Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p68.htm
ИБХФ им. Н.М.Эмануэля РАН, Россия. 119334 Москва ул. Косыгина, 4. olgavek@yandex.ru
Две группы биологически активных веществ (БАВ) в широком диапазоне концентраций (10-21 – 10-3 М) были протестированы на модельных и природных мембранах разных уровней организации: от липосомальных мембран из коммерческого индивидуального фосфолипида, до клеточных мембран животного происхождения и целых клеток. Первая группа - синтетический антиоксидант и адаптоген фенозан, и его синтетические производные ИХФАНы, а также его метаболит – производное коричной кислоты. Вторая группа: регуляторы роста растений мелафен - меламиновая соль бис(оксиметил)-фосфиновой кислоты и его пиримидиновый аналог пирафен - соль бис(оксиметил)-фосфиновой кислоты 2,4,:-триаминопиримидина. Тестируемые вещества в наших исследованиях проявили свойства веществ, которые, как в больших концентрациях (10-4 -10-6 М), так и в малых (10-13 10-14 М) и сверхмалых (10-17- 10-18 М), способны вызывать у объекта регистрируемые изменения. Для того, чтобы уловить тонкие изменения структуры были применены два подхода. Эксперименты проводились с лабильными, легко меняющими конформацию молекулами - альбумином сыворотки крови (БСА). Для альбуминов известно быстрое изменение конформации за счет специфического строения молекул: перемежающиеся мотивы жестких альфа спиралей и бета-складчатых структур с подвижными петлями. В результате спектральных исследований при измерении тушения триптофановой флуоресценции было установлено, что большие концентрации всех исследуемых значительно тушат флуоресценцию, разрыхляя структуру молекулы БСА. А малые концентрации ИХФАНов защищают флуоресценцию триптофанилов от тушения водой в прямой зависимости от длины жирнокислотного остатка в молекуле ИХФАНа. Т.е вектор воздействия на объект зависит, как от природы, так и от концентрации БАВ. Во-вторых, применялись определенные приемы, выводящие структуру из состояния равновесия как простейший - старение биомембраны теней эритроцитов, так и специальный термодинамический подход - разная скорость подачи избыточного тепла к объекту – мультиламмелярным липосомам, сформированным из димиристоилфосфатидилхолина (ДМФХ). При этом скорость изменения взаимодействий между молекулами будет различаться, что отразилось на термодинамических параметрах плавления ДМФХ в присутствии мелафена. Оказалось, что малые концентрации мелафена способствуют наибольшим изменениям в организации микродоменов ДМФХ. Однако устойчивые структуры теней эритроцитов даже при очень больших концентрациях мелафена не менялись, а ИХФАН-10 деструктурировал белковые микродомены. Микродомены ДМФХ не только подвергались деструкции в присутствии ИХФАНов, но даже образовывалась собственная фаза микродоменов ИХФАН-С16.
При исследовании воздействия указанных БАВ в широком диапазоне концентраций на функции клеток были выявлены бимодальные зависимости. Причем наиболее уязвимыми оказались как первичные, так и вторичные ответы рецепторов, регулирующих сигнализацию, ионный обмен и, соответственно, объем клеток, морфологию, и сложный процесс вхождения клеток в апоптоз, что было показано методами АСМ и иммунофоретическими исследованиями. Был сделан вывод о необходимости предварительных исследований на модельных объектах, что будет предсказывать (т.к. обнаружена корреляция) и воздействие соответствующих концентраций на клеточном уровне.
В результате работы были подтверждены, представленные ранее в литературе данные о воздействии малых и сверхмалых концентраций БАВ на биологические объекты животного происхождения.
THE BIOLOGICAL ACTIVE SUBSTANCES INTERACTION WITH THE MODEL AND NATURAL BIOMEMBRANES
Alekseeva O.M., Mil E.M., Binyukov V.I., Shibryaeva L.S., Krementsova A.V., Albantova A.A., Goloshapov A.N., Burlakova E.B.
N.M.Emmanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences, Russia, 119334, Moscow, St. Kosygin, 4. olgavek@yandex.ru