Category Archives: Uncategorized
Науковий поступ відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України на шляху до молекулярної вітамінології
М. М. Великий, І. О. Шиманський, Т. М. Кучмеровська*, Ю. М. Пархоменко
Інститут біохіфмії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ біохімії вітамінів і коензимів, Київ;
*e-mail: tkuchmerovska@gmail.com
Отримано: 05 травня 2025; Виправлено: 08 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Сучасний прогрес молекулярної вітамінології ознаменований переходом на новий рівень більш глибокого розуміння молекулярних механізмів дії вітамінів та їх біологічно активних похідних як високоефективних сполук, що забезпечують контрольовану взаємодію регуляторних систем клітини та метаболічних процесів. Молекулярні механізми плейотропних ефектів гормонально активної форми вітаміну D3, кальцитріолу (1α,25(OH)2D3) реалізуються у тканинах-мішенях через рецептори вітаміну D3 (VDR), які присутні практично у всіх клітинах. Нами досліджно такі VDR-опосередковані ефекти, як модуляція активності факторів транскрипції NF-κB, NFAT, HIF-1, PPAR , залучення регуляторних шляхів за участі HIF-1α/VEGF та RANK/NF-κB, а також сигналювання через глюкокортикоїдні та мінералокортикоїдні рецептори, що відіграють ключову роль в реалізації протиоксидантного, протизапального та протиапоптичного захисту вітаміну D3 у нормі та за патології (остеопороз, нейодегенеративні порушення, асоційовані з глюкокортикоїд-індукованою нейротоксичністю та цукровим діабетом 2 типу). Досліджено механізми нейротропної дії вітаміну B3 (нітотинаміду) та похідного нікотинової та аміномасляної кислоти – нікотиноїл-ГАМК (N-GABA). Продемонстровано, що нікотинамід (NAm) гальмує розвиток діабетичної нейропатії шляхом зниження активності та рівня ензиму PARP-1, пригнічення його фрагментації та уникнення пошкоджень DNA у головному мозку, нормалізації рівня протеїнів SIRT1 і SIRT2 в ядрах нервових клітин. Одним із ефективних методичних підходів у наших дослідженнях стало вивчення тіамін-зв’язувальних протеїнів головного мозку та впливу дефіциту тіаміну на стан і експресію нейроспецифічних протеїнів. Сформульовано робочу гіпотезу щодо молекулярних механізмів участі вітаміну В1 у функціонуванні холінергічної ланки нервової системи, яка передбачає існування в нервових клітинах, крім пулу тіаміндифосфату (ThDP), що зв’язується з ThDP-залежними ензимами, також пулу похідних тіаміну, що швидко обмінюються та спряжені з метаболізмом ацетилхоліну. Наукові здобутки співробітників відділу розкривають терапевтичний потенціал вітамінів D3, В3, В1 та їх біологічно активних похідних у запобіганні розвитку нейродегенеративних ускладнень за різних патологічних станів та обґрунтовують наукові підходи створення нових вітамінних препаратів.
Відділ таємничої структури і численних функцій білка
В. О. Чернишенко*, В. І. Грищук
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділу структури та функції білка, Київ;
*e-mail: bio.cherv@gmail.com
Отримано: 02 липня 2025; Виправлено: 30 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Розвідку присвячено історії відділу структури та функції білка Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України. Окреслено основні наукові задачі та висвітлено здобутки. Зокрема описано роботи відділу щодо керування кровопостачанням пацієнта (РВМ), фундаментальних досліджень структури та функції фібриногену, створення прототипів антитромботичних засобів нового покоління, розробки діагностичних тестів та їхній апробації в медичній практиці. Окремо зосереджено увагу на винаходах та дослідженнях, спрямованих на вирішення нагальних соціальних проблем. Описано пошук шляхів запобігання наслідкам посттравматичного синдрому та коронавірусної хвороби. Зроблено акцент на важливості збереження безперервності наукових досліджень гемостазу, що забезпечує отримання унікальних наукових результатів та їх впровадження у практику.
