Category Archives: Uncategorized
Легенда свого часу: двічі лауреат нобелівської премії Лайнус Полінг
Т. В. Данилова1*, С. В. Комісаренко2
1Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ;
*e-mail: danilova_tv@ukr.net;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: svk@biochem.kiev.ua
Отримано: 19 квітня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Лайнус Полінг – видатний американський хімік, біохімік, інженер-хімік, активіст, автор і педагог – був одним із вчених-гуманістів, життя яких перегукувалося з ключовими віхами ХХ століття, і якого можна порівняти з Леонардо да Вінчі з позиції широти інтересів та творчих досягнень. Він є одним із чотирьох вчених, які отримали дві Нобелівські премії (Нобелівська премія з хімії 1954 р.; Нобелівська премія миру 1962 р.), і він єдиний, хто отримав ці дві премії одноосібно. Внаслідок своїх тривалих досліджень Полінг сформулював теорію структури та функції протеїнів; вивчив вплив насичення киснем гемоглобіну на його магнітні властивості, заклав основи структурного аналізу молекул протеїнів, зробив внесок у вивчення антитіл. З вірою в те, що людям необхідно розвинути новий тип мислення задля виживання всього людства, Лайнус Полінг рішуче виступав проти ядерних випробувань, і сучасний світ вдячний Полінгу за моральне лідерство і мужність нагадати нам про небезпеку ядерної війни. Різнобічна інноваційна діяльність блискучого вченого і гуманіста Лайнуса Полінга, його непересічна особистість та величезна наукова спадщина залишили глибокий слід в історії людства.
Відкриття генів регуляції апоптозу клітин: Сідні Бреннер, Джон Салстон та Роберт Горвіц (Нобелівська премія з фізіології та медицини, 2002 р.)
М. В. Григор’єва*, В. М. Данилова, С. В. Комісаренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: mvgrigorieva@biochem.kiev.ua
Отримано: 24 листопада 2020; Затверджено: 23 квітня 2021
У 2002 р. Нобелівську премію з фізіології та медицини було присуджено Сіднею Бреннеру, Джону Салстону та Роберту Горвіцу «за відкриття генетичної регуляції розвитку органів та запрограмованої загибелі клітин». Науковці вивчали поділ і диференціацію клітин нематоди Caenorhabditis elegans від заплідненої яйцеклітини до дорослої особини. За результатами досліджень було визначено ключові гени, що регулюють розвиток органів і запрограмовану загибель клітин (апоптоз), а також продемонстровано наявність відповідних генів і у вищих видів тварин, зокрема людей. Це відкриття пролило світло на патогенез багатьох захворювань і мало важливе значення для подальших медичних досліджень.
Застосування методології мереж Петрі для оцінки біофізико-хімічних параметрів функціонування мітохондрій
Г. В. Данилович*, О. Ю. Чуніхін, Ю. В. Данилович, С. O. Kостерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Отримано: 01 листопада 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Із використанням методології мереж Петрі розроблено математичну імітаційну модель, яка дозволяє прогнозувати одночасні зміни біофізико-хімічних параметрів функціонування мітохондрій. Модель взаємопов’язує зміни в часі гідродинамічного діаметра мітохондрій, функціонування електронного транспортного ланцюга, ендогенної флуоресценції нуклеотидів аденіну, сигналу флуоресценції DCF щодо продукування АФК та ефектів NaN3. Розраховані значення досліджуваних біофізико-хімічних параметрів відповідали експериментально одержаним даним. Модель дозволяє поєднати функціональні зміни мітохондрій та їх структурну репрезентацію, а також значно оптимізувати експериментальні умови.
