Российская академия наук

Вид материала

Тезисы

Содержание Эндогенный токоферол: взаимосвязь с антиоксидантыми свойствами и составом липидов тканей мышей Сравнительное содержание антиоксидантов в Гомодесмический метод определения термохимических характеристик органических соединений: просто, быстро и точно Индуцированная окислительным стрессом E-mail: tsivileva@ibppm.sgu.ru Антиоксидантная и антигипоксическая активность некоторых производных гидроксибензотиазола Исследование взаимодействия гуминовых кислот с активными формами кислорода Интенсификация каротиногенеза пигментных дрожжей воздействием агентами окислительного стресса Rh. rubra, Rh. rubra

Подобный материал:

• Основание Петербургской академии наук, 49.85kb.
• Спонсоры конференции: Фармацевтическая фирма «Санофи-Авентис», 74.5kb.
• Ш. Н. Хазиев (Институт государства и права ран) Российская академия наук и судебная, 297.05kb.
• Научный журнал «Вопросы филологии» Оргкомитет: Сопредседатели, 53.54kb.
• Научный журнал "Вопросы филологии" Оргкомитет: Сопредседатели, 47.73kb.
• Котов Сергей Викторович доктор медицинских наук, профессор Савин Алексей Алексеевич, 547.92kb.
• Н. д кондратьева Международный фонд Н. д кондратьева и Российская академия естественных, 13.13kb.
• Российская академия наук отделение общественных наук ран, 74.85kb.
• Высочество Князь Монако Альберт II и другие. Сдоклад, 38.69kb.
• Ипээ ран www sevin ru, 22.27kb.

ЭНДОГЕННЫЙ ТОКОФЕРОЛ: ВЗАИМОСВЯЗЬ С АНТИОКСИДАНТЫМИ СВОЙСТВАМИ И СОСТАВОМ ЛИПИДОВ ТКАНЕЙ МЫШЕЙ


Хрустова Н.В., Кушнирева Е.В., Шишкина Л.Н.


Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва, ул. Косыгина,4, khroustova_natalya@yahoo.com


-Токоферол (ТФ), являясь одним из основных природных антиоксидантов (АО), принимает активное участие в регуляции окислительных процессов, роль которых в метаболизме клеток экспериментально доказана. Поэтому поиск взаимосвязей между содержанием ТФ в липидах тканей мышей, характеризующихся разным АО статусом, и такими показателями фосфолипидов (ФЛ), как их состав, представляется исключительно важным, поскольку в модельных системах показано влияние ФЛ на ингибирующую эффективность природных и синтетических АО.

Цель данной работы – анализ взаимосвязей между уровнем антиокислительной активности (АОА) липидов, количественным составом ФЛ в печени, селезенке, головном мозге и эритроцитах крови мышей SHK и содержанием в их липидах ТФ в норме и после воздействия ионизирующей радиации в разным диапазонах доз и мощности дозы.

Обнаружено, что и величина АОА, и содержание ТФ в липидах печени мышей SHK (самки) в экспериментах, проведенных в октябре – ноябре, являются более высокими в группе молодых мышей по сравнению с аналогичными показателями в группе более зрелых особей. При этом вариабельность содержания ТФ у особей разного возраста достоверно не изменяется, в то время как вариабельность АОА липидов печени молодых мышей в 2,3 раза выше аналогичного показателя в группе возрастного контроля. Обнаружены прямые корреляционные связи между долей сфингомиелина, относительным суммарным содержанием кардиолипин + фосфатидная кислота, соотношением основных фракций ФЛ (фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин, ФХ/ФЭ), а также отношением лизоформы ФЛ/ФХ и содержанием ТФ в липидах печени более зрелых мышей при отсутствии аналогичных закономерностей в группе молодых половозрелых особей. Через 1 месяц после острого рентгеновского облучения мышей SHK (самки) в дозе 5 Гр наблюдается соответствие между содержанием ТФ в липидах печени и % выживаемости мышей в группе. Липиды эритроцитов крови и селезенки мышей в отличие от печени обладают прооксидантной активностью. При этом содержание ТФ достоверно не различается в липидах эритроцитов у возрастного контроля и выживших после облучения особей, а в липидах селезенки облученных мышей в 2,4 раза превышает контрольное значение.

