Category Archives: Uncategorized
Дієта під час розвитку впливає на метаболічні показники личинок та дорослих мух Drosophila
О. М. Стрільбицька1*, У. В. Семанюк1, Н. І. Бурдилюк1, В. Бубало2, О. В. Лущак1,3*
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
2Лабораторія експериментальної токсикології та мутагенезу, Науковий центр превентивної токсикології, харчової та хімічної безпеки імені академіка Л. І. Медведя, МОЗ України, Київ;
3Університет досліджень та розвитку, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: olya_b08@ukr.net or oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 04 жовтня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Залежність метаболізму та фізіологічного стану дорослого організму від харчування під час його розвитку стає гарячою темою сучасної еволюційної біології. Ми використали плодову мушку Drosophila melanogaster та живильне середовище з різним вмістом сахарози (S) і сухих дріжджів (Y): 0S:2Y, 20S:2Y або 0S:5Y, 20S:5Y, щоб показати, що умови харчування під час розвитку впливають на обмін речовин у личинок та імаго. Рівень глюкози, глікогену, тригліцеридів та загальних ліпідів в організмі личинок та дорослих мух вимірювали за допомогою діагностичних наборів. Виявлено затримку розвитку дрозофіл, які розвивалися на дієтах із низьким вмістом дріжджів або з високим вмістом сахарози. Показано, що утримання личинок на харчовому раціоні з високим вмістом сахарози спричиняло зниження маси та збільшення енергетичних запасів (кількості ліпідів) у личинок та дорослих мух. Обмеження вмісту сухих дріжджів у дієті личинок призводило до зниження накопичення глікогену та рівня протеїнів у личинок та дорослих мух. Виявлені особливості метаболізму дорослих мух є результатом харчування під час розвитку і можуть бути пов’язані з механізмами адаптації організму до умов живлення.
Окисна модифікація протеїнів та активність антиоксидантних ензимів у мітохондріях печінки щурів за лазерного опромінення та введення ω-3 поліненасичених жирних кислот
О. В. Кеца*, М. О. Зелінська, М. М. Марченко
Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна;
*e-mail: o.ketsa@chnu.edu.ua
Отримано: 12 серпня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Досліджено вплив лазерного опромінення щурів у поєднанні з введенням омега-3 поліненасичених жирних кислот (ω-3 ПНЖК) на окисну модифікацію протеїнів і на активність супероксиддисмутази та каталази у мітохондріальній фракції печінки. Тварин опромінювали 650 нм лазерним діодом щодня у ділянці черевної порожнини протягом 4 хв на відстані 10 см від поверхні шкіри. ω-3 ПНЖК вводили per os у добовій дозі 120 мг/кг маси тіла. Жирні кислоти у риб’ячому жирі ідентифікували методом газової хроматографії. Тварин було поділено на п’ять груп (по 12 у кожній): І – інтактні щури (контроль); II – щури, яких опромінювали щодня лазером протягом 7 або 14 днів; III – щури, які отримували ω-3 ПНЖК через дві години після опромінення; IV – щури, які отримували ω-3 ПНЖК за дві години до опромінення; V – щури, які отримували ω-3 ПНЖК упродовж 7 днів до опромінення. Мітохондріальну фракцію печінки щурів отримували диференціальним центрифугуванням. Після семиденного лазерного опромінення у щурів виявлено збільшення вмісту карбонільних та зменшення вмісту тіолових груп протеїнів у мітохондріях печінки. Зі збільшенням тривалості опромінення активність супероксиддисмутази та каталази зменшувалася, що свідчило про виснаження мітохондріальних антиоксидантних резервів. За введення ω-3 ПНЖК через дві години після лазерного опромінення антиоксидантного ефекту не спостерігали, а за введенні ω-3 ПНЖК за 2 години до опромінення було виявлено незначний антиоксидантний ефект. Введення ω-3 ПНЖК (протягом 7 днів) перед лазерним опроміненням було найефективнішим, оскільки супроводжувалось зниженням вмісту карбонільних похідних та пригніченням утворення O2•-, підвищенням вмісту SH-груп протеїнів та активності антиоксидантних ензимів.
