Category Archives: Uncategorized

Народжені в Україні лауреати Нобелівської премії: Ілля Мечников, Зельман Ваксман, Роалд Гоффман і Жорж Шарпак

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: 05 лютого 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Наша країна ще не отримала визнання від Нобелівського комітету, проте деякі лауреати Нобелівської премії народилися на території, яка належить сучасній Україні. Серед них батько клітинного вродженого імунітету Ілля Мечников; відомий мікробіолог і біохімік Зельман Ваксман, чиї дослідження привели до відкриття стрептоміцину; видатний хімік, поет і драматург Роалд Гоффман і славетний фізик Жорж Шарпак, який розробив і вдосконалив детектори елементарних частинок, зокрема багатодротову пропорційну камеру. У цій статті представлено короткий огляд основних етапів їхньої наукової діяльності.

Розвиток знань з біохімії гормонів у роботах нобелівських лауреатів першої половини ХХ ст. Ф. Г. Бантинг, Д. Дж. Р. Маклеод, Г. О. Віланд, А. О. Віндаус, А. Бутенандт, Л. Ружичка, Е. Кендалл, Ф. Хенч, Т. Рейхштейн

Р. П. Виноградова, В. М. Данилова, С. В. Комісаренко

Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: valdan@biochem.kiev.ua

Отримано: 18 лютого 2019; Затверджено: 14 березня 2019

Перша половина ХХ ст. була плідною для досліджень таких біологічно активних речовин як гормони і вітаміни. Одними з перших дослідників гормонів були Ф. Бантинг і Д. Маклеод, які відкрили і виділили гормон острівкової частини підшлункової залози – інсулін, що дало поштовх для дослідження механізмів регуляції біохімічних процесів – нового напряму біологічної хімії. Наступним важливим етапом в розвитку досліджень біологічно активних речовин були роботи хіміків-органіків Г. Віланда, А. Віндауса, А. Бутенандта і Л. Ружички, які майже одночасно виділили і встановили хімічну будову жовчних кислот, вітамінів групи D і статевих гормонів (жіночих і чоловічих). Вони також встановили, що всі перераховані вище сполуки мають стероїдну природу і що вихідною речовиною для їх синтезу в організмі є холестерол. Продовженням досліджень високоактивних речовин стероїдної природи були роботи Е. Кендалла, Ф.Ш. Хенча і Т. Рейхштейна, які вперше синтезували і дослідили будову та біологічні ефекти гормонів кори надниркових залоз – кортикостероїдів. Вони також вперше розробили метод промислового випуску гормону кортизону, який широко використовується для лікування запальних процесів. Отже, в першій половині ХХ ст. хіміки-органіки дали в руки біохімікам знання щодо структури складних у хімічному відношенні, але надважливих для організму людини біологічно активних речовин – стероїдних сполук.

Показники ліпідного профілю та інтенсивності окисних процесів в осіб, які зазнали пролонгованого впливу малих доз радіації

В. Л. Соколенко, С. В. Соколенко

Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна;
e-mail: sokolenko@ukr.net

Отримано: 10 жовтня 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Метою роботи був аналіз взаємозв’язку між основними показниками ліпідного обміну та інтенсивністю окисних процесів у мешканців територій, забруднених радіонуклідами внаслідок аварії на ЧАЕС. Обстежено 50 осіб з контрольної групи та 50 осіб із територій посиленого радіоекологічного контролю (щільність забруднення ґрунтів ізотопами 137Cs 3,7∙104–18,5∙104 Бк/м2, 50 осіб). Всі обстежені – студенти віком 18-24 років, котрі на час обстеження не мали гострих захворювань. Визначали показники ліпідного обміну, окисних процесів та антиоксидантної системи. Виявили позитивні кореляційні зв’язки всіх показників ліпідного обміну (крім Хс-ЛПВЩ) з рівнем МДА, церулоплазміну та індексом окисного стресу. Найвищі значення коефіцієнтів кореляції з показниками окисного стресу відмічено для холестеролу ліпопротеїнів низької щільності. За умов додаткового емоційного стресу значення коефіцієнтів кореляції між основними показниками ліпідного обміну та інтенсивністю окисних процесів зростали. Особи, які тривалий час проживали на територіях, забруднених радіонуклідами, становлять групу ризику розвитку та хронізації запальних процесів. Ризик зростає за умов впливу додаткових факторів стресової природи.

