Category Archives: Uncategorized
Новий погляд на РНК: відкриття Сідні Олтмена і Томаса Чека 1989 року
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: 23 червня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Нобелівським лауреатам із хімії 1989 р. Сідні Олтмену та Томасу Чеку належить одне з найважливіших відкриттів у молекулярній генетиці. Незалежно один від одного вони продемонстрували нові експериментальні докази того, що молекули РНК можуть не просто передавати генетичну інформацію від ДНК, але й за певних умов проявляти ензиматичні (каталітичні) властивості. Виявилося, що функції, виконання яких раніше відводили виключно протеїновим ензимам, можуть виконувати також і РНК, названі рибозимами. Згодом рибозими стали новим інструментом в генній інженерії, біохімії, біотехнології та медицині.
Дослідження структури, механізму та регуляції активності ензимів у роботах нобелівських лауреатів. К. Анфінсен, С. Мур, В. Стайн, С. Прузинер, Є. Скоу, Д. Бойєр, Д. Вокер
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: 17 травня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Від часу встановлення протеїнової природи ензимів у 40-і роки ХХ ст., про що йшлося в нашій попередній статті, молекулярна структура і конкретний механізм їх дії залишались невідомими. Ці завдання постали перед дослідниками наступних поколінь, які досягли значних успіхів в їх вирішенні. Так, у 1960 р. американські біохіміки С. Мур і В. Стайн встановили повну послідовність амінокислот в ензимі рибонуклеазі. Це був один із перших протеїнів і перший ензим, в якому було встановлено первинну структуру. За це відкриття в 1972 р. їм було присуджено половину Нобелівської премії з хімії; другу половину за вирішення цієї ж проблеми отримав Крістіан Анфінсен. Роботи нобелівських лауреатів з хімії за 1997 р. – Єнса Крістіана Скоу (відкриття ензиму Na+,K+-активованої АТР-ази) та Пола Бойєра і Джона Вокера (відкриття механізму дії Н+-АТР-синтази – найважливішого ензиму біоенергетики) були величезним кроком вперед у розшифруванні механізму дії ензимів – найважливіших компонентів метаболізму в живих організмах. Друга половина ХХ ст. відзначена ще одним видатним відкриттям у галузі біології та медицини – виявленням і дослідженням протеїнів – пріонів, які спричинюють спонгіоформні нейродегенеративні енцефалопатії в людей та тварин, за яке американський біохімік Стенлі В. Прузинер у 1997 р. отримав Нобелівську премію з фізіології і медицини. Це відкриття має велике теоретичне значення для біохімічної науки. Розробка нових методів дослідження і особливо їх апаратурне оформлення стали основою для розвитку цих робіт із хімії протеїнів, що привело до значних наукових досягнень в цій галузі біохімії та молекулярної біології – «золотої ери» біохімії протеїнів.
Регуляція оксидативного стресу у дріжджів Ogataea polymorpha – продуцента α-синуклеїну людини
Н. В. Грушаник1, О. В. Стасик2, О. Г. Стасик1*
1Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
2Інститут клітинної біології НАН України, Львів;
*e-mail: olenastasyk@gmail.com
Отримано: 2 березня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
У роботі досліджено вплив рівня позаклітинної глюкози на ензиматичну та неензиматичну ланки системи антиоксидантного захисту, а також маркери оксидативного стресу в клітинах метилотрофних дріжджів Ogataea polymorpha, які продукують рекомбінантний протеїн α-синуклеїн людини, задіяний у патогенезі нейродегенеративної хвороби Паркінсона. Встановлено, що дефіцит глюкози зумовлював підвищення активності ензимів антиоксидантного захисту супероксиддисмутази та каталази, вмісту відновленого й окисленого глутатіону в клітинах, культивованих на середовищі з 0,1% глюкози, у порівнянні з фізіологічними умовами (середовище з 1% глюкози). Окрім цього, низька концентрація глюкози в середовищі спричиняла підвищення вмісту карбонільних груп протеїнів і продуктів пероксидного окислення ліпідів. Слід зазначити, що зміщення рівноваги у бік прооксидантних змін було схожим в обох досліджуваних штамів: продуцента людського α-синуклеїну та вихідного батьківського штаму. Таким чином, лімітування глюкози в культуральному середовищі призводило до надпродукції активних форм кисню в клітинах метилотрофних дріжджів незалежно від синтезу рекомбінантного α-синуклеїну людини.
