Category Archives: Uncategorized
р60 є новою ізоформою S6 кінази 1, яка має кіназну активність і відрізняється за способом регуляції від р70 та р85 ізоформ
І. В. Заєць, В. В. Голяр, А. С. Сівченко, В. В. Смялковська, В. В. Філоненко
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ;
e-mail: filonenko@imbg.org.ua
Отримано: 13 березня 2019; Затверджено: 17 травня 2019
PI3K/mTORC1 сигнальний шлях залучений до контролю багатьох клітинних функцій, що регулюють фосфорилування одного зі своїх медіаторів – кінази 1 рибосомного протеїну S6 (S6K1). За рахунок альтернативної трансляції загального S6K1 транскрипту може відбуватися продукція трьох ізоформ, зокрема p85-S6K1, p70-S6K1 та p60-S6K1. Каталітична активність S6K1 модулюється мітогенами та ростовими факторами шляхом фосфорилування за трьома критичними сайтами, такими як активаційна петля (Т-loop сайт), мотив повороту (ТМ сайт) та гідрофобний мотив (HM сайт). Обидва компоненти PI3K/mTORC1 шляху, PDK1 та mTORC1, напряму фосфорилюють відповідно Т-loop та HM сайти. Проте більшість досліджень, які спрямовано на вивчення регуляції S6K1, було направлено на p70- та p85-S6K1, у той час як вивченню активності і регуляції p60-S6K1 не було приділено уваги. Для того, щоб перевірити чи володіє p60-S6K1 кіназною активністю і регулюється подібно до p70/p85-S6K1, було використано попередньо створені нами клітини p85–/p70–/p60+HEK-293. Спочатку in vitro кіназний тест підтвердив здатність p60-S6K1 фосфорилувати рибосомний протеїн S6 (rpS6), відомий субстрат S6K1. Далі аналіз фосфорилування p60-S6K1 за різних умов росту клітин показав відсутність фосфорилування p60-S6K1 за PDK1- та mTORC1-регульованими сайтами, проте ця ізоформа була фосфорильована за ТМ сайтом. Нарешті, ми з’ясували, що активність p60-S6K1 є нечутливою до мітогенної стимуляції та обробки клітин потужними інгібіторами PI3K/mTORC1-залежного сигнального шляху рапаміцином за наявності PI3K/mTORC1-незалежного механізму регуляції p60-S6K1 в HEK-293. За результатами дослідження можна припустити, що ізоформа p60-S6K1 виявляє власну кіназну активність, яка регулюється незалежно від PI3K/mTORC1 сигнального шляху в клітинах HEK-293. Більш того, модуляція активності p60-S6K1 через PI3K/mTORC1 сигнальний шлях залежить, ймовірно, від типу клітини, оскільки ізоформа p60-S6K1 підлягає PDK1- та mTORC1-опосередкованому фосфорилуванню в клітинній лінії раку молочної залози MCF-7.
1,3-Оксазол-4-ілфосфонієві солі як новий клас непептидних інгібіторів фурину
Т. В. Осадчук1, В. К. Кібірєв1,2, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1,
Є. С. Велігіна1, Е. Р. Абдурахманова1, В. С. Броварець1
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В. П. Кухаря НАН України, Київ;
e-mail: brovarets@bpci.kiev.ua;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ
Отримано: 22 лютого 2019; Затверджено: 17 травня 2019
Синтезовано низку нових похідних 1,3-оксазол-4-ілфосфонієвих солей, які містять у С2- та С5-положеннях гетероциклу електронодонорні або електроноакцепторні групи. Сполуки охарактеризовано 1Н, 31Р ЯМР- та ІЧ-спектроскопією, даними елементного аналізу та хромато-масспектрометрії. Знайдено, що ці азоли є новим класом непептидних інгібіторів фурину. Залежно від хімічної будови вони інактивують ензим за механізмом конкурентного, неконкурентного або змішаного інгібування. Оцінка синтезованих похідних як інгібіторів фурину показала, що серед трифенілфосфонієвих солей оксазол 12, який містить у С2-положенні 2,4-дихлорфеніл-, а у С5 – MeS-групу, є найактивнішим (Kі = 1,57 мкМ) конкурентним інгібітором ензиму. Результати свідчать про те, що хімічна модифікація фосфонієвих похідних оксазолу може бути корисною для створення потужніших та селективних інгібіторів фурину.
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.