Відділ біохімії м’язів: каліксарени як модулятори енергозалежних Са(2+)-транспортних насосів у гладеньких м’язах
С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ біохімії м’язів, Київ;
e-mail: kinet@biochem.kiev.ua
Отримано: 12 травня 2025; Виправлено: 18 червня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
У науково-історичному огляді, присвяченому новітнім здобуткам відділу біохімії м’язів Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, узагальнено результати міждисциплінарних досліджень внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу у гладеньких м’язах (на прикладі міометрія), виконаних на стику біохімії, фізичної та органічної хімії, біофізики, а також математичного й комп’ютерного моделювання. Підкреслено, що розглянуті в роботі вибрані калікс[4]арени проявляють селективну дію як інгібітори Mg2+,АТР-залежних кальцієвої та натрієвої помп (електроензими Са2+,Mg2+-АТPаза; Na+,K+-АТPаза) плазматичної мембрани гладеньком’язових клітин, що надає можливість для забезпечення керованої модуляції внутрішньоклітинного Ca2+-гомеостазу та скоротливої активності міометрія. Одержані дані також вказують на те, що вибрані калікс[4]арени можна розглядати як сполуки, що є доцільними для ефективного дослідження функціонування мітохондрій у гладеньком’язових клітинах, зокрема механізмів трансмембранного обміну Ca2+, закономірностей формування мембранного потенціалу та внеску цих субклітинних структур у контроль механокінетики циклу «скорочення–розслаблення». Показано, що деякі калікс[4]арени діють як ефектори АТРазної активності скоротливих протеїнів; вони протектують цю активність від інгібувального впливу іонів важких металів. Сукупність результатів, що були одержані, окреслює біохімічні підходи до тонкої регуляції кальцієвих потоків і скоротливості гладенького м’яза та підкреслює потенціал калікс[4]аренів як селективних «молекулярних платформ», корисних для дослідження фундаментальних і прикладних (у галузі біомедицини) проблем сучасної фізико-хімічної біології м’язів.
Біохімія – мова життя: сто років досліджень і відкриттів (передмова)
С. В. Комісаренко
Директор Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: svk@biochem.kiev.ua
Неоспівана героїня науки: Барбара МакКлінток, яка в 1983 році отримала Нобелівську премію з фізіології та медицини за відкриття мобільних генетичних елементів
О. П. Матишевська*, М. В. Григор’єва, С. В. Комісаренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: matysh@yahoo.com
Отримано: 17 липня 2025; Виправлено: 25 серпня 2025;
Затверджено: 12 вересня 2025; Доступно онлайн: 18 вересня 2025
У 1983 році американська ботанік і цитогенетик Барбара МакКлінток, одна з найбільш самобутніх постатей сучасної науки, стала першою жінкою-науковицею, яка отримала Нобелівську премію з фізіології та медицини одноосібно. Її дослідження, виконані ще у 1930‑х роках, задовго до розшифрування структури ДНК, включали створення першої генетичної карти десяти хромосом, що складають гаплоїдний набір мікроспор кукурудзи, а також цитологічне визначення розташування генів в окремих хромосомах. Два явища, з якими назавжди пов’язане ім’я Барбари МакКлінток – це кросинговер і транспозони. Її відкриття про те, що хромосоми можуть обмінюватися ділянками під час обміну генами, підтвердило теорію спадковості Моргана. Досліди 1940–1950‑х років із фенотипами гібридних зерен кукурудзи привели її до концепції, що генетичні елементи, які вона назвала «Дисоціація» і «Активатор» можуть переміщувати та регулювати роботу генів, інгібуючи або модулюючи їхню дію. Її революційні відкриття випереджали свій час, суперечили усталеній концепції стабільного геному та зустріли скептицизм і протидію. Лише значно пізніше наукова спільнота прийняла її ідеї щодо мобільних генетичних елементів, і це було визнанням, яке вона цінувала, але ніколи не прагнула здобути. МакКлінток вважала геном високочутливим органом, який реагує на несподівані події, часто шляхом реструктуризації геному, що вчені досі намагаються зрозуміти. У цьому огляді проаналізовано науковий шлях і здобутки Барбари МакКлінток.
Людські ADA2-специфічні антитіла IgY із яєць курей, толерантних до IgG людини
E. Yu. Sarkisyan1, H. A. Haroutyunyan2, Ye. G. Sargisova1*
1H. Buniatian Institute of Biochemistry of National Academy of Sciences of Armenia, Yerevan;
2Laboratory of Biochemical and Biophysical Investigations, Scientific-Research Centre,
Yerevan State Medical University after Mkhitar Heratsi, Armenia;
*e-mail: lizasar2001@yahoo.com
Отримано: 22 квітня 2025; Виправлено: 09 липня 2025;
Затверджено: 12 вересня 2025; Доступно онлайн: 17 вересня 2025
Очищення аденозиндезамінази 2 з плазми крові людини (ADA2) становить складне завдання через її низьку фізіологічну концентрацію та одночасне ко-очищення імуноглобуліну G людини (IgG), який має подібні фізико-хімічні властивості. У нашому дослідженні представлено новий підхід, що ґрунтується на індукції імунної толерантності курей до IgG людини з метою селективного отримання антитіл проти нативної та активної ADA2 людини. Попереднє формування у курей толерантності до людського IgG дозволило подальшу імунізацію препаратом, який містив як ADA2, так і IgG. Така стратегія сприяла специфічній імунній відповіді з продукцією антитіл виключно проти ADA2. Отримані антитіла до ADA2 (IgY), виділені з яєчного жовтка, надалі піддавалися афінному очищенню. Запропонований метод імуноочищення забезпечив отримання електрофоретично гомогенного препарату людської ADA2. Таким чином, дослідження демонструє доцільність індукції імунної толерантності до людського IgG у курей.