В группе возрастного контроля мышей SHK (самцы) содержание ТФ в липидах эритроцитов крови и селезенки практически одинаково и в 4,4 раза превышает данный показатель в липидах печени. Через 1 месяц после -облучения мышей SHK (самцы) в дозе 15 сГр с мощностью дозы 0,01; 0,25 и 9 сГр/мин выявлено отсутствие линейной зависимости изменения как содержания ТФ, так и АОА и состава липидов печени, селезенки и эритроцитов крови при увеличении мощности дозы излучения. В то время как максимальный рост содержания ТФ в липидах селезенки обнаружен при мощности дозы 0,25 сГр/мин, а в липидах эритроцитов при 9 сГр/мин, в липидах печени содержание ТФ является минимальным при мощности дозы 0,25 сГр/мин. Спустя 1 сутки после данного воздействия изменения количества ТФ в липидах головного мозга облученных мышей антибатны изменению их АОА.

Совокупность экспериментальных данных и анализ литературы свидетельствуют о существенных нарушениях в функционировании системы регуляции процессов ПОЛ в тканях мышей в условиях окислительного стресса.


Сравнительное содержание антиоксидантов в

листьях амаранта и лука репчатого в зависимости от сорта


Хрыкина Ю.А., Молчанова А.В.


Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и

семеноводства овощных культур РАСХН,

143080, Россия, Московская обл., juliakhrikina@yandex.ru, vovka_ks@rambler.ru


В настоящее время изучению содержания антиоксидантов в растениях уделяется большое внимание. В России планируется создать банк данных по содержанию антиоксидантов в продуктах питания. Некоторые овощные и зеленные культуры, такие как амарант и лук репчатый, являются ценными источниками антиоксидантов.

Поэтому нами было проведено изучение суммарного содержания антиоксидантов в листьях амаранта и зелени лука репчатого в фазу вегетативного нарастания.

Объектом исследований являлись листья амаранта: красноокрашенный сорт Валентина и зеленоокрашенный сорт Крепыш; и перо лука репчатого сорт Альвина (с красными кроющими чешуями луковицы) и Деликатес (с желтыми кроющими чешуями луковицы), селекции ВНИИССОК.

Измерения проводились на приборе «Цвет-Яуза», стандартом служила галловая кислота.

Содержание антиоксидантов в зеленой массе лука репчатого превышало содержание антиоксидантов в листьях амаранта в 4-6 раз.

Суммарное содержание антиоксидантов в зеленой массе лука репчатого сорта Альвина составило 0,290 мг/г, что в 1,6 раза превышает содержание антиоксидантов в зеленой массе сорта Деликатес (0,180 мг/г).

Тогда как суммарное содержание антиоксидантов в листьях амаранта сорта Валентина составило 0,05 мг/г, что ненамного превышает содержание антиоксидантов в листьях амаранта сорта Крепыш (0,04 мг/г) (рисунок 1).





ГОМОДЕСМИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ: ПРОСТО, БЫСТРО И ТОЧНО


Хурсан С.Л.