Нові моноклональні антитіла до основного протеїну зовнішньої мембрани Сhlamydia trachomatis та їхні імунобіологічні властивості

О. Ю. Галкін1,2, О. Б. Бесараб1, Ю. В. Горшунов1, О. М. Іванова3

1Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»;
e-mail: alexfbt@gmail.com;
2ТОВ «Профарма Плант», Київ;
3ТОВ «Хема», Київ

Отримано: 18 липня 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Одним із методів, який знайшов широке застосування в діагностиці урогенітального хламідіозу, є імуноензимний аналіз (ІЕА), застосування якого дозволяє проводити диференціальну діагностику. Для підвищення ефективності виробництва ІЕА наборів, тих, що призначені для діагностики урогенітального хламідіозу та побудовані за принципом непрямого аналізу, можна застосовувати такі синтетичні позитивні контролі (ПК): кон’югати нормальних імуноглобулінів IgM (IgA) з моноклональними антитілами (McAbs) до основного протеїну зовнішньої мембрани Сhlamydia trachomatis (MOMP). Метою цієї роботи було одержання високоактивних та специфічних McAbs до С. trachomatis MOMP, а також вивчення їхніх імунобіологічних властивостей, важливих для майбутнього біохімічного застосування. Дослідження проводили з використанням: поліклональних антитіл (PcAb) до С. trachomatis; рекомбінантного основного зовнішнього мем­бранного протеїну (MOMP) (191-354 a.з.; W4-W5); епітопного картування на основі технології фагового дисплея. Було одержано оригінальний набір із 16 клонів гібридоми, продуцентів McAb до С. trachomatis MOMP. Більше половини досліджених McAb (8 із 14) характеризувалися доволі високим титром (≥ 1:800), а три з них мали титр ≥ 1:1600. Загалом титр McAb корелював зі значенням константи афінності: McAb із вищим титром характеризувалися високим значенням константи афінності. Для McAb із тит­ром < 1:800 середнє значення Kа становило 5,2×109 М-1, у той час як для McAb із титром ≥ 1:800 – Kа дорівнювало 10,7×109 М-1. Встановлено здатність п’яти McAb одержаної панелі конкурувати з поліклональними антитілами сироватки осіб, інфікованих C. trachomatis, що може обумовлювати потенційну протективну активність цих антитіл. Разом із тим, два McAb не виявляли вираженої конкуренції з поліклональними антитілами. Для трьох найбільш афінних моноклональних антитіл проведено визначення абсолютної епітопної специфічності з використанням технології фагового дисплея. Антигенні детермінанти двох McAb 293F4 та 291F8, що активно конкурували із PcAb, представлено двома лінійними послідовностями 320-325 а.з. та 326-330 а.з. відповідно. Епітоп, з яким взаємодіє McAb 296G2, представлений лінійною послідовністю 347-352 а.з. McAb 296G2 не виявляло активної конкуренції щодо PcAb сироватки. Одержана сукупність даних дає змогу обрати McAb для використання у ПК IEA-наборів для виявлення IgA/IgM-антитіл до C. trachomatis.

Антикандидозна активність нових нітрогенвмісних бісфосфонатів як інгібіторів фарнезилпірофосфат-синтази Candida albicans

Л. О. Метелиця, Д. М. Година, О. Л. Кобзар,
В. В. Ковалішин, І. В. Семенюта

Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В. П. Кухаря НАН України, Київ;
e-mail: ivan@bpci.kiev.ua

