur in Ca(2+)-free, Na(+)-free medium. FEBS Lett. 1994;351(2):267-270. PubMed, CrossRef
- Storchak LG, Pozdnyakova NG, Himmelreich NH. Differential effect of protein kinase inhibitors on calcium-dependent and calcium-independent [14C]GABA release from rat brain synaptosomes. Neuroscience. 1998;85(3):989-997. PubMed, CrossRef
- Terletskaya YaT, Himmelreich NH, Sokolov YuV. Presynaptic Activity of α-Latrotoxin: Purification and Properties. Methods Neurosci. 1992;8:283-297. CrossRef
- Terletskaya YT, Trikash IO. Calcium-triggered fusion of synaptic vesicles and synaptosomal plasma membranes in vitro. Neurophysiology. 1998;30:232-234. CrossRef
- Borisova T, Borysov A. Putative duality of presynaptic events. Rev Neurosci. 2016;27(4):377-383. PubMed, CrossRef
- Borisova T, Borysov A, Pastukhov A, Krisanova N. Dynamic Gradient of Glutamate Across the Membrane: Glutamate/Aspartate-Induced Changes in the Ambient Level of L-[14C]glutamate and D-[3H]aspartate in Rat Brain Nerve Terminals. Cell Mol Neurobiol. 2016;36(8):1229-1240. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pastukhov A, Borisova T. Levetiracetam-mediated improvement of decreased NMDA-induced glutamate release from nerve terminals during hypothermia. Brain Res. 2018;699:69-78. PubMed, CrossRef
- Borisova T, Pozdnyakova N, Shaitanova E, Gerus I, Dudarenko M, Haufe G, Kukhar V. Effects of new fluorinated analogues of GABA, pregabalin bioisosters, on the ambient level and exocytotic release of [3H]GABA from rat brain nerve terminals. Bioorg Med Chem. 2017;25(2):759-764. PubMed, CrossRef
- Tarasenko AS, Sivko RV, Krisanova NV, Himmelreich NH, Borisova TA. Cholesterol depletion from the plasma membrane impairs proton and glutamate storage in synaptic vesicles of nerve terminals. J Mol Neurosci. 2010;41(3):358-367. PubMed, CrossRef
- Pozdnyakova N, Dudarenko M, Borisova T. New effects of GABAB receptor allosteric modulator rac-BHFF on ambient GABA, uptake/release, Em and synaptic vesicle acidification in nerve terminals. Neuroscience. 2015;304:60-70. PubMed, CrossRef
- Borisova T. The neurotoxic effects of heavy metals: alterations in acidification of synaptic vesicles and glutamate transport in brain nerve terminals. Horizons Neurosci Res. 2014;14:89-112.
- Soldatkin O, Nazarova A, Krisanova N, Borуsov A, Kucherenko D, Kucherenko I, Pozdnyakova N, Soldatkin A, Borisova T. Monitoring of the velocity of high-affinity glutamate uptake by isolated brain nerve terminals using amperometric glutamate biosensor. Talanta. 2015;135:67-74. PubMed, CrossRef
- Pozdnyakova N, Dudarenko M, Borisova T. Age-Dependency of Levetiracetam Effects on Exocytotic GABA Release from Nerve Terminals in the Hippocampus and Cortex in Norm and After Perinatal Hypoxia. Cell Mol Neurobiol. 2019;39(5):701-714. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Krisanova N, Pozdnyakova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Maksymchuk O, Parkhomets P, Sivko R, Borisova T. Vitamin D3 deficiency in puberty rats causes presynaptic malfunctioning through alterations in exocytotic release and uptake of glutamate/GABA and expression of EAAC-1/GAT-3 transporters. Food Chem Toxicol. 2019;123:142-150. PubMed, CrossRef
- Pozdnyakova N, Yatsenko L, Parkhomenko N, Himmelreich N. Perinatal hypoxia induces a long-lasting increase in unstimulated gaba release in rat brain cortex and hippocampus. The protective effect of pyruvate. Neurochem Int. 2011;58(1):14-21. PubMed, CrossRef