Показники тиреоїдної системи та метаболізму в щурів за дії нанокомпозиції на основі йоду та цитрату
Р. С. Федорук1, У. І. Тесарівська2, І. І. Ковальчук1,
Р. Я. Іскра1, М. М. Цап1*, М. І. Храбко1, О. І. Колещук1
1Інститут біології тварин НААН, Львів, Україна;
2ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок, Львів, Україна;
*e-mail: mm_tsap@meta.ua
Отримано: 05 червня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Пошук нових біологічно ефективних сполук йоду, які не спричинюють токсичних ефектів і можуть мати практичне застосування є актуальним. Метою дослідження було оцінити вплив нанокомпозиції на основі хелатного комплексу йоду з лимонною кислотою (I2Citr) на активність тиреоїдної системи та на показники метаболізму в крові молодих самців щурів. Щури експериментальних груп отримували I2Citr з водою щодня протягом 40 днів у дозі 24 мкг I/кг (1-а група) та 240 мкг I/кг (2-а група). Рівень гормонів та антитіл у сироватці крові визначали за допомогою ІЕА. Виявлено зниження рівня Tg та вмісту триацилгліцеролів, підвищення рівнів AntiTg, AntiTPO та вмісту альбуміну і Са у сироватці крові щурів обох груп порівняно з контролем. Показано зниження рівнів T3, T4, сечовини, а також активності лужної фосфатази та AlAT у сироватці щурів 2-ої групи. За дії I2Citr не виявлено змін у коефіцієнтах маси внутрішніх органів щурів за винятком маси селезінки, яка зменшилася приблизно на 40% в 1-ій та на 33% в 2-ій групах порівняно з контролем. Одержані дані свідчать про модулювальний вплив I2Citr у досліджуваних дозах на активність щитоподібної залози без спричинення токсичних ефектів на організм тварин.
NO-синтазна активність та вміст оксиду азоту в лімфоїдних клітинах тимуса та селезінки щурів за ожиріння, індукованого дієтою
Л. Кот*, В. Конопельнюк, К. Дворщенко, В. Верещака
ННЦ «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
*e-mail: kot_lora@ukr.net
Отримано: 10 серпня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Відомо, що порушення метаболічних процесів за ожиріння супроводжуються системним запаленням та дисбалансом імунної системи, і що система оксиду азоту (NO) є однією з ключових ланок у регуляції імунних реакцій організму. Метою роботи було оцінити NO-синтазну (NOS) активність та вміст NO у клітинах тимуса та селезінки щурів за ожиріння, індукованого 14-тижневою висококалорійною дієтою. Вміст NO в клітинних суспензіях визначали за допомогою реактива Гріса, NO-синтазну активніть – за специфічним розщепленням NADPH++Н+. Показано, що за експериментального ожиріння тварин вміст NO в клітинах тимуса і селезінки та активність NOS у селезінці знижувались у разі одночасного збільшення вмісту NO та активності NOS у сироватці крові. Одержані дані свідчать про зміни функціональної активності лімфоїдних клітин та загальної адаптаційної здатності організму за ожиріння.
Залежні від статі особливості оксидативного стресу в серці щурів із цукровим діабетом 2-го типу
Н. І. Горбенко1*, О. Ю. Боріков2, О. В. Іванова1, Т. В. Кіприч1,
К. В. Таран1, Т. І. Гопцій2, Т. С. Литвинова1
1ДУ “Інститут проблем ендокринної патології ім. В. Я. Данилевського НАМН України”, Харків;
2Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Україна;
*е-mail: Gorbenkonat58@ukr.net
Отримано: 17 вересня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Відомо, що цукровий діабет 2-го типу (ЦД2) вдвічі збільшує смертність від серцево-судинних захворювань (ССЗ), у розвитку яких важливу роль відіграє оксидативний стрес. Припускають, що вплив діабету на ризик ССЗ може бути різним залежно від статі. Метою дослідження було оцінити показники оксидативного стресу в серці 12-тижневих самців та самиць щурів Wistar із ЦД2, індукованим висококалорійною дієтою з наступним введенням стрептозотоцину. Оксидативний стрес оцінювали за рівнем продуктів посиленого окислення протеїнів, активністю супероксиддисмутази, глутатіонредуктази та глутатіонпероксидази в ізольованих мітохондріях серця та за активністю NADPH-оксидази та ксантиноксидази у постмітохондріальному супернатанті. Показано, що ЦД2 спричинює виразніший оксидативний стрес, підтверджений підвищеним рівнем продуктів посиленого окислення протеїнів, у мітохондріях серця самців, ніж у мітохондріях самиць. Одержані дані вказують, що основною причиною оксидативного стресу в серці діабетичних самців є активація немітохондріальних джерел активних форм кисню, тоді як у серці діабетичних самиць – зниження активності антиоксидантних ензимів в мітохондріях. Результати досліджень підтверджують необхідність застосування гендерноспецифічної терапії для профілактики та лікування діабетичних ССЗ.
