Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/spb2013/proc-p39.htm
САМООРГАНИЗАЦИЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОРАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ КАЛИЕВОЙ СОЛИ АДЕНОЗИН-5'-ТРИФОСФАТА В ЕСТЕСТВЕННЫХ И ГИПОЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСЛОВИЯХ
Муртазина Л.И., Киселева Ю.В., Сергеева С.Ю., Рыжкина И.С., Коновалов А.И.
ФГБУН ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН, 420088, Россия, Казань, Акад. Арбузова, 8
E-mail: ryzhkina@iopc.ru
Изучение механизма влияния растворов низких концентраций на биообъекты требует целенаправленного выбора биологически активных веществ (БАВ), способных воздействовать на биомодели. В качестве такого БАВ нами исследована калиевая соль аденозин-5'-трифосфата (АТФ). АТФ (1) – нуклеотид, универсальный носитель энергии в живом организме, ее биологический аккумулятор. Синтезированные в клетках молекулы АТФ инициируют все эндогенные внутриклеточные химические реакции, в том числе – синтез ДНК, белков и других важнейших молекул клетки.
В данной работе для изучения возможности образования наноассоциатов в растворах 1 и прогнозирования интервалов концентраций, в которых возможно максимальное проявление биоэффекта высокоразбавленных растворов 1, методами динамического светорассеяния (ДСР), электрофореза, кондуктометрии, pH-метрии изучена самоорганизация и физико-химические свойства растворов 1 в широкой области концентраций 1·10-20 - 1·10-3 М.
Установлено, что растворы 1 в области концентраций 1·10-9 - 1·10-3М представляют собой самоорганизованную систему с бимодальным распределением частиц по размерам. Ниже 1·10-9М в водном растворе 1 обнаружить частицы методом ДСР не удалось. Во всей изученной области концентраций ζ-потенциал частиц методом микроэлектрофореза не регистрируется.
При изучении удельной электропроводности (χ) и рН растворов 1 установлено, что по мере уменьшения концентрации значения χ растворов в интервале 1·10-5 - 1·10-3 М закономерно снижаются, а значения рН увеличиваются. В интервале 1·10-15 - 1·10-6 М концентрационные зависимости χ и рН носят нелинейный характер, типичный для изученных ранее растворов биологически активных веществ (БАВ), способных проявлять биоэффекты в области низких концентраций [1-3]. В интервале 1·10-20 - 1·10-15 М значения χ и рН практически не изменяются, приближаясь к значениям бидистиллированной воды. При концентрациях 1·10-6, 1·10-9, 1·10-14М на зависимостях χ и рН наблюдаются максимумы, что, как показано в [1-3], свидетельствует об образовании наноассоциатов в растворе. Изучение растворов 1, выдержанных в гипоэлектромагнитной среде, показало, что в области концентраций 1·10-6 - 1·10-3М отсутствие ЭМП не оказывает влияния на самоорганизацию и физико-химические свойства растворов 1. Пороговая концентрация (cп) для растворов 1 составляет 1·10-6 М. Ниже этой концентрации растворы 1 в гипоэлектромагнитной среде утрачивают способность к самоорганизации. Следовательно, в интервале концентраций 1·10-6 - 1·10-4 М в растворах 1 образуются супрамолекулярные домены, а в 1·10-9 - 1·10-6М - наноассоциаты. На физико-химические свойства гипоэлектромагнитная среда существенного влияния не оказывает вплоть до 1·10-15 М.
Таким образом, в интервале концентраций АТФ 1·10-5 - 1·10-15 М можно прогнозировать появление биоэффекта с максимальном откликом при концентрациях 1·10-6, 1·10-9, 1·10-14 М.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-03-00002), программы Президиума РАН №28.
Self-organization and PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES of Highly Diluted solutions of Dipotassium salt of Adenosine-5'-triphosphate under Common and Hypoelectromagnetic Conditions
Murtazina L.I., Kiseleva Yu.V., Sergeeva S.Yu., Ryzhkina I.S., Konovalov A.I.
A.E. Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry KazRC RAS, 8 ul. Akad. Arbuzova 420088 Kazan, E-mail: ryzhkina@iopc.ru
Литература
1. Рыжкина И.С., Муртазина Л.И., Киселева Ю.В., Коновалов А.И. Свойства супрамолекулярных наноассоциатов, образующихся в водных растворах низких и сверхнизких концентраций биологически активных веществ //ДАН, 2009, Т. 428, № 4, С. 487-491.
2. Рыжкина И.С., Киселева Ю.В., Муртазина Л.И., Пальмина Н.П., Белов В.В., Мальцева Е.Л., Шерман Е.Д., Тимошева А.П., Коновалов А.И. Влияние концентраций α-токоферола на самоорганизацию, физико-химические свойства растворов и структуру биологических мембран//ДАН, 2011, Т.438, №5, С.635-639.
3. Рыжкина И.С., Муртазина Л.И., Масагутова Э.М., Мишина О.А., Павлова Т.П., Фридланд С.В., Коновалов А.И. Самоорганизация растворов хлористого натрия в отсутствие и в присутствии биологически активного вещества низкой концентрации в нормальных и гипоэлектромагнитных условиях//ДАН, 2012, Т. 446, №6, С. 646-652.