+ /     

Биологический факультет БГУ - Кафедра биохимии.    

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ПРИКЛАДНЫЕ РАЗРАБОТКИ


    БИОХИМИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

        СОДЕРЖАНИЕ:


    1. МЕЛАТОНИН И СЕРОТОНИН
    2. СТЕРОИДЫ
    3. ФЛАВОНОИДЫ
    4. ПРОСТАНОИДЫ
    5. ЛИГНОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
    6. ТЕРПЕНОИДЫ
    7. БЕЛКИ
    8. АНАЛИТИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

    Мелатонин и серотонин

  • Серотонин (5-гидрокситриптамин) и мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) контролируют многие жизненно важные физиологические и биохимические процессы, протекающие в организме позвоночных. Проведенные на кафедре биохимии исследования позволили расширить существующие представления о метаболизме данных соединений и биологической активности их метаболитов [1–11]. На молекулярно-биологическом и биохимическом уровнях были изучены серотонин- и мелатонинэргические системы в коже млекопитающих [2, 4–11], открыты новые пути метаболизма нейрогормона мелатонина [1, 3]. Экспериментально доказано, что при физиологических условиях метаболизм мелатонина в митохондриях печени обеспечивается благодаря цитохром Р-450-опосредованным реакциям деметилирования и гидроксилирования. В митохондриях и микросомах печени крыс образуется шесть метаболитов мелатонина, четыре из которых идентифицированы как N-ацетилсеротонин, 2-гидроксимелатонин, 6-гидроксимелатонин и N1-ацетил-N2-формил-5-метоксикинурамин (АФМК). В метаболизм мелатонина в митохондриях печени крыс кроме CYP1A2 вовлечены дополнительно CYP3A и CYP2E1, в то время как CYP3A и CYP2C6 отвечают главным образом за метаболизм мелатонина в микросомах печени [1].
  • Установлено, что в условиях окислительного стресса мелатонин в митохондриях подвергается реакциям псевдопероксидазного окисления, катализируемым цитохромом с. Псевдопероксидазное окисление мелатонина цитохромом с до N1-ацетил-N2-формил-5-метоксикинурамина и N1-ацетил-5-метоксикинурамина проходит через последовательное образование в качестве основных интермедиатов 2-гидроксимелатонина и 2,3-дигидроксимелатонина [3].
  • Получены данные, подтверждающие высокую вероятность реакции псевдопероксидазного окисления мелатонина цитохромом с в условиях in vivo. АФМК и 2-гидроксимелатонин были обнаружены в эпифизе и митохондриях сердца крыс [3].
  • Установлено, что мелатонин и его метаболиты оказывают модулирующее действие на ферменты антиоксидантной защиты и комплексы дыхательной цепи митохондрий, препятствуют развитию перекисного окисления липидов и окислительному повреждению митохондриальных белков.
  • Изучена биотрансформация серотонина в коже грызунов (хомяков, мышей и крыс). Установлено, что серотонин может подвергаться реакциям ацетилирования и окислительного дезаминирования, катализируемым арилалкиламин N-ацетилтрансферазой и моноаминооксидазой соответственно [2, 11]. Полученные результаты свидетельствуют о том, что кожа может активно участвовать в нейтрализации циркулирующего в крови серотонина в результате его включения в процессы биосинтеза мелатонина либо благодаря ферментативной деградации до биологически неактивных продуктов.
  • Обнаружено, что арилалкиламин N-ацетилтрансферазная активность варьирует в зависимости от вида животного, анатомической локализации анализируемого образца кожи, стадии роста волос и наличия патологии [2, 6, 8]. Очевидно, что метаболические превращения серотонина являются важным звеном целого ряда процессов, происходящих в коже как в естественных условиях, так и при различных заболеваниях (Публикации).

    наверх 


    Стероиды

  • Цитохром Р450scc (CYP11A1) митохондрий надпочечников играет ключевую роль в биосинтезе стероидных гормонов из холестерина в организме млекопитающих. В результате исследований, проведенных в рамках совместного с университетом Теннесси (США) научного проекта, обнаружены альтернативные каталитические активности цитохрома Р450scc [12–16,39]. Получены экспериментальные доказательства участия цитохрома Р450scc в метаболизме эргостерола, витамина Д2, а также витамина Д3 и его предшественника 7-дегидрохолестерола.
  • Установлено, что цитохром Р450scc митохондрий кожи и надпочечников разных видов млекопитающих катализирует реакции 22- и 20-гидроксилирования и реакцию расщепления связи С20–С22 с удалением боковой цепи 7-дегидрохолестерола: 7-дегидрохолестерол → 22(ОН)-7-дегидрохолестерол → 20,22(OH)2-7-дегидрохолестерол → 7-дегидропрегненолон. В свою очередь, 7-дегидропрегненолон подвергается дальнейшему метаболизму в эндоплазматическом ретикулуме с образованием 17(ОН)-7-дегидропрегненолона и 7-дегидропрогестерона в реакциях, катализируемых цитохромом Р450с17 и 3β-гидроксистероидегидрогеназой.
  • Установлено, что в реконструированной стероидгидроксилирующей системе, содержащей цитохром Р450scc, из эргостерола образуются 24-гидроксиэргостерол и 17,24-дигидроксиэргостерол, из витамина Д2 – 20-гидроксивитамин Д2 и 17,20-дигидроксивитамин Д2, а основным продуктом биотрансформации витамина Д3 является 20S-гидроксихолекальциферол, который затем метаболизируется в 20,22-дигидроксихолекальциферол и тригидроксикальциферол (Публикации)