Отримано: 05 лютого 2018; Затверджено: 14 березня 2019

У нашій попередній роботі було представлено низку нових нітрогенвмісних бісфосфонатів (N-БФ) з високою передбаченою та експериментальною протигрибковою активністю як потенційні інгібітори фарнезилпірофосфатсинтази (ФПФС) Candida albicans. Щоб підтвердити цю гіпотезу було розроблено гомологічну модель ФПФС C. albicans із високими показниками якості і використано в цій роботі для вивчення молекулярного механізму дії активних N-БФ як антикандидозних агентів. Амоній-2-(піридин-2-іламіно) етиліден-1,1-бісфосфонатів, різедронат і алендронат використовували в молекулярному докінгу як відомі інгібітори ФПФС. Молекулярний докінг нових N-БФ продемонстрував низку загальних закономірностей взає­модії всіх лігандів в активному центрі ФПФС C. albicans. Встановлено, що фосфонатні групи всіх лігандів є ключовими елементами в утворенні стабільних ліганд-протеїнових комплексів з енергією зв’язку в діапазоні (ΔG) від -6,6 до -7,1 ккал/моль завдяки значній кількості електростатичних, водневих і металакцепторних зв’язків. Було підтверджено, що нові вивчені N-БФ 1 і 3 з високою протикандидозною активністю є інгібіторами ФПФС.

Резистентність до інсуліну в підлітків та дорослих чоловіків з ожирінням модифікує експресію генів, що мають відношення до проліферації

O. Г. Мінченко1, Ю. М. Вілецька1, Д. O. Мінченко1,2, В. В. Давидов3

1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна;
3ДЗ «Інститут охорони здоров’я дітей та підлітків НАМН України», Харків

Отримано: 11 грудня 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Вивчено експресію генів HSPA5, MEST, SLC1A3, PDGFC та ADM у крові і підшкірній жировій тканині підлітків та дорослих чоловіків з ожирінням за умов наявності або відсутності резистентності до інсуліну. Встановлено, що в крові підлітків з ожирінням без ознак резистентності до інсуліну рівень експресії генів SLC1A3, HSPA5, MEST та PDGFC істотно збільшувався, але розвиток резистентності до інсуліну призводив до зниження рівня експресії цих генів за винятком гена HSPA5 у разі порівняння як з контрольною групою, так і з групою підлітків з ожирінням без ознак резистентності до інсуліну. В той самий час рівень експресії гена ADM в підлітків з ожирінням без ознак резистентності до інсуліну істотно не змінювався, а розвиток резистентності до інсуліну призводив до зниження рівня експресії цього гена. У підшкірній жировій тканині дорослих чоловіків з ожирінням за умов відсутності резистентності до інсуліну рівень експресії гена SLC1A3 знижувався, а генів ADM, MEST і HSPA5 – збільшувався. Також було показано, що розвиток резистентності до інсуліну в чоловіків з ожирінням змінював рівень експресії лише генів ADM та SLC1A3. Результати дослідження продемонстрували, що резистентність до інсуліну в підлітків та дорослих чоловіків з ожирінням асоціюється із специфічними змінами в експресії генів, які пов’язані з проліферацією і розвитком ожиріння та резистентності до інсуліну, а також зі стресом ендоплазматичного ретикулума, і зумовлюють розвиток ускладнень ожиріння.

Кінетичні властивості Na(+),K(+)-АТРази сперматозоїдів плідних і неплідних чоловіків за дії калікс[4]арену С-107

Р. В. Фафула, О. І. Мескало, А. С. Беседіна,
Й. А. Наконечний, Д. З. Воробець, З. Д. Воробець

Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна;
e-mail: kaf_medicalbiology@meduniv.lviv.ua; roman_fafula@ukr.net