Окcидативний стрес у серці щурів із гострою гіпобаричною гіпоксією
S. Dewi1*, M. Sadikin1, W. Mulyawan2
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Universitas Indonesia, Jakarta, Indonesia;
2Department of Aerophysiology, Lakespra Saryanto, Air Force Indonesian National Army, Jakarta, Indonesia;
*e-mail: syarifah.dewi@ui.ac.id
Отримано: 01 жовтня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Відомо, що висотна зона спричинює гіпоксію через низький парціальний тиск кисню. У дослідженні оцінено показники окисного стресу в тканині серця щурів лінії Вістар за гострої переривчастої гіпобаричної гіпоксії. Гіпобаричну гіпоксію змодельовано перебуванням тварин у гіпобаричній камері на висоті 10,7 км (35000 футів) протягом 1 хв. Висоту поступово зменшували до 9,1 та 7,6 км (30000 та 25000 футів) та утримували протягом 5 хв. Щурів (25 самців) було розподілено на контрольну та чотири експериментальні (I-IV) групи тварин, яких піддавали гіпобаричній гіпоксії відповідно 1, 2, 3 та 4 рази з частотою один раз на тиждень. На висоті 5,5 км (18000 футів) тварин видаляли з експерименту та одержували супернатант гомогенату тканини серця для оцінки рівня МДА та карбонільних груп, активності супероксиддисмутази та каталази. У зразках тварин групи I було виявлено зниження активності каталази за одночасного істотного підвищення рівня карбонільних груп порівняно з контролем. У зразках III та IV груп рівень карбонільних груп нормалізувався, а активність супероксиддисмутази та каталази значно зростала. Дійшли висновку, що підвищення активності антиоксидантних ензимів сприяє адаптаційній реакції серцевої тканини на гостру гіпобаричну гіпоксію.
Прооксидантні та антиоксидантні процеси у гомогенаті печінки здорових мишей та мишей-пухлиноносіїв за дії похідних тіазолу
Я. Р. Шалай1*, М. В. Попович1, С. М. Мандзинець1,
В. П. Гренюх1, Н. С. Фінюк1,2, А. М. Бабський1
1Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
2Інститут біології клітини НАН України, Львів;
*e-mail: Yaryna.Shalay@lnu.edu.ua
Отримано: 12 жовтня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Похідні тіазолу in vitro виявляють токсичну дію на злоякісні клітини різного походження та можуть розглядатись як потенційно антинеопластичні, проте їх вплив на нормальні тканини потребує дослідження. У роботі було використано новосинтезовані похідні тіазолу N-(5-бензил-1,3-тіазол2-іл)-3,5-диметил-1-бензофуран-2-карбоксамід (BF1) та 8-метил-2-Me-7-[трифлуорометил-фенілметил] піразоло[4,3-e][1,3]тіазоло[3,2-a]піримідин-4(2H)-он (РР2) та оцінено їх вплив на про- та антиоксидантні процеси після додавання у 1, 10 та 50 µM концентраціях до гомогенату печінки здорових мишей та мишей з прищепленою NK/Ly лімфомою. У гомогенатах печінки оцінювали рівень супероксидрадикалу та ТБК-активних продуктів, а також активність каталази, СОД та глутатіон пероксидази. Показано, що рівень супероксидрадикалу, ТБК-активних продуктів та активність каталази були значно вищими в печінці мишей-пухлиноносіїв, аніж у печінці здорових мишей. Встановлено, що сполуки BF1 та PP2 не впливали на величину досліджуваних показників у печінці як мишей-пухлиноносіїв, так і контрольних мишей за винятком того, що сполука РР2 спричинювала значне зниження рівня ТБК-активних продуктів в обох випадках. Одержані результати вказують на те, що досліджувані похідні тіазолу не чинять виразної гепатотоксичної дії на організм здорових мишей та мишей-пухлиноносіїв.