Зміни в експресії генів лактатних транспортерів (MCT1 ТА CD147) у серцевому м’язі діабетичних щурів: вплив дихлорацетату та тренувань на витривалість
H. Rezaeinasab1*, A. Habibi1, M. Nikbakht1, M. Rashno2,3, S. Shakerian1
1Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran;
2Department of Immunology, Faculty of Medicine, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran;
3Department of Cellular and Molecular Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran;
*e-mail: hamed.rezaei2020@gmail.com
Отримано: 23 березня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Накопичення лактату може активувати мітохондріальний біогенез в серцевому м’язі. Метою цього дослідження було вивчити вплив інгібування піруватдегідрогенази кінази-4 (PDK4) і фізичних навантажень (тренування на витривалість) на експресію генів транспортерів лактату (MCT1 і CD147) в серцевому м’язі щурів зі стрептозотоциніндукованим діабетом. Експеримент проводили на 64 щурах-самцях лінії Wistar, які після індукування діабету було випадковим чином розділено на вісім груп. Тренування на витривалість виконували на біговій доріжці протягом 6 тижнів. Активність PDK4 в міокарді інгібували введенням дихлороцтової кислоти (DCA), 50 мг/кг маси тіла. Експресію генів вимірювали за допомогою ПЛР у реальному часі. Статистичну обробку даних здійснювали за допомогою двофакторного тесту ANOVA. Результати дослідження показали, що після тренувань на витривалість експресія генів MCT1, PDK4 та CD147 вірогідно зростала (P < 0,05), а за інгібування PDK4 у серцевому м’язі експресія генів MCT1 та CD147 статистично зменшувалась (Р < 0,05) у групах: фізичне навантаження + діабет + DCA та діабет + DCA. Дійшли висновку, що накопичення лактату за фізичного навантаження у хворих на цукровий діабет зменшується завдяки мітохондріальній адаптації за ін’єкції DCA, що зумовлює зниження окислювального стресу і збільшує ефективність роботи серця.
Вплив сукралози на вміст гормонів щитоподібної залози
О. Олійник1,2*, А. Сліфірчик1, Ю. Олійник3, Б. Перевізник3
1Вища державна школа імені Папи Яна Павла ІІ в Бялій Підлясці, Польща;
2Київський національний медичний університет імені О. О. Богомольця, Україна;
3Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського, Україна;
*e-mail: Alexanderoliynyk8@gmail.com
Отримано: 22 лютого 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Замінники цукру є одними з найчастіше вживаних харчових добавок. Останнім часом з’являється все більше наукових досліджень щодо їх несприятливого впливу на різні функції організму. Метою цього дослідження було вивчення впливу сукралози, замінника цукру, на функціональний стан щитоподібної залози. У дослідженні взяли участь 30 жінок віком 19-28 років, які вважали себе здоровими. Визначали вміст у крові вільного та загального трийодтироніну, вільного та загального тироксину, а також тиреотропного гормону. Після цього жінки приймали сукралозу протягом місяця щодня у дозі 15 мг/кг, потім вміст гормонів знову перевірявся. Виявлено вірогідне зниження вмісту в сироватці крові вільного та загального трийодтироніну та загального тироксину у 2,0, 1,58 та 1,46 раза відповідно, а також вірогідне збільшення вмісту тиреотропного гормону (Р < 0,001). Одержані дані про зниження під впливом сукралози рівня гормонів щитоподібної залози підтверджують висновки інших дослідників про те, що сукралоза є біологічно активною сполукою, про що слід пам’ятати, оцінюючи її вплив на стан пацієнтів з ендокринною патологією.
Вміст сахарози у дієті як визначальний фактор метаболізму та тривалості життя Drosophila
О. Стрільбицька, Т. Струтинська, У. Семанюк, Н. Бурдилюк, О. Лущак*
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
*e-mail: oleh.lushchak@pnu.edu.ua
Отримано: 28 лютого 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Харчування впливає на різні аспекти життєдіяльності. Ми використали плодову мушку Drosophila melanogaster як модельний об’єкт для встановлення впливу вмісту сахарози в їжі на перебіг метаболічних процесів та тривалість життя. Мух утримували на дієтах із концентрацією сахарози в межах від 1 до 20% та сталим вмістом дріжджів. Виявлено, що низький вміст сахарози у харчовому раціоні самок продовжує їх тривалість життя. Також продемонстровано, що зниження споживання сахарози призводить до підвищення активності малатдегідрогенази, аспартат амінотрансферази в самців, а також лактат дегідрогенази в самок. Навіть більше, вуглеводний склад харчового раціону впливає на вміст сечовини, що свідчить про те, що вуглеводи дієти впливають на загальний обмін речовин. Наші результати продемонстрували значний вплив сахарози в їжі на активність основних ензимів метаболічних шляхів та виявили оптимальні харчові умови для досягнення довголіття.