- Pozdnyakova N, Dudarenko M, Yatsenko L, Himmelreich N, Krupko O, Borisova T. Perinatal hypoxia: different effects of the inhibitors of GABA transporters GAT1 and GAT3 on the initial velocity of [3H]GABA uptake by cortical, hippocampal, and thalamic nerve terminals. Croat Med J. 2014;55(3):250-258. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pozdnyakova N. Consequences of perinatal hypoxia in developing brain: Changes in GABA transporter functioning in cortical, hippocampal and thalamic rat nerve terminals. Int J Dev Neurosci. 2017;63:1-7. PubMed, CrossRef
- Tarasenko A, Krupko O, Himmelreich N. Presynaptic kainate and NMDA receptors are implicated in the modulation of GABA release from cortical and hippocampal nerve terminals. Neurochem Int. 2011;59(1):81-89. PubMed, CrossRef
- Gumenyuk VP, Trikash IO. Effects of Levetiracetam on Aggregation and Fusion of Membranes of Synaptic Vesicles in a Cell-Free Exocytosis Model. Neurophysiology. 2014;46:115-119. CrossRef
- Shatursky OY, Romanenko OV, Himmelreich NH. Long open amphotericin channels revealed in cholesterol-containing phospholipid membranes are blocked by thiazole derivative. J Membr Biol. 2014;247(3):211-229. PubMed, CrossRef
- Shatursky OY, Krisanova NV, Pozdnyakova N, Pastukhov AO, Dudarenko M, Kalynovska L, Shkrabak AA, Veklich TO, Selikhova AI, Cherenok SO, Borisova TA, Kalchenko VI, Kosterin SO. Substitution of bridge carbons for sulphur in calix[4]arene-bis-α-hydroxymethylphosphonic acid transformed mobile carrier into ionic channel accompanied with evoked muscle contraction and impaired neurotransmission powered by membrane action of resulting thiocalix[4]arene-bis-α-hydroxymethylphosphonic acid. Toxicol In Vitro. 2024;98:105815. PubMed, CrossRef
- Borisova T. Nervous System Injury in Response to Contact With Environmental, Engineered and Planetary Micro- and Nano-Sized Particles. Front Physiol. 2018;9:728. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Krisanova N, Kasatkina L, Sivko R, Borysov A, Nazarova A, Slenzka K, Borisova T. Neurotoxic potential of lunar and martian dust: influence on em, proton gradient, active transport, and binding of glutamate in rat brain nerve terminals. Astrobiology. 2013;13(8):679-692. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Krisanova N, Sivko R, Kasatkina L, Borуsov A, Borisova T. Excitotoxic potential of exogenous ferritin and apoferritin: changes in ambient level of glutamate and synaptic vesicle acidification in brain nerve terminals. Mol Cell Neurosci. 2014;58:95-104. PubMed, CrossRef
- Borisova T, Nazarova A, Dekaliuk M, Krisanova N, Pozdnyakova N, Borysov A, Sivko R, Demchenko AP. Neuromodulatory properties of fluorescent carbon dots: effect on exocytotic release, uptake and ambient level of glutamate and GABA in brain nerve terminals. Int J Biochem Cell Biol. 2015;59:203-215. PubMed, CrossRef
- Shatursky OY, Demchenko AP, Panas I, Krisanova N, Pozdnyakova N, Borisova T. The ability of carbon nanoparticles to increase transmembrane current of cations coincides with impaired synaptic neurotransmission. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2022;1864(1):183817. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Borisova T, Dekaliuk M, Pozdnyakova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Borysov A, Vari SG, Demchenko AP. Harmful impact on presynaptic glutamate and GABA transport by carbon dots synthesized from sulfur-containing carbohydrate precursor. Environ Sci Pollut Res Int. 2017;24(21):17688-17700. PubMed, CrossRef
- 31. Borysov A, Pozdnyakova N, Pastukhov A, Borisova T. Comparative Analysis of Neurotoxic Potential of Synthesized, Native, and Physiological Nanoparticles. In: Santamaria F., Peralta X. (eds). Use of Nanoparticles in Neuroscience. Neuromethods. Springer, Humana Press, New York, NY, 2018;135:203-227. CrossRef