Учреждение РАН «Институт органической химии УНЦ РАН»,

г. Уфа, 450054, Уфа, пр. Октября, 71, тел. (347) 292-14-19,

e-mail: KhursanSL@gmail.com


Проведен сравнительный анализ различных подходов к определению термодинамических параметров (энтальпии образования _fH, энергии диссоциации связей D) органических соединений. На примере тестового набора из 89 соединений, содержащих H, C, N, O атомы, а также 12 квантово-химических приближений, оценена точность вычислений _fH для каждой термохимической методики. В рамках использованного тестового набора при анализе методов, основанных на использовании так называемых «эквивалентов связей или групп», вычислены оптимальные параметры используемой аддитивной схемы для всех квантово-химических приближений. Другая группа методов расчета _fH основана на использовании «реакции сравнения». Показано, что, несмотря на широкое использование, реакция атомизации – одна из худших реакций сравнения, поэтому ее использование возможно только в комбинации с точными, но ресурсоемкими композитными методами. Реакция гомолитической диссоциации молекулы (AB  A + B), часто используемая для теоретической оценки прочности соответствующей связи, также является проблемной при использовании умеренно сложных уровней теории. Значительно более надежные результаты дает использование в качестве реакции сравнения изодесмической реакции. Наконец, высокая точность вычисления _fH, практически не зависящая от квантово-химического приближения, достигается при выборе гомодесмической реакции сравнения. Средняя абсолютная погрешность для тестового набора при этом находится в интервале от 1.9 (G2) до 3.5 кДж/моль (HF/3-21G). Погрешность квантово-химического метода, обусловленная электронной корреляцией, при вычислении теплового эффекта гомодесмической реакции сводится к минимуму вследствие эффективной компенсации в структурно-подобных участниках реакции сравнения.

Показано генетическое сродство аддитивных и сравнительных расчетных схем. Аддитивным методам присущи существенные недостатки: (а) все методы нуждаются в полноценном тестовом наборе _fH, из которого вычисляются параметры схемы, что особенно актуально при вычислениях термодинамических характеристик свободных радикалов и, следовательно, прочностей химических связей; (б) для корректного воспроизведения _fH соединений различного строения требуется чрезмерное количество параметров, причем с расширением тестового набора число параметров аддитивной схемы резко возрастает; (в) физический смысл этих параметров плохо определен. Наиболее надежным и удобным методом теоретического определения _fH химических соединений является метод сравнительного расчета с использованием гомодесмических реакций.

Развиваемый подход проиллюстрирован на примере определения энергий диссоциации O H связей в антиоксидантах фенольного типа, включая ингибиторы природного происхождения. Показано, что точность расчета D(O H) при использовании композитных методов G2 – G4 и их модификаций соответствует экспериментальной погрешности, однако использование данных методик ограничено сравнительно небольшими структурами. Не уступающий по точности метод вычисления D(O H) при использовании сравнительно простого приближения B3LYP/6-31G(d), основанный на подборе гомодесмических реакций, использован для вычисления энергий диссоциации связи O H в токоферолах, убихинолах, фенолах и полифенолах ряда флавонов, тиохроманов, селенофенов и т.п.


ИНДУЦИРОВАННАЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ СТРЕССОМ

ПРОДУКЦИЯ ПРОИЗВОДНЫХ 5-ГИДРОКСИ-ИНДОЛИЛ-3-

И ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В КУЛЬТУРЕ ВЫСШЕГО ГРИБА


Цивилева О.М.¹, Лощинина Е.А.¹, Макаров О.Е.¹, Юрасов Н.А.²,

Панкратов А.Н.², Штыков С.Н.², Никитина В.Е.<sup>1


1</sup>Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН, 410049 Саратов,проспект Энтузиастов, 13. Тел. (8452)970444

E-mail: tsivileva@ibppm.sgu.ru

²Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, 410012 Саратов, ул. Астраханская, 83. E-mail: nik-yurasov@yandex.ru


Известно явление взаимозависимости окислительного стресса, цитодифференцировки и перехода к репродуктивной стадии развития грибного мицелия у базидиомицетов, необходимости при этом усиления системы антиоксидантной защиты. Ряд эффекторов способствует углублению окислительного стресса и активизации тех вторичных метаболитов гриба, которые принимают участие в развитии последствий этого стресса, в конечном итоге в формировании признаков генеративной стадии развития мицелия.

