Category Archives: Uncategorized
Перспективні антипроліферативні агенти на основі 5-аміно-1-арил-1Н-1,2,3-триазолів
Н. Т. Походило1*, О. Я. Шийка1, Н. С. Фінюк2, Р. С. Стойка2
1Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
2Iнститут біології клітини НАН України, Львів;
*e-mail: pokhodylo@gmail.com; stoika@cellbiol.lviv.ua
Отримано: 09 січня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Розробка нових ефективних лікарських препаратів з послабленою побічною дією та визначеними хімічними властивостями потребує систематичного скринінгу нових сполук та визначення біоактивного скафолду для подальшої структурної оптимізації. Синтезовані нові похідні 4-гетарил-5-аміно-1-арил-1Н-1,2,3-триазолів та 3Н-[1,2,3]триазоло[4,5-b]піридинів протестовано на протиракову активність на 60 клітинних лініях NCI60 в межах 9 типів раку. Виявлено селективний вплив (5-аміно-1Н-1,2,3-триазол-4-іл)хіназолін-4(3Н)-онів: 2-(5-аміно-1-(4-хлорофеніл)-1Н-1,2,3-триазол-4-іл)хіназолін-4(3Н)-ону і 2-(5-аміно-1-феніл-1Н-1,2,3-триазол-4-іл)-6-бромхіназолін-4(3Н)-ону на клітини OVCAR-4 раку яєчника з GP = -4,08 та 6,63% відповідно. Виявлено, що 5,7-діаміно-3-(3-(трифторметил)феніл)-3Н-[1,2,3]триазоло[4,5-b]піридин-6-карбонітрил мав значну активність щодо клітин EKVX раку легенів (GP = 29,14%). Встановлено, що сполуки були менш токсичними, ніж доксорубіцин щодо непухлинних клітин HEK293 нирки ембріона людини. Такі результати є важливими для отримання більш селективних і активних протипухлинних засобів на основі 5-аміно-1-арил-1Н-1,2,3-триазолів та їх конденсованих поліциклічних похідних.
Кінетика взаємодії між поліреактивними імуноглобулінами та антигеном
C. A. Бобровник1*, О. В. Оглобля2, М. О. Демченко1, С. В. Комісаренко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2ННЦ «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
*e-mail: s-bobrov@ukr.net
Отримано: 28 січня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
За різних температур одержано низку кривих кінетики зв’язувания поліреактивних імуноглобулінів (ПРІГ) із іммобілізованим на імунологічних платах овальбуміном. Аналіз цих кривих дозволив зробити висновок про правильність запропонованої нами раніше моделі взаємодії ПРІГ із антигенами, яка включає активацію ПРІГ (тобто експозицію гідрофобних участків на поверхні ПРІГ), після чого відбувається або зв’язування ПРІГ з антигеном або втрата активності молекули ПРІГ. Розроблено метод оцінки констант швидкості цього процесу з використанням кінетичних кривих зв’язування ПРІГ з антигеном. Виявлено, що зв’язування активованих молекул ПРІГ з іммобілізованим антигеном не залежить від температури. У той самий час константа швидкості процесу активації ПРІГ залежить від температури набагато більше, ніж константа швидкості процесу інактивації. Одержані значення залежності констант швидкості від температури дозволяють дійти висновку, що при 37°С частина активованих молекул ПРІГ у 15 разів вища, ніж при 0°С.