Вплив етилтіосульфанілату та хрому (VI) на стан про/антиоксидантної системи в печінці щурів
Б. І. Котик1, Р. Я. Іскра1, О. М. Слівінська1, Н. М. Любас1,
А. З. Пилипець1, В. І. Лубенець2, В. І. Приймич3
1Iнститут біології тварин НААН України, Львів;
2Національний університет «Львівська політехніка», Україна;
3Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького, Україна;
e-mail: kicyniabo@gmail.com
Отримано: 4 квітня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Етилтіосульфанілат є алкільним етером тіосульфанілової кислоти та належить до класу сполук тіосульфонатів. У структурному плані тіосульфонати є синтетичними аналогами молекул природних фітонцидів. Відомо, що природні сульфурвмісні органічні сполуки характеризуються антиоксидантними та детоксикуючими властивостями по відношенню до токсичної дії важких металів. Метою досліджень було з’ясувати вплив етилтіосульфанілату як синтетичного аналога природних фітонцидів на стан про/антиоксидантної системи в печінці лабораторних щурів, що зазнавали впливу Cr(VI). Встановлено, що за дії етилтіосульфанілату в дозі 100 мг/кг маси тіла щурів протягом 14 діб спостерігалось зниження інтенсивності зростання вмісту гідропероксидів ліпідів (ГПЛ) у печінці, спричинене дією Cr(VI). Також попередній вплив етилтіосульфанілату запобігав вичерпанню запасів відновленого глутатіону (GSH) в умовах оксидативного стресу, спричиненого дією біхромату калію і сприяв накопиченню клітинного GSH у печінці щурів.
Оксидативний статус у пацієнтів із хронічною хворобою нирок
В. С. Васильченко1,2*, Л. В. Король1, О. Б. Кучменко2, Н. М. Степанова1
1ДУ «Інститут нефрології Національної академії медичних наук України», Київ;
2Національний університет «Києво-Могилянська академія», Україна;
*e-mail: vasylchenkovita@gmail.com
Отримано: 26 березня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Надлишок вільних радикалів супроводжує розвиток ниркових патологій та зумовлює численні супутні ускладнення і синдроми. Найпоширенішими з них є кардіометаболічні синдроми в пацієнтів із хронічною хворобою нирок. Тому метою дослідження було встановлення активності параоксонази-1 та мієлопероксидази, які пов’язані з ліпопротеїнами високої густини, та показників оксидативного стресу в крові пацієнтів із хронічною хворобою нирок І-V стадій. У всіх пацієнтів із хронічною хворобою нирок визначали активність ензимів, концентрацію тіобарбітуратактивних продуктів, вміст трансферину, церулоплазміну, тіолових сполук. Встановлено, що окислювальний статус змінювався: спостерігалося підвищення активності мієлопероксидази, окислених протеїнів та концентрації тіобарбітуратпозитивних компонентів. У той самий час показано зниження в крові активності параоксонази-1, вмісту трансферину, церулоплазміну та тіолових сполук. Співвідношення мієлопероксидази/параоксонази-1 прогресивно збільшувалося до 9 разів, що свідчить про наявність серцево-судинних ускладнень у таких пацієнтів. Одержані дані розширюють спектр показників для моніторингу кардіометаболічних порущень у разі прогресування хронічної хвороби нирок.
Реорганізація петельних доменів ДНК у бласт-трансформованих лімфоцитах людини і лімфоїдних лейкемічних Т-клітинах лінії Jurkat
К. Афанасьєва1, В. Олефіренко1, А. Мартиняк1, Л. Лукаш2, А. Сиволоб1*
1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
2Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ;
*e-mail: sivolob@univ.kiev.ua
Отримано: 06 квітня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Петельні домени хроматину – важливі елементи як структури хроматину на вищих рівнях його організації, так і системи регуляції транскрипції. У наших попередніх роботах показано, що деякі важливі риси петельної організації можуть бути досліджені за допомогою кінетичного підходу в електрофорезі ізольованих клітин (кометному електрофорезі). Цю техніку застосовано для оцінки петельної організації ДНК лімфоїдних клітин: лімфоцитів людини; лімфобластів, культивованих протягом 24 і 44 год; злоякісних Т-клітин лінії Jurkat. Встановлено два параметри, що варіюють залежно від функціонального стану клітин. По-перше, частка ДНК у петлях великого розміру більше ~200 тис. пар основ істотно збільшувалась у (дедиференційованих) клітинах, за проліферації порівняно з термінально диференційованими лімфоцитами. По-друге, лінійна щільність петель, розміри яких не перевищують 200 тис. пар основ, знижувалась у транскрипційно активних клітинах та підвищувалась за їх інактивації.