Біомаркери системного запалення щурів із 6-OHDA- та ЛПС-індукованою хворобою Паркінсона
Ж. Олійник*, M. Рудик, В. Святецька, T. Довбинчук, Г. Толстановa, Л. Сківка
ННЦ “Інститут біології та медицини”, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
*e-mail: ojankin@yahoo.com
Отримано: 14 грудня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
На моделях хвороби Паркінсона (ХП), індукованих 6-гідроксидофаміном (6-OHDA) та ліпополісахаридом (ЛПС) досліджували гематологічні та імунологічні маркери системного запалення. Експерименти проводили на щурах лінії Вістар. Розвиток ХП констатували за результатами поведінкового тестування та імуногістохімічного виявлення втрати дофамінергічних нейронів. Досліджували гематологічні показники (повний аналіз крові та диференційну кількість лейкоцитів (ДКЛ)). Імунологічні показники включали фенотипові (CD206 і CD80/86) та метаболічні (киснезалежний метаболізм і фагоцитарна активність) характеристики циркулювальних моноцитів і гранулоцитів, а також рівні С-реактивного протеїну в плазмі крові. Показано, що у щурів із захворюванням Паркінсона, індукованого ЛПС, спостерігається нейтрофілія: у 1,9 раза збільшувалося співвідношення нейтрофілів до лімфоцитів, у 3 рази – співвідношення тромбоцитів до лімфоцитів та в 3 рази збільшувався індекс системного імунного запалення порівняно. Функціональний профіль циркулювальних фагоцитів у ЛП-індукованих щурів мав прозапальні і метаболічні зрушення. Так, у 5 разів були збільшені показники кисне залежного метаболізму та посилена експресія CD80/86 у поєднанні зі зниженням фагоцитарної активності та експресії CD206. У 6-OHDA-індукованих щурів були знижені показники ДКЛ порівняно з інтактними та хибно-оперованими тваринами. Функціональний профіль циркулювальних фагоцитів у цій моделі характеризувався протизапальним зсувом. Одержані результати продемонстрували, що ХП, стереотаксичним введенням ЛПС, є адекватною моделлю для вивчення системного запалення у щурів.
Рабдоміоліз послаблює активність семікарбазид-чутливої аміноксидази як маркера нефропатії у діабетичних щурів
О. Гудкова*, І. Крисюк, Л. Дробот, Н. Латишко
Відділ клітинної сигналізації, Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: ogudkova@biohem.kiev.ua
Отримано: 22 грудня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Амінооксидази беруть участь у розвитку багатьох захворювань та їх ускладнень, зокрема ниркової недостатності, через утворення трьох токсичних метаболітів (H2O2, альдегідів та амонію) в реакціях окисного дезамінування біогенних амінів. Участь перших двох продуктів у патогенезі нирки наразі переконливо доведено, тоді як роль амонію, як потенційного індуктора нітрозативного стресу, залишається нез’ясованою. Метою цього дослідження було перевірити, як подальше посилення окисидативного стресу вплине на метаболічні зміни, зумовлені цукровим діабетом. Для цього було використано модель гліцерол-стимульованого рабдоміолізу у щурів, як джерела потужного оксидативного стресу внаслідок вивільнення лабільного Fe3+ із зруйнованих міоцитів, на тлі стрептозотоцин-індукованого діабету. Було сформовано наступні експериментальні групи: 1 група – «Контрольна», 2 група – «Діабет», 3 група – «Діабет + рабдоміоліз». У тварин 2-ї групи порівняно з контролем спостерігалось багаторазове