Отримано: 12 листопада 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Досліджували ефекти калікс[4]арену­ С-107 (5,17-ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арен) на кінетичні характеристики Na+,K+-АТРази сперматозоїдів фертильних (нормозооспермія) та інфертильних (оліго- та астенозооспермія) чоловіків. Показано, що інгібування Na+,K+-АТРазної активності калікс[4]ареном С-107 у сперматозоїдах нормозооспермічних чоловіків відбувається внаслідок зниження максимальної швидкості АТР-гідролазної реакції і не пов’язане зі зміною коефіцієнта (напів)активації АТР та коефіцієнта Хілла nH. Проте в оліго- та астенозооспермічних зразках сперматозоїдів спостерігається зниження коефіцієнта кооперативності nH інгібування АТР-азної реакції калікс[4]ареном С-107 майже в 2 рази. Встановлено, що калікс[4]арен С-107 впливає на коефі­цієнт (напів)активації MgCl2 KMgCl2 Na+,K+-АТРази в сперматозоїдах нормо- та патозооспермічних чоловіків по-різному. Зокрема, у нормозооспермічних зразках сперматозоїдів KMgCl2 знижується при високих концентраціях калікс[4]арену С-107 (≥50 нМ) в інкубаційному середовищі. Натомість, в олігозооспермічних чоловіків KMgCl2 зростає лише при високих концентраціях калікс[4]арену С-107 (100 нМ). Для Na+,K+-АТРази сперматозоїдів астенозооспермічних чоловіків збільшення концентрації калікс[4]арену С-107 приводить до зростання KMgCl2 в усьому діапазоні досліджуваних концентрацій калікс[4]арену. При цьому величина коефіцієнта кооперативності Хілла nH активуючої дії MgCl2 знижується у присутності калікс[4]арену С-107.

Ефекти калікс[4]арен­халконамідів на мітохондрії міометрія

С. Г. Шликов1, А. М. Кушнарьова-Вакал1, А. В. Силенко1, Л. Г. Бабіч1,
О. Ю. Чуніхін1, О. А. Єсипенко2, В. І. Кальченко2, С. О. Костерін1

1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: sshlykov@biochem.kiev.ua;
2Інститут органічної хімії НАН України, Київ

Отримано: 19 листопада 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Мітохондрії відіграють ключову роль у найважливіших функціях клітин. Каліксарени – це супрамолекулярні сполуки, які широко застосовуються в біоорганічній хімії та біохімії. Мета цієї роботи – дослідити ефекти калікс[4]аренів, які містять у своїй структурі дві (С-1012 і С-1021), три (С 1023 і С-1024) та чотири (С-1011) халконамідні групи, на поляризацію мембран мітохондрій міометрія, на рівень іонізованого Са в матриксі цих органел та на середній гідродинамічний діаметр мітохондрій. Встановлено, що інкубація пермеабілізованих клітин міометрія з калікс[4]аренами, що містять від двох до чотирьох халконамідних груп супроводжується збільшенням рівня поляризації мембран мітохондрій міометрія. Відомо, що акумуляція Са2+ в мітохондріях є потенціалзалежним процесом. Отже, подальші експерименти було спрямовано на дослідження впливу калікс[4]аренхалкон­амідів на концентрацію іонізованого Са в матриксі мітохондрій ([Ca2+]m). Усі досліджувані калікс[4]арени збільшували рівень іонізованого Са в матриксі  як за відсутності, так і в присутності екзогенного Са2+. Маємо підкреслити, що значення [Ca2+]m (за відсутності екзогенного Са2+) були вище за умов інкубації мітохондрій у (Mg2+)-, ніж у (Mg2+,ATP)-вмісному середо­вищі. Також було встановлено, що інкубація ізольованих мітохондрій з досліджуваними калікс[4]аренами супроводжується зміною об’єму мітохондрій: середній гідродинамічний діаметр мітохондрій зменшується за інкубації в присутності С-1012, С-1021, C-1023 та збільшується у разі з С-1011. Зауважимо, зміна об’єму мітохондрій може суттєво позначитись на фізіо­логії цих органел. Таким чином, ми показали, що короткотермінова інкубація (5 хв) мітохондрій у присутності калікс[4]аренів (10 мкМ), які в своїй структурі містять від двох до чотирьох халконамідних груп, збільшує рівень поляризації мембран мітохондрій, рівень іонізованого Са в матриксі та модулює об’єм мітохондрій.
Ключові слова: міометрій, мітохондрії, [Ca(2+)](m), Mg(2+), ATP, калікс[4]аренхалконаміди.