Вплив ліпополісахаридів Escherichia coli на активність протеаз ряду штамів Bacillus
Л. Д. Варбанець1, О. С. Броварська1, О. В. Гудзенко1*,
К. Г. Гаркава2, А. Р. Макаренко2
1Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ
2Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сикорського», Київ;
*e-mail: alena.gudzenko81@gmail.com
Отримано: 07 липня 2025; Виправлено: 23 серпня 2025;
Затверджено: 12 вересня 2025; Доступно онлайн: 17 вересня 2025
Раніше нами було показано, що ліпополісахариди (ЛПС) ряду штамів фітопатогенного виду Pantoea agglomerans здатні в 2-4 рази підвищувати активність пептидаз Bacillus з фібринолітичною, еластазною та колагеназною активностями. Метою даної роботи було дослідити вплив внутрішньоклітинного ЛПС1 та позаклітинного ЛПС2 Escherichia coli на активність очищених протеаз бацил з еластазною та фібриногенолітичною активністю. Показано, що як ЛПС2, так і ЛПС1 E. coli 23 можуть підвищувати еластазну активність Bacillus sp. IMV B-7883 на 600 та 416% відповідно. Обидва ЛПС здатні підвищувати фібриногенолітичну активність всіх досліджених штамах Bacillus, але найбільша її стимуляція (200%) спостерігалася під дією ЛПС2 Bacillus sp. L9.
In vivo, in vitro та молекулярний докінг дослідження інгібування панкреатичної ліпази щурів ізопропілсаліцилатом
Noor M. Mahdi1, Sarah A. Younus2, Abdallah F. Al-Burgus1, Omar Y. Al-Abbasy3*
1General Directorate of Education in Nineveh, Mosul, Iraq;
2Department of Chemistry and Biochemistry, College of Medicine,
University of Nineveh, Mosul, raq;
3Department of Chemistry, College of Education for Pure Science,
University of Mosul, Mosul, Iraq;
*e-mail: chem.omar1978@uomosul.edu.iq
Отримано: 30 квітня 2025; Виправлено: 11 липня 2025;
Затверджено: 12 вересня 2025; Доступно онлайн: 17 вересня 2025
Панкреатична ліпаза (ПЛ) є важливою мішенню для лікування і знаходиться в центрі уваги досліджень з розробки препаратів проти ожиріння. Орлістат – єдиний рецептурний препарат, який регулярно використовується і схвалений для тривалого застосування. Пошук нових сполук для лікування ожиріння на основі інгібування ПЛ може бути досягнуто, зокрема, за допомогою структурного докінг-скринінгу. Метою даного дослідження було вивчення антигіперліпідемічної активності ізопропілсаліцилату (ІПС) і його інгібуючої дії на панкреатичну ліпазу щурів у порівнянні з орлістатом. Щурів лінії Вістар було розподілено на чотири групи по 8 тварин у кожній: контрольна група; група, яка отримувала дієту з високим вмістом жирів (ЖД) протягом 12 тижнів для формування гіперліпідемії; група, яка отримувала ЖД і орлістат (10 мг/кг маси тіла на день); група, яка отримувала ЖД і ІПС (10,81 мг/кг маси тіла на день). Було показано, що приріст маси тіла і активність ліпази в плазмі крові щурів, які отримували ЖД і орлістат або ізопропілсаліцилат, значно знижувалися в порівнянні з щурами, які не отримували лікування. Панкреатична ліпаза була частково очищена з плазми крові щурів з ожирінням, і кінетичне дослідження ефекту ІПС виявило конкурентний характер інгібування зі значенням Ki 30,53 мМ. Було проведено in silico дослідження взаємодії між ІПС і протеїном 2 панкреатичної ліпази щурів (PDB ID: 1BU8). Значення енергії зв’язування ΔG для комплексу ІПС-протеїн в активному центрі ензиму становило -5,4 ккал/моль, в той час як для комплексу орлістат-протеїн ΔG становило -4,4 ккал/моль, що вказує на більш сильну взаємодію ензиму з ізопропілсаліцилатом, ніж з орлістатом.