підвищення активності семікарбазидчутливої аміноксидази (SSAO) в нирці і крові, рівня вільних радикалів (ВР), MetHb і 3-нітротирозину (3-NT) в крові, а також поява HbNO в плазмі та динітрозильних комплексів заліза (ДНКЗ) в печінці. У тварин групи «Діабет+рабдоміоліз» порівняно з групою «Діабет» продемонстровано додаткове підвищення рівня ВР, HbNO в крові та ДНКЗ в печінці, що корелювало з появою в крові тварин 3-ї групи великої кількості Fe3+, яке було повністю відсутнє у інтактних тварин. Несподівано, у тварин групи «Діабет+рабдоміоліз» ми виявили позитивні регуляторні ефекти порівняно з групою «Діабет», зокрема, зниження активності SSAO в нирці та рівня 3-NT у плазмі, а також нормалізацію активностей про- та антиоксидантних ензимів в крові та печінці. Такі наслідки, опосередковані рабдоміолізом, можуть бути результатом виключення NO з кровообігу тварин через надмірне утворення його стабільних комплексів в крові та печінці. Отримані дані дозволяють розглядати активність SSAO як маркер ниркової недостатності за цукрового діабету. Крім того, ми припускаємо значну роль нітрозативного стресу у розвитку даної патології, на основі чого можемо рекомендувати пастки NO в комплексному лікуванні ускладнень діабету.
Спричинений депривацією глюкози розпад глікогену в мононуклеарних клітинах периферичної крові та їхня життєздатність у пацієнтів із цукровим діабетом 2 типу
K. S. Praveen Kumar1, P. Kamarthy2, S. Balakrishna1*
1Department of Cell Biology and Molecular Genetics, Sri Devaraj Urs Academy of Higher Education, Kolar, India;
2Department of General Medicine, Sri Devaraj Urs Medical College, Tamaka, Kolar, India;
*e-mail: sharath@sduu.ac.in
Отримано: 22 вересня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Глікогеновий шлях відіграє важливу роль у гомеостазі глюкози. Відомо, що цукровий діабет є наслідком його порушення. Метою дослідження було порівняти рівень розпаду глікогену, спричиненого глюкозною депривацією, та життєздатність мононуклеарних клітин периферичної крові (МКПК) у пацієнтів із цукровим діабетом 2-го типу (ЦД2) та в здорових осіб. Дослідження яке охоплювало 45 пацієнтів із ЦД2 та 45 здорових осіб контрольної групи. Мононуклеарні клітини виділяли з периферичної крові центрифугуванням у градієнті щільності. Депривацію глюкози спричиняли інкубацією клітин у культуральному середовищі, яке не містило 10 мМ добавки глюкози. Рівень глікогену у клітинах вимірювали фарбуванням періодичною кислотою Шиффа (PAS), розпад глікогену виражали як відсоток профарбованих клітин до/після депривації глюкози. Життєздатність клітин вимірювали за допомогою тесту з фарбуванням клітин трипановим синім. Показано, що рівень спричиненого депривацією глюкози розпаду глікогену у клітинах становив 55,4% (IQR: 50,6–61,3) у групі ЦД2 та 70,5% (IQR: 63,9–2,2) у контрольній групі, різниця між двома групами була статистично значущою (P = 0,001). Життєздатність клітин після депривації глюкози, становила 70,9% (IQR: 66,3–77,1) у групі ЦД2 та 87,8% (IQR: 83,7–90,7) у здоровій контрольній групі. Різниця між двома групами була статистично значущою (P = 0,001). Разом ці результати вказують на те, що індукована депривацією глюкози деградація глікогену в мононуклеарних клітинах периферичної крові та їхня життєздатність у пацієнтів з ЦД2 є зниженими.