Адаптаційна відповідь ацинарних клітин підшлункової залози щурів на деполяризацію внутрішньої мембрани мітохондрій

Б. О. Манько, О. О. Білонога, В. В. Манько

Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
e-mail: bohdan.manko@lnu.edu.ua

Отримано: 06 грудня 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Залежність роз’єднаного дихання інтактних панкреатичних ацинусів від субстратів окислення та функціонального стану клітини не досліджено. У роботі реєстрували базальну швидкість та швидкість FCCP-стимульованого дихання ізольованих панкреатичних ацинусів за допомогою електрода Кларка і оцінювали мембранний потенціал мітохондрій за інтенсивністю флуоресценції родаміну 123. Відповідь ацинусів на внесення FCCP характеризували максимальною швидкістю роз’єднаного дихання, оптимальною концентрацією FCCP, прискоренням та сповільненням дихання. Максимальна швид­кість роз’єднаного дихання істотно збільшилася за окислення глюкози + глутаміну (3,03 ± 0,54 в.о.), глюкози + глутаміну + пірувату (2,82 ± 0,51 в.о.), глюкоза + ізоцит­рат (2,71 ± 0,33 в.о.), глюкози + малату (2,75 ± 0,38 в.о.), глюкози + монометилсукцинату (2,64 ± 0,42 в.о.) або глюкози + диметил-α-кетоглутарату (2,36 ± 0,33 в.о.) у порівнянні з максимальною швидкістю роз’єднаного дихання за окислення лише глюкози (1,73–2,02 в.о.) або за відсутності екзогенних субстратів окислення (1,76 ± 0,33 в.о.). Оптимальна концентрація FCCP виявилася найвищою (1,75 мкМ) за окислення суміші глюкози + глутаміну + пірувату та найнижчою (0,5 мкМ) – за окислення екзогенного глутамату або суміші глюкози з такими субстратами, як ізоцитрат, малат, сукцинат або α-кетоглутарат. Прискорення дихання після додавання FCCP було найвищим за окислення диметил-α-кетоглутарату. Після досягання піка швидкості дихання ацинарними клітинами підшлункової залози у багатьох експериментах спостерігалось часозалежне сповільнення швидкості дихання. Це сповільнення дихання збільшувалося за збільшення концентрації FCCP і залежало від субстрату окислення. Найістотнішим воно було за окислення малату та ізоцитрату. Піруват сам по собі чи його комбінація з глутаміном та глюкозою значно знижували деполяризацію внутрішньої мембрани мітохондрій, спричинену дією FCCP, а також підвищували коефіцієнт еластичності залежності дихання від зміни мембранного потенціалу. Отже, суміш пірувату, глутаміну та глюкози є оптимальною для підтримання адаптивної здатності мітохондрій панкреатичних ацинусів відповідати на деполяризацію їхньої внутрішньої мембрани.

Кінетика гідролізу казеїну за допомогою нової пептидази Bacillus thuringiensis var. israelensis

О. В. Севастьянов1, Ю. А. Шестеренко1, О. А. Рижак1,
І. І. Романовська1, Н. А. Дзюблюк2, Л. Д. Варбанець2

1Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Одеса;
2Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, Київ;
e-mail: romairina@gmail.com

Отримано: 25 жовтня 2018; Затверджено: 14 березня 2019

Дослідження кінетики дії ензимів здійснюють, використовуючи рівняння Міхае­ліса–Ментен і різні форми його лінеаризації, однак кожен з методів має свої переваги і недоліки, тому їх порівняння для визначення кінетики нових ензимів є актуальним. Метою цієї роботи було вивчення кінетичних особливостей гідролізу казеїну новою пептидазою Bacillus thuringiensis var. israelensis ІМВ В-7465 за допомогою різних методів лінеаризації рівняння Міхаеліса–Ментен із використанням декількох способів визначення активності ензиму. Встановлено задовільне узгодження значень кінетичних констант, одержаних методами Лайнуївера–Берка, Хейнса, Іді–Хофсті, Корніш–Боуден–Ейзенталя. Оптимальним для визначення Km і Vmax є метод Лайнуївера–Берка. Метод дослідження казеїнолітичної активності за допомогою о-фталевого діальдегіду (o-ФДА) порівняно з модифікованим методом Ансона і Кунітца дозволяє вірогідніше визначити Vmax реакції.