ATP-залежний транспорт калію в мітохондріях мозку щурів є високочутливим до активаторів mK(ATP)-каналу за даними світлорозсіювання
О. В. Акопова*, Л. І. Колчинська, В. І. Носар,
А. Н. Смірнов, Л. В. Братусь
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
*e-mail: ov_akopova@ukr.net
Отримано: 17 січня 2020; Затверджено: 25 червень 2020
Методом світлорозсіювання вивчено вплив активаторів KATP-каналів (KCO), діазоксиду і пінацидилу, на ATP-залежний транспорт K+ в ізольованих мітохондріях мозку щурів за відсутності і в присутності MgATP. За відсутності MgATP виявлено високу чутливість ATP-залежного транспорту K+ до обох активаторів, із максимальним ефектом при ≤ 0,5 мкM. У K+-вмісному середовищі ATP-залежний транспорт K+ блокувався ATP у присутності Mg2+. Ні Mg2+, ані ATP не впливали на Vmax ATP-залежного транспорту K+ за дії KCO, однак, згідно з даними літератури у присутності MgATP крива активації зсувалась в область мікромолярних концентрацій. Блокування ATP-залежного транспорту K+ блокаторами KATP каналів, глібенкламідом і 5-гідроксидеканоатом за відсутності і в присутності MgATP показує чутливість ATP-залежного транспорту K+ до блокаторів mKATP-каналу. Чутливість ATP-залежного транспорту K+ до відомих модуляторів активності KATP каналів (діазоксиду, пінацидилу, глібенкламіду, 5-HD і MgATP) дозволяє віднести ATP-залежний транспорт K+ до активності mKATP-каналу і свідчить, що його активація діазоксидом і пінацидилом за відсутності MgATP відбувається в області суб-мікромолярних концентрацій активаторів. За результатами експериментів, ми припускаємо, що нативний mKATP-канал може містити високоафінні сайти зв’язуваня KCO, що екрануються MgATP. Результати нашого досліджения виявляють нові, раніше невідомі аспекти регуляції АТР-залежного транспорту K+ активаторами mKATP-каналу.
До 70-річчя академіка НАН України С. О. Костеріна
Сергій Олексійович Костерін – відомий біохімік та біофізик, академік НАН України, професор, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки. Наукові інтереси проф. С. О. Костеріна охоплюють широке коло актуальних проблем біохімії, біофізичної хімії, біофізики та молекулярної фізіології, зокрема, у галузі ензимології, біомембранології, внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу, електро- і фармакомеханічного спряження в міоцитах, а також кінетики та енергетики біохімічних процесів. Багато зусиль Сергій Олексійович прикладає для розробки нових методів кінетичного аналізу складних біохімічних та біофізичних явищ, таких як ензиматичний каталіз, мембранний транспорт речовин, ліганд–рецепторна взаємодія, внутрішньоклітинна кальцієва сигналізація, скорочення–розслаблення м’язів тощо. В галузі теоретичної біофізики разом із колегами розбудував математичну модель внутрішньо-клітинного кальцієвого гомеостазу в гладеньких м’язах; здійснив аналіз термодинамічних закономірностей, властивих для системи «ензим –субстрат – оборотний ефектор»; запропонував універсальний метод “ratio” для вивчення механізму дії оборотного інгібітора в системі «ензим/транспортний протеїн -субстрат/речовина, що транспортується – оборотний інгібітор»; розвинув термодинамічну теорію формування потенціалу Гіббса-Доннана в системі «мембранні везикули – середовище розведення». Своє славне 70-річчя Сергій Олексійович зустрічає у повному розквіті сил і з грандіозними задумами і планами.
Стоячи на плечах гігантів: Джеймс Уотсон, Френсіс Крік, Моріс Вілкінс, Розалінд Франклін і народження молекулярної біології
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: 14 квітня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
У ХХ столітті молекула ДНК стала тим особливим магнітом, який привертав увагу представників різних наук. Відомі дослідники змагалися між собою аби встановити структуру ДНК та пояснити механізми, які можуть визначати нашу спадковість, а відтак – і нашу «вроджену долю». Серед них були американський хімік і біохімік Лайнус Полінг, британський фізик і молекулярний біолог Моріс Вілкінс, британський хімік, біофізик і кристалограф Розалінд Франклін, американський генетик, молекулярний біолог і зоолог Джеймс Уотсон, британський фізик, молекулярний біолог і нейробіолог Френсіс Крік. Вони шукали наукове пояснення загадки життя, яка криється в ДНК. Точний опис подвійної спіральної структури ДНК належить Джеймсу Уотсону та Френсісу Кріку, хоча відсутні фрагменти цієї головоломки були ними «запозичені» у Розалінд Франклін, яка, на жаль, не отримала належного визнання за цю свою наукову роботу. На відміну від неї, Френсіс Крік, Джеймс Уотсон та Моріс Вілкінс були удостоєні Нобелівської премії з фізіології або медицини 1962 р. «за відкриття щодо молекулярної структури нуклеїнових кислот та їх значення для передачі інформації в живому матеріалі». Але якою б не була історія ДНК, вона свідчить про те, що всі великі наукові відкриття виникають не на порожньому місці: велика кількість людей сприяє розвиткові науки, і буквально кожен дослідник стоїть на плечах «гігантів»-попередників, а сама ідея «витає в повітрі». Що ж до розшифровки структури ДНК в 1953 р., можна стверджувати, що вона стала одним з поворотних моментів в історії біології. Це фундаментальне відкриття змінило та надало нашому життю багато нових аспектів. Воно поклало початок бурхливому розвитку генетики та молекулярної біології, який триває і в наші дні, а подвійна спіраль ДНК стала символом науки про життя.