Піридоксин, фолат і кобаламін та стан вродженого і набутого імунітету
М. І. Кінаш, О. Р. Боярчук
Тернопільський національний медичний університет імені Івана Горбачевського МОЗ України;
e-mail: kinash@tdmu.edu.ua; boyarchuk@tdmu.edu.ua
Отримано: 22 вересня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Імунна відповідь організму на патоген залежить від стану та злагодженої діяльності вродженого і набутого імунітету. На сьогодні доведено позитивну роль багатьох мікронутрієнтів (вітамінів та мінералів) у підтриманні гомеостазу імунної системи людини. Мета огляду – проаналізувати основні прояви впливу вітамінів В6, В9, В12 на стан вродженого та адаптивного імунітету. Ці вітаміни відіграють важливу роль у синтезі ДНК і РНК, цитокінів та імуноглобулінів і тим самим підтримують належний стан імунної системи. У статті порівнюються особливості функціонування основних ланок специфічного і неспецифічного імунітету за нормального вітамінного статусу та за дефіциту піридоксину, фолату і кобаламіну.
Розшифрування генетичного коду – новий революційний етап розвитку молекулярної біології: лауреати Нобелівської премії М. В. Ніренберг, Г. Г. Корана, Р. В. Голлі, 1968 p.
О. П. Матишевська*, В. М. Данилова, С. В. Комісаренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: matysh@yahoo.com
Отримано: 28 жовтня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
У статті представлено біографічні дані М. Ніренберга, Г. Корани, Р. Голлі – лауреатів Нобелівської премії з фізіології і медицини 1968 року, історію зроблених цими вченими відкриттів. Докладно обговорюються методичні підходи, використані в їхній роботі. Завдяки роботам М. Ніренберга та Г. Корани було розшифровано нуклеотидний склад усіх триплетних кодонів мРНК; Г. Корана вперше експериментально довів безпосередній зв’язок між нуклеотидною послідовністю ДНК та амінокислотною послідовністю синтезованого протеїну, а також здійснив синтез штучного гена. Р. Голлі вперше повністю розшифрував послідовність транспортної РНК, встановив її вторинну структуру та роль у синтезі протеїнів на рибосомі. Присуджена вченим Нобелівська премія стала визнанням їхнього внеску в розуміння механізмів кодування і зчитування генетичної інформації та знаменувала новий проривний етап розвитку молекулярної біології.
Вплив температурних стресів та грунтової посухи на ліпоксигеназну активність озимого жита
Л. М. Бабенко, К. О. Романенко*, І. В. Косаківська
Інститут ботаніки ім. М.Г.Холодного НАН України, Київ;
*e-mail: katerynaromanenko4@gmail.com
Отримано: 05 липня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
Ліпоксигенази (ЛОГ) – джерело фізіологічно активних сполук, наявність яких розглядається не лише як ознака пошкодження, але і як пусковий механізм формування адаптивних реакцій на стрес. Метою дослідження було вивчення впливу короткотривалих (2 год) теплового (40°C) і холодового (4°C) температурних стресів та помірної грунтової посухи на активність ліпоксигеназ 14-добових рослин озимого жита. Встановлено, що у надземній частині локалізовано мембранозв’язані форми ЛОГ: 9-ЛОГ1 та 9-ЛОГ2 та розчинна форма 13-ЛОГ, тоді як у коренях – зв’язана з мембраною 9-ЛОГ. Після теплового стресу активність 9-ЛОГ1 та 9-ЛОГ2 у надземній частині зросла відповідно у 3 та 2 рази, активність 9-ЛОГ у коренях – вдвічі. Активність 13-ЛОГ у надземній частині зменшилась у 1,5 раза. Після холодового стресу активність 9-ЛОГ1 та 9-ЛОГ2 у надземній частині зросла майже у 1,5 раза, активність 9-ЛОГ у коренях – у 1,2 раза. Після грунтової посухи у надземній частині спостерігали певний ріст активності обох мембранозв’язаних форм 9-ЛОГ (у 1,5–2 раза) та майже втричі збільшення активності цього ензиму в коренях. Дійшли висновку, що молекулярні форми ЛОГ з різною локалізацією, не однаково задіяні в адаптації озимого жита до стресових температур та помірної грунтової посухи.