- Carmona A, Roudeau S, Ortega R. Molecular Mechanisms of Environmental Metal Neurotoxicity: A Focus on the Interactions of Metals with Synapse Structure and Function. Toxics. 2021;9(9):198. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Borysov A, Tarasenko A, Krisanova N, Pozdnyakova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Paliienko K, Borisova T. Plastic smoke aerosol: Nano-sized particle distribution, absorption/fluorescent properties, dysregulation of oxidative processes and synaptic transmission in rat brain nerve terminals. Environ Pollut. 2020;263(Pt A):114502. PubMed, CrossRef
- Paliienko K, Korbush M, Krisanova N, Pozdnyakova N, Borysov A, Tarasenko A, Pastukhov A, Dudarenko M, Kalynovska L, Grytsaenko V, Garmanchuk L, Dovbynchuk T, Tolstanova G, Borisova T. Similar in vitro response of rat brain nerve terminals, colon preparations and COLO 205 cells to smoke particulate matter from different types of wood. Neurotoxicology. 2022;93:244-256. PubMed, CrossRef
- Tarasenko A, Pozdnyakova N, Paliienko K, Borysov A, Krisanova N, Pastukhov A, Stanovyi O, Gnatyuk O, Dovbeshko G, Borisova T. A comparative study of wood sawdust and plastic smoke particulate matter with a focus on spectroscopic, fluorescent, oxidative, and neuroactive properties. Environ Sci Pollut Res Int. 2022;29(25):38315-38330. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pastukhov A, Paliienko K, Pozdnyakova N, Krisanova N, Dudarenko M, Kalynovska L, Tarasenko A, Gnatyuk O, Dovbeshko G, Borisova T. Disposable facemask waste combustion emits neuroactive smoke particulate matter. Sci Rep. 2023;13(1):17771. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pozdnyakova N, Krisanova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Tarasenko A, Borysov A, Kalynovska L, Paliienko K, Borisova T. Multipollutant reciprocal neurological hazard from smoke particulate matter and heavy metals cadmium and lead in brain nerve terminals. Food Chem Toxicol. 2024;185:114449. PubMed, CrossRef
- Krisanova N, Pastukhov A, Dekaliuk M, Dudarenko M, Pozdnyakova N, Driuk M, Borisova T. Mercury-induced excitotoxicity in presynaptic brain nerve terminals: modulatory effects of carbonaceous airborne particulate simulants. Environ Sci Pollut Res Int. 2024;31(3):3512-3525. PubMed, CrossRef
- Feng D, Zhao Y, Li W, Li X, Wan J, Wang F. Copper neurotoxicity: Induction of cognitive dysfunction: A review. Medicine (Baltimore). 2023;102(48):e36375. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Krisanova N, Pozdnyakova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Tarasenko A, Borysov A, Driuk M, Tolochko A, Bezkrovnyi O, Paliienko K, Sivko R, Gnatyuk O, Dovbeshko G, Borisova T. Synergistic neurological threat from Сu and wood smoke particulate matter. Food Chem Toxicol. 2024;193:115009. PubMed, CrossRef
- Borisova T, Komisarenko S. Air pollution particulate matter as a potential carrier of SARS-CoV-2 to the nervous system and/or neurological symptom enhancer: arguments in favor. Environ Sci Pollut Res Int. 2021;28(30):40371-40377. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Tohamy HS, El-Sakhawy M, Kamel S. Eco-friendly Synthesis of Carbon Quantum Dots as an Effective Adsorbent. J Fluoresc. 2023;33(2):423-435. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Paliienko K, Topchylo A, Alekseev S, Géloën A, Milovanov Y, Lysenko T, Skryshevsky V, Borisova T, Lysenko V. Green synthesis of biocompatible Gd3+-doped ultrasmall carbon-based nanohybrids from coffee wastes. Carbon Resour Convers. 2024;7(2):100197. CrossRef