Разнообразие функций природных индолов, особенно не связанных с ростостимулирующей активностью фитогормонов, у базидиомицетов исследовано крайне мало. В настоящей работе в культуральной жидкости (КЖ) гриба Lentinula edodes (шиитаке) обнаружен биосинтез внеклеточного L-триптофана. Его концентрации достигали 23,9 мг/л, а экзогенное введение 100 мг/л этой аминокислоты выявило стимулирующее влияние на собственную продукцию (327 мг/л у 14-сут культуры). Имела место явная зависимость биосинтеза тирозола (аналога фактора анабиоза дрожжей Saccharomyces cerevisiae, недавно обнаруженного нами среди фенольных метаболитов L. edodes) от уровня экзогенного триптофана. В 7 и 18 раз больше тирозола синтезирует L. edodes в фазе линейного роста при концентрации триптофана 10 и 100 мг/л соответственно. Антиоксидантные свойства тирозола считались ранее выраженными довольно слабо.

Окисленная форма ИУК, 5-гидрокси-ИУК, в исследованных нами образцах КЖ присутствовала как в контрольных опытах, так и на средах с триптамином и индолацетамидом (ИААм) в концентрациях максимум 2,63 мг/л. На порядок выше оказался уровень 5-ОН-ИУК на 14-21-е сут культивирования в присутствии сантимолярных концентраций ИААм. Именно этот вариант опыта отличался от остальных ранним появлением коричневой мицелиальной пленки (КМП, вегетативного образования шиитаке, предшествующего плодоношению). На 14 сут наблюдалась заметная пигментация мицелия, а к 17 сут пленка полностью сформировалась, тогда как в контрольном варианте, при других концентрациях ИААм и на средах с другими изученными индольными соединениями ее образования не наблюдалось. Можно предположить, что 5-гидрокси-ИУК вовлекается в процесс формирования КМП. Наряду с 5-ОН-ИУК, вещество 4-аминопопиофенон - признак окисления индолов с образованием кинурениноподобных соединений - в глубинной культурой шиитаке было выявлено лишь после того, как посевной мицелий подвергли холодовому шоку, - стрессирующему биотехнологическому приему активизации плодоношения.

Результаты настоящей работы позволяют отнести к числу метаболитов - медиаторов развития последствий окислительного стресса у ксилотрофного базидиомицета природные β-индолил-3- и 5-гидрокси-β-индолил-3-замещенные, а также недавно обнаруженные нами у гриба шиитаке фенольные вещества п-гидроксифенилэтанол (тирозол) и кинурениноподобное соединение аминопропиофенон.


АНТИОКСИДАНТНАЯ И АНТИГИПОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГИДРОКСИБЕНЗОТИАЗОЛА


Цублова Е.Г.¹, Иванова Т.Н.<sup>2


1</sup> Брянская государственная инженерно-технологическая академия, Брянск, 241050, Брянск, ул. Пролетарская 72-А, кв. 19; 8-910-336-79-18 etsublova@gmail.com

² Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, Москва

Оксидативный стресс сопутствует различным патологическим процессам, протекающим в организме человека и животных, а зачастую оказывается одним из ключевых механизмов, обеспечивающих ухудшение функционирования органов и систем. Другой повреждающий процесс, который также имеет значение в развитии ряда заболеваний, – это тканевая (гистотоксическая) гипоксия. Она может развиваться как под влиянием внешних факторов различной природы, так и вследствие нарушения функционирования органов и систем. К тому же эти два процесса можно рассматривать как взаимопотенциирующие: каждый из них может привести к развитию другого. Учитывая этот факт, можно предполагать наличие у химических веществ с антиоксидантной активностью антигипоксических свойств в условиях острой гистотоксической гипоксии.

Для исследования нами были выбраны 4 оригинальных производных гидроксибензотиазола (вещества с шифром ГАБТИ), синтезированные в ИБХФ РАН в лаборатории низкомолекулярных биорегуляторов под руководством д.х.н., профессора Л.Д. Смирнова.