Вміст дріжджів у дієті Drosophila впливає на метаболізм батьківського покоління та їх нащадків
О. М. Стрільбицька1*, H. П. Стефанишин1, У. В. Семанюк1, О. В. Лущак1,2*
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
2Університет досліджень та розвитку, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: olya_b08@ukr.net or oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 18 квітня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
Вміст поживних речовин у харчовому раціоні батьків може епігенетично впливати на метаболізм нащадків. Результати наших досліджень виявили нові тенденції у зміні активності ензимів основних метаболічних шляхів у відповідь на вміст протеїнів у раціоні. Батьківське покоління дрозофіл утримували на середовищах із чотирма варіаціями кількості дріжджів у межах від 0,25% до 15% та сталим вмістом сахарози, але наступне покоління перебувало на середовищі однакового складу. Отже, єдиною змінною складовою в експериментах була концентрація сухих дріжджів у середовищі, на якому утримували батьківське покоління. Ми показали, що обмеження вмісту протеїнів у дієті призводило до вищої активності ЛДГ у мух батьківського покоління, а також цей ефект проявлявся у їх нащадків. Трансгенераційний ефект вмісту дріжджів у дієті батьків на активність MДГ виявлений тільки у самців. Споживання їжі з високим вмістом дріжджів проявилось вищою активністю АЛТ у батьків, однак не впливало на активність АЛТ у їх нащадків. Навіть більше, надмірне споживання дріжджів призводило до вищої активності AСT у батьків, однак у нащадків активність AСT при цьому була нижчою. Виявлено вищий вміст сечовини у самців першого покоління нащадків, отриманих від батьків, які харчувались середовищем із низьким вмістом дріжджів. Наші результати продемонстрували вирішальну роль дріжджів у харчовому раціоні батьків у регуляції метаболізму, що може успадковуватися через покоління.
Прогнозування pEC50(M) та молекулярний докінг у пошуку селективного інгібування арахідонат-5-ліпоксигенази
N. R. Das1, P. G. R. Achary2*
1Department of CSIT, Siksha ‘O’ Anusandhan deemed to be University, Bhubaneswar, Odisha, India;
2Department of Chemistry, Faculty of Engineering and Technology (ITER), Siksha ‘O’ Anusandhan deemed to be University, Bhubaneswar, Odisha, India;
*e-mail: pgrachary@soa.ac.in
Отримано: 28 квітня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
Арахідонат-5-ліпоксигеназа (ALOX5) вважається головною мішенню дії лікарських препаратів проти фіброзу печінки, ревматоїдного артриту, атеросклерозу, раку та астми. Наразі розробка препаратів для лікування цих захворювань, що інгібують активність ALOX5, не є достатньою. Тому актуальною задачею є винахід потужних та ефективних ALOX5-таргетних препаратів. Методи пошуку кількісних співвідношень структура-властивість (QSAR) та молекулярний докінг можуть відіграти важливу роль у скринінгу та створенні ліків. У цій роботі запропоновано 3D-QSAR моделі, побудовані з використанням множинної лінійної регресії (MLR) і методу часткових найменших квадратів (PLS) для вимірювання pEC50(M), на основі пакету даних 112 молекул. Також проаналізовано критерій Index of Ideality of Correlation (IIC) для створення оптимального дескриптора, представленого з використанням специфікації SMILES. Показано вплив кількості та природи дескрипторів на модель. Ці моделі можуть бути використані для розробки нових ALOX5-таргетних препаратів. Значне підвищення стабільності моделі спостерігалося за введення оптимального дескриптора. Розрахунки молекулярного докінгу показали, що рецептор ALOX5 добре інгібується 112 лігандами. Найменша енергія зв’язування становила -10,8 ккал/моль. Сполуки з найкращими показниками були повторно доковані за допомогою докінг-серверу DockThor. Показано, що ліганди з ідентифікаторами 18, 20, 24, 30 і 44 мають високий потенціал як інгібітори ALOX5.