Внесок лауреатів нобелівської премії в дослідження структури протеїнів: Дж. Самнер, Дж. Нортроп, У. Стенлі, Л. Полінг, Ф. Сенгер, М. Перуц, Дж. Кендрю
В. М. Данилова, Р. П. Виноградова, С. В. Комісаренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України
e-mail: valdan@biochem.kiev.ua
Отримано: 11 березня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
Друга половина ХХ століття ознаменувалася епохальними відкриттями в галузі хімії та біохімії протеїнів, зокрема у встановленні структури протеїнів. Нобелівські лауреати з хімії за 1946 р. Джеймс Самнер, Джон Нортроп і Венделл Стенлі першими виділили у чистому кристалічному стані окремі ензими і віруси і довели їхню протеїнову природу, зробивши тим самим неоціненний науковий внесок у розвиток таких важливих біологічних дисциплін, як біохімія, особливо ензимологія, вірусологія та молекулярна біологія. Величезний внесок у з’ясування хімічних зв’язків, завдяки яким утворюється вторинна структура та інші рівні організації протеїнів, зробив видатний хімік ХХ ст. кристалограф, американський вчений Лайнус Полінг. Він одержав Нобелівську премію з хімії в 1954 р. «за дослідження природи хімічного зв’язку і його використання для встановлення структури складних сполук». Біохіміки його добре знають як автора вторинної будови протеїнів – α-спіралі і β-структури. А Фредерік Сенгер – двічі лауреат Нобелівської премії (1958 і 1980 рр.) був першим серед дослідників, хто визначив первинну амінокислотну послідовність протеїну, зокрема двох поліпептидних ланцюгів А та В інсуліну. Ф. Сенгер довів, що впорядкованість структури протеїну має аналогію з послідовністю генів у ДНК, і тому вона має бути підпорядкована таким самим закономірностям. Складне питання, яким чином протеїнова молекула розміщується в просторі, змогли вирішити англійські біохіміки Макс Ф. Перуц (Перутц) і Джон К. Кендрю, які рентгеноструктурним методом встановили будову протеїнів – гемоглобіну і міоглобіну – в просторі і яким в 1962 р. було присуджено Нобелівську премію з хімії «за дослідження структури глобулярних протеїнів».
Таутомерна гіпотеза: бути чи не бути? Квантово-механічний вердикт
О. О. Броварець*, Д. М. Говорун
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ;
*e-mail: o.o.brovarets@imbg.org.ua
Отримано: 07 квітня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
Ця стаття є критичним коментарем роботи «Soler-Polo, D., Mendieta-Moreno, J.I., Trabada, D.G., Mendieta, J., Ortega, J. Proton Transfer in Guanine-Cytosine Base Pairs in B-DNA. J. Chem. Theory Comput. 2019, 15, 12, 6984-6991». У ньому викладено міркування щодо можливості таутомеризації Уотсон-Криківської пари основ G-C в ДНК відповідно до механізму Льовдіна, а відтак і до спричинення спонтанних точкових мутацій. На основі всебічного аналізу автори дійшли висновку, що запропонований механізм є неможливим.