Порівняльна цитотоксична дія карбоплатину та β-криптоксантину у вільній та ліпосомній формах на лінію клітин молочної залози
M. W. Shafaa*, N. S. Elkholy
Physics Department, Medical Biophysics Division, Faculty of Science, Helwan University, Cairo, Egypt;
*e-mail: medhatwi@hotmail.com
Отримано: 01 червня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Дослідження ефективності антиканцерогенних сполук як синтетичного, так і природного походження у ліпосомній формі є актуальним для можливого їх застосування у терапії. У цій роботі використано алкілувальний агент карбоплатин та представник каротиноїдів β-криптоксантин. Метою дослідження було оцінити токсичну дію цих сполук у вільній та ліпосомній формах на клітини лінії MCF-7 раку молочної залози. За даними DSC та FTIR після додавання карбоплатину або β-криптоксантину до ліпосомних бішарів виявлено один пік, що вказує на їх змішування. У разі включення до ліпосом β-криптоксантину спостерігався більш упорядкований та кооперативний стан ацильних ланцюгів фосфатидилетаноламіну. Виявлено, що чутливість клітин MCF-7 до вільного β-криптоксантину була набагато вищою, ніж до вільного карбоплатину з IC50 42 та 235 мкг/мл відповідно. Значення IC50 для завантаженого у ліпосоми β-криптоксантину та для вільного карбоплатину були подібними, у той самий час не було виявлено цитотоксичного ефекту ліпосом, навантажених карбоплатином. Одержані дані дозволяють запропонувати заміну карбоплатину на β-криптоксантин у вільній або ліпосомальній формі як можливу схему для підвищення ефективності терапії раку молочної залози.
Вплив донора CO геміну на стан антиоксидантної та осмопротекторної систем арабідопсису дикого типу і мутантів за жасмонатним сигналінгом за дії сольового стресу
М. А. Шкляревський1, Ю. Є. Колупаєв1,2*, Т. О. Ястреб1, Ю. В. Карпець1, О. П. Дмитрієв3
1Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
2Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна, Україна;
3Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ;
*e-mail: plant.biology.knau@gmail.com
Отримано: 06 грудня 2021; Затверджено: 17 травня 2021
Роль газотрансмітера монооксиду вуглецю (CO) в сигнальних та адаптивних процесах у рослин досліджено недостатньо. Є непрямі дані щодо участі компонентів жасмонатного сигналінгу в реалізації ефектів CO, однак можливі зв’язки між монооксидом вуглецю і жасмонатним сигналінгом за адаптації рослин до сольового стресу дотепер не вивчалися. У роботі оцінено реакцію на сольовий стрес рослин арабідопсису дикого типу (Col-0) та мутантів coi1 і jin1, дефектних за жасмонатним сигналінгом, за їх обробки геміном – донором CO. У експериментах використовували чотиритижневі рослини Arabidopsis thaliana, вирощені на модифікованому середовищі Хогланда. Рослини інкубували 24 год у звичайному або гемінвмісному (2 мкМ) культуральному середовищі, після чого переносили у NaCl-вмісне (150 мМ) середовище та знов інкубували протягом 24 год, надалі середовище замінювали на звичайне. Показано, що сольовий стрес спричинює водний дефіцит та знижує активність супероксиддисмутази і каталази в рослинах усіх трьох генотипів. За дії геміну виявлено стабілізацію активності каталази та вмісту фотосинтетичних пігментів, а також підвищення активності пероксидази гваяколу в підданих стресу рослинах дикого типу, але не в мутантних coi1 та jin1. Оброблені геміном рослини арабідопсису дикого типу накопичували більше проліну та цукрів у відповідь на стрес, ніж оброблені мутанти coi1 та jin1. Дійшли висновку, що компоненти жасмонатного сигналінгу можуть бути залучені до адаптивних процесів, індукованих екзогенним монооксидом вуглецю.