Исследования антиоксидантной активности проводили методом ингибирования гомогенной гидрофильной хемилюминесцентной системы (Клебанов Г.И., 1999). В качестве эталонного препарата использовали известный антиоксидант мексидол. В результате проведенных экспериментов было установлено, что все исследованные соединения обладают антиоксидантными свойствами, которые в 2 – 10 раз превышают таковые у препарата сравнения.

Антигипоксические свойства оценивали на модели острой гистотоксической гипоксии (Лукьянова Л.Д., 1990). Исследуемые соединения вводили внутрибрюшинно за час до опыта в широком диапазоне доз: от недействующей до проявляющей токсическое действие. Объекты исследования – белые беспородные мыши-самцы массой 20-24 г.

В результате проведенных опытов установлено, что из 4 исследованных соединений антигипоксической активностью не обладало только вещество с шифром ГАБТИ. Соединение ГАБТИ-3 было эффективно при введении в 2 дозах. Мыши, получавшие это вещество в дозе 0,5 мг/кг, жили на 53% дольше животных контрольной группы, а в дозе 1 мг/кг – на 55% (p<0,05). ГАБТИ-1 и ГАБТИ-2 оказались эффективны в трех дозах. Так ГАБТИ-1 достоверно (p<0,05) повышал продолжительность жизни мышей при введении в дозах 0,1, 0,5 и 1 мг/кг на 29, 75 и 20% соответственно в сравнении с контролем. ГАБТИ-2 обладал аналогичным действием в дозах 0,5 1 и 5 мг/кг: положительный эффект составил 42, 56 и 52% соответственно в сравнении с контрольными значениями.

Таким образом, на основании наших исследований можно утверждать, что новые производные гидроксибензотиазола обладают антиоксидантными свойствами, наличие которых можно рассматривать в качестве одного из элементов в механизме их антигипоксической активности в условиях острой гистотоксической гипоксии.


ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ С АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА


Чайковская О.Н. ^1,2, Соколова И.В. ^1,2, Нечаев Л.В. ^1,2, Юдина Н.В. ³, Мальцева Е.В. <sup>2,3


1</sup>Томский государственный университет, лаборатория фотофизики и фотохимии молекул, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, тел. 3822533426, tchon@phys.tsu.ru

²Сибирский физико-технический институт, отдел фотоники молекул, 634050, г. Томск, пл. Новособорная, 1, тел./факс 3822530043, sokolova@phys.tsu.ru

³Институт химии нефти СО РАН, лаборатория реологии нефти,

634021, г.Томск, пр. Академический, 4, тел. 3822492756, natal@ipc.tsc.ru


Действие гуминовых веществ (ГВ) на живые организмы сравнительно недавно стало предметом многочисленных исследований. В литературе приводятся различные данные, характеризующие весьма широкий диапазон биологической активности ГВ [1]. Также отмечено благоприятное влияние гумусовых кислот на рост и развитие растений, и указана зависимость биологического эффекта от pH среды. В то же время появляются работы 2, в которых показано вредное воздействие составляющих ГВ гуминовых кислот (ГК) на клетки эпителия и сделана попытка объяснить это воздействие генерацией гуминовыми кислотами активных форм кислорода (АФК). В связи со сказанным выше, а также учитывая большую роль ГВ в биосфере и постоянное воздействие на них солнечного излучения, представляется целесообразным дальнейшее изучение образования активных форм гуминовых кислот в различных условиях, особенно при облучении, установление механизмов возможного образования свободных радикалов, а также общая оценка их антиоксидантной активности. В данной работе изучено взаимодействие ГК различной степени гумификации с активными формами кислорода методом люминол-зависимой хемилюминисценции. А также исследована зависимость антирадикальной активности ГК от длительности воздействия излучением различного спектрального диапазона.