Відповідь рослин роду Crassula на температурний стрес залежить від анатомічної структури і антиоксидантної системи
Н. В. Нужина*, М. М. Гайдаржи, А. В. Голубенко
ННЦ «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
*e-mail: nuzhynan@gmail.com
Отримано: 09 жовтня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
Одним із найважливіших факторів, які забезпечують виживання рослин, є стійкість до високої температури навколишнього середовища, що залежить від біохімічної системи захисту рослин, а також від їхніх структурних особливостей. Метою роботи було оцінити показники антиоксидантної системи та анатомо-морфологічні особливості чотирьох видів роду Crassula Linne в умовах різкої гіпертермії. Рослини Crassula brevifolia Harvey, Crassula lanuliginosa Harvey, Crassula muscosa Linne and Сrassula perfoliata var. minor (Haworth) G. D. Rowley тримали в повітряних термостатах при 40 °С та 50 °С протягом 3 год, температура контролю була 26 °С. Відповідь на стрес оцінювали за активністю супероксиддисмутази і пероксидази, активними продуктами ТБК та вмістом пігментів. Показано, що антиоксидантна реакція на короткочасну високу температуру відрізняється в різних видів роду Crassula і залежить від анатомічних особливостей рослин. Підвищену активність СОД та пероксидази спостерігали в рослин із ефективнішим захистом на анатомічному рівні. У менш жаростійких рослин внаслідок гіпертермії були залучені додаткові захисні механізми, такі як підвищення вмісту каротиноїдів і флавоноїдів.
Жирнокислотний склад сульфатвідновлювальних бактерій, виділених із техногенних екотопів
Д. Р. Абдуліна, Г. О. Іутинська, Л. M. Пуріш
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, Київ;
e-mail: adara@ukr.net
Отримано: 14 червня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
Зростання техногенного навантаження на навколишнє середовище призводить до порушення природних екотопів і є стресовим чинником для широко поширених сульфатвідновлювальних бактерій (СВБ). Зміна жирнокислотного складу СВБ вважається не тільки одним із механізмів адаптації та захисту від негативного впливу, а й однією з хемотаксономічних ознак, які можуть бути використані як індикатор типу бактерій і присутності їх у природних екотопах. Метою роботи було визначення жирнокислотного складу сульфатвідновлювальних штамів бактерій, виділених із різних техногенних екотопів. Спектр 17 жирних кислот визначали методом мас-спектрометрії на газовому хроматографі. Показано, що в ліпідах СВБ переважали насичені C14:0, C15:0, C16:0 та C18:0 і були наявні ненасичені C16:1 та C18:1 жирні кислоти. Кореляційний аналіз виявив, що СВБ, виділені з тих самих техногенних локацій мають подібні профілі жирних кислот, незважаючи на приналежність до різних типів. Так, коефіцієнт кореляції жирнокислотного складу СВБ штамів Desulfovibrio sp. K1 і K2, виділених із ґрунтів, прилеглих до газопроводу, становив r = 0,94, а для Desulfovibrio sp. TC2, Desulfotomaculum sp. TC3 і Desulfomicrobium sp. TC4, виділених із тепломереж, r = 0,97–0,99. Одержані результати щодо підвищення рівня насичення жирних кислот і зниження плинності мембрани СВБ можуть бути використані для оцінки ступеня адаптації СВБ до впливу техногенного навантаження як стресового чинника.
Вплив сульфаніламідів на активність тилакоїдної АТРази, ізольованої із хлоропластів шпинату
О. К. Золотарьова, А. П. Хомочкін, О. Б. Онойко
Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: membrana@ukr.net
Отримано: 13 вересня 2020; Затверджено: 15 травня 2020
Вивчалася дія двох водорозчинних сульфаніламідів ароматичного 4-амінобензолсульфоніламіду (СА) і аліфатичного трифторметилсульфоніламіду (ТФМСА) на латентну і стимульовану АТРазну активність каталітичної частини тилакоїдної АТР-синтази, ізольованої з хлоропластів шпинату. У роботі застосовували три методи стимуляції АТPазної активності: нетривалий прогрів ензиму при 62 °С; інкубація з 20%-им метанолом; додаванням до реакційного середовища 25 мМ сульфіту натрію. ТФМСА ефективно пригнічував АТРазну активність ензиму за всіх типів активації. У разі теплової обробки I50 (ТФМСА) становила ~ 5 мкМ, а за активації сульфітом або метанолом ~ 1 мкМ. СА зовсім не впливав на АТРазну активність за наявності у середовищі сульфіту, а у випадку активації ензиму нагріванням або метанолом інгібував її значно слабше, ніж ТФМСА: величина I50 (СА) ~ 50 мкМ. Додавання досліджуваних інгібіторів до реакційного середовища з латентним ензимом не спричиняло ніякого ефекту в разі застосування СА і призводило до активації АТРазної реакції приблизно у 6 разів за додавання ТФМСА. Одержані результати показують, що обидва сульфаніламіди, відомі як інгібітори карбоангідраз, здатні також модифікувати АТРазу хлоропластів.