- Kuznietsova H, Dziubenko N, Paliienko K, Pozdnyakova N, Krisanova N, Pastukhov A, Lysenko T, Dudarenko M, Skryshevsky V, Lysenko V, Borisova T. A comparative multi-level toxicity assessment of carbon-based Gd-free dots and Gd-doped nanohybrids from coffee waste: hematology, biochemistry, histopathology and neurobiology study. Sci Rep. 2023;13(1):9306. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Krisanova NV, Pariiska OO, Pozdnyakova NG, Dudarenko MV, Borysov AA, Sivko RV, Kurys YI, Mazur DO, Terebilenko AV, Koshechko VG, Kolotilov SV, Borisova TA. Neurotoxic risk and adsorption properties of coarse non-functionalized carbon particles derived from apple waste. Biotechnol Acta. 2024;17(4):51-61. CrossRef
- Borisova T. Environmental Nanoparticles: Focus on Multipollutant Strategy for Environmental Quality and Health Risk Estimations. In: Stoika RS (eds). Biomedical Nanomaterials. Springer, Cham, 2022:305-321. CrossRef
- Shelestov A, Kolotii A, Borisova T, Turos O, Milinevsky G, Gomilko I, Bulanay T, Fedorov O, Shumilo L, Pidgorodetska L, Kolos L, Borysov A, Pozdnyakova N, Chunikhin A, Dudarenko M, Petrosian A, Danylevsky V, Miatselskaya N, Choliy V. Essential variables for air quality estimation. Int J Digit Earth. 2020;13(2):278-298. CrossRef
- Pozdnyakova N, Krisanova N, Dudarenko M, Vavers E, Zvejniece L, Dambrova M, Borisova T. Inhibition of sigma-1 receptors substantially modulates GABA and glutamate transport in presynaptic nerve terminals. Exp Neurol. 2020;333:113434. PubMed, CrossRef
- Paliienko K, Pastukhov A, Babič M, Horák D, Vasylchenko O, Borisova T. Transient coating of γ-Fe2O3 nanoparticles with glutamate for its delivery to and removal from brain nerve terminals. Beilstein J Nanotechnol. 2020;11:1381-1393. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Borisova T, Pozdnyakova N, Krisanova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Paliienko K, Grytsaenko V, Lux F, Lysenko V, Rocchi P, Komisarenko S, Tillement O. Unique features of brain metastases-targeted AGuIX nanoparticles vs their constituents: A focus on glutamate-/GABA-ergic neurotransmission in cortex nerve terminals. Food Chem Toxicol. 2021;149:112004. PubMed, CrossRef
- Pastukhov A, Krisanova N, Pyrshev K, Borisova T. Dual benefit of combined neuroprotection: Cholesterol depletion restores membrane microviscosity but not lipid order and enhances neuroprotective action of hypothermia in rat cortex nerve terminals. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2020;1862(9):183362. PubMed, CrossRef
- Krisanova N, Pozdnyakova N, Pastukhov A, Dudarenko M, Shatursky O, Gnatyuk O, Afonina U, Pyrshev K, Dovbeshko G, Yesylevskyy S, Borisova T. Amphiphilic anti-SARS-CoV-2 drug remdesivir incorporates into the lipid bilayer and nerve terminal membranes influencing excitatory and inhibitory neurotransmission. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2022;1864(8):183945. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Holovko OO, Dmytrenko OP, Lesiuk AI, Kulish MP, Pavlenko OL, Naumenko AP, Pinchuk-Rugal TM, Kaniuk MI, Veklich TO. Mechanisms of the interaction of bovine serum albumin with quercetin. Mol Cryst Liq Cryst. 2024;768(2):29-43. CrossRef
- Dorofeyev A, Dorofeyeva A, Borysov A, Tolstanova G, Borisova T. Gastrointestinal health: changes of intestinal mucosa and microbiota in patients with ulcerative colitis and irritable bowel syndrome from PM2.5-polluted regions of Ukraine. Environ Sci Pollut Res Int. 2023;30(3):7312-7324. PubMed, CrossRef
- Nazarenko VI, Borisova TO. Scientific and educational activity of the Palladin Institute of Biochemistry among students. Ukr Biochem J. 2021;93(4):120-127. CrossRef
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.