Действие ГК как антиоксидантов проявляется в снижении интенсивности и задержки развития хемилюминесценции люминола. В реакции, приводящей к хемилюминесценции люминола, ГК выступают как ловушки промежуточных радикалов. Короткое воздействие изучением приводит к увеличению антирадикальной активности гуминовых кислот. Длительное облучение УФ-излучением приводит к фотодеградации гуминовых кислот, как следствие, меняется механизм взаимодействия с радикалами

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (госконтракт № П1128 в рамках реализации мероприятия 1.2.1) и гранта президента РФ на поддержку ведущей научной школы (№ НШ-4297.2010.2) на базе научно-образовательного центра Томского государственного университета «Квантовая химия, спектроскопия и фотоника наноматериалов».

1. Попов А. И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование / под ред. Е. И. Ермакова. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004.–248 с.

2. Chiung-Wen Hu et al. Oxidatively damaged DNA induced by humic acid and arsenic in maternal and neonatal mice // Chemosphere. – 2010. - V. 79. – P. 93-99.

3. Hsin-Ling Yang et al. Humic acid induces apoptosis in human premyelocytic leukemia HL-60 cells // Life Sciences. – 2004. – V. 75. – P. 1817-1831

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ КАРОТИНОГЕНЕЗА ПИГМЕНТНЫХ ДРОЖЖЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЕМ АГЕНТАМИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА


Червякова О.П., Шакир И.В.


Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, г. Москва,125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9,

(495) 495-23-79, chervyakova85@mail.ru)


Каротиноидные пигменты, находящиеся в микробной клетке, обладают высокой биологической активностью. Помимо провитаминного действия, каротиноиды нашли применение для профилактики и лечения многих заболеваний: каротин обладает радиопротекторными свойствами, усиливает лечебное действие некоторых противоопухолевых препаратов. Каротиноидные пигменты используются в качестве пищевой добавки ко многим пищевым продуктам, а также для изготовления косметических средств и в качестве добавки в корм для рыб и сельскохозяйственных животных.

С каждым годом потребность в каротиноидах возрастает, что требует расширения потенциальных источников их получения. Причем, одним из наиболее перспективных путей промышленного производства является их биотехнологический синтез. Следует отметить, что в настоящее время все большую популярность при реализации биотехнологических процессов приобретает подход, основанный на воздействии агентами окислительного стресса для стимулирования биосинтетической активности микроорганизмов.

В рамках данной работы было исследовано влияние перекиси водорода, как агента окислительного стресса, на ростовые характеристики и биосинтез каротиноидов дрожжами р. Rhodotorula (Rh. rubra, Rh. rubra Y-1354, Rh. rubra Y-397, Rh. glutinis Y-608), полученные из коллекции кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева и Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов. Перекись водорода вносили в периодическую культуру на 24-й час культивирования, что соответствует экспоненциальной фазе роста, в диапазоне концентраций от 1,0 до 10,0 г/л. Анализ каротиноидного состава биомассы проводили на 4 сутки инкубирования по методу Вечера и Куликовой.

Установлено, что для дрожжей р. Rhodotorula характерен биосинтез таких каротиноидов, как β-каротин, торулин и торулародин, причем основную долю пигмента составляет торулародин.

В результате исследований было установлено, что перекись водорода оказывает стимулирующий эффект на биосинтетические свойства дрожжей (увеличивается накопление биомассы и выход каротиноидов) в диапазоне концентраций от 4,0 до 6,0 г/л. Необходимо отметить, что перекись водорода оказывает влияние как на количественный, так и на качественный состав каротиноидных пигментов.

На примере четырех штаммов дрожжей ( Rh. rubra, Rh. rubra Y-1354, Rh. rubra Y-397, Rh. glutinis Y-608) показано, что внесение перекиси водорода в культуральную среду приводит к увеличению выхода биомассы в 1,2 – 1,5 раза и удельного содержания каротиноидов в 1,35 – 2,2 раза. Также было показано, что существенное влияние оказывает время внесения окислительного агента в глубинную культуру.

Учитывая все эти факторы, можно в значительной степени повысить содержание синтезируемых каротиноидов в дрожжевой биомассе, как потенциального источника получения каротиноиднах пигментов.