    наверх 


    Флавоноиды

  • Получены новые данные об особенностях биотрансформации флавоноидов [17–19]. Установлено, что флавоноиды, имеющие свободную ОН-группу в положении 3, кетогруппу в положении 4 и двойную связь C2–C3 способны окисляться в реакциях пероксидазного типа, катализируемых лактопероксидазой и пероксидазой хрена. В свою очередь, продукты окисления могут неферментативно взаимодействовать с восстановленным глутатионом с образованием гидратированных моноглутатионовых коньюгатов [17, 18].
  • Показано, что глутатион S-трансферазы человека и крысы способны катализировать реакции коньюгации GSH с флавоноидами, имеющими в своей структуре ОН-группы в положениях 3, 5 и 7. Глутатион S-трансферазы катализируют образование моноглутатионовых коньюгатов кверцетина и галангина нескольких типов. Кроме гидратированных коньюгатов в обоих случаях наблюдается образование негидратированных форм коньюгата, что нехарактерно для продуктов пероксидазного окисления флавоноидов [17, 18].
  • Изучена окислительная модификация кверцетина различными гемопротеинами [19]. Установлено, что одним из продуктов окисления является димер кверцетина. Олигомерные продукты окисления кверцетина обнаружены в чешуе лука репчатого (Allium cepa L.). Изучено влияние флавоноидов на активность моноаминоксидазы митохондрий мозга крыс [40]. (Публикации).

    наверх 


    Простаноиды

  • В сотрудничестве с лабораторией химии простагландинов Института биоорганической химии НАН Беларуси проведен анализ биохимических свойств и механизмов действия природных простагландинов и их синтетических аналогов с целью выявления перспективных соединений, пригодных для использования в качестве лекарственных препаратов для медицины и ветеринарии [20–26].
  • Проанализированы свыше 70 новых синтетических структур, среди которых выявлено 8 соединений, обладающих высокой цитопротекторной активностью на клеточных моделях повреждения клеток печени галогензамещенными углеводородами, 3 соединения простаноида с выраженной антигистаминной активностью. Установлена способность 5 простаноидов группы В подавлять рост опухолевых клеток (эпителиальная карцинома шейки матки) в культуре. Проведенный анализ биохимических механизмов наблюдаемых эффектов простаноидов позволил установить ряд соединений, которые могут снижать интенсивность свободно-радикальных процессов в клетке, регулировать активность цитохрома Р4502Е1, стабилизировать внутриклеточный кальциевый гомеостаз и оказывать рецептор-опосредованное действие на различные изоферменты аденилатциклазы. Показана способность некоторых простаноидов и природных простагландинов подавлять активирующее действие катехоламинов на нервные окончания, что свидетельствует о конкурентных взаимодействиях между простагландиновой и адренергической системами сигнальной трансдукции в нервной системе (Публикации).

    наверх 


    Лигноидные соединения

  • Исследованы лигноидные соединения расторопши пятнистой и льна масличного. Разработаны методические подходы их выделения и очистки, описаны некоторые физико-химические и биологические свойства.
  • Обнаружены различия в компонентном составе индивидуальных флаволигнанов в плодах расторопши пятнистой, выращенных в различных географических регионах Европы, что позволило выделить две хеморасы этого лекарственного растения – силибининовую и силидианиновую.
  • Установлен антипролиферативный эффект для секоизоларицирезинола и секоизоларицирезинол-
    4′,4′′-диацетата из семян льна масличного по отношению к опухолевым В-лимфобластоидным клеткам линии Raji [27–30] (Публикации).

    наверх 


    Терпеноиды

  • Обнаружен ряд терпеноидных веществ, обладающих церкариецидным действием [31]. На их основе разработаны индивидуальные средства защиты от внедрения в кожу человека церкарий – водных личинок трематод семейства Schistosomatidae: Trichobilharzia szidati, Trichobilharzia franki и Bilharziella polonica (Публикации).

    наверх 


    Белки

  • Изучены механизмы агрегации и денатурации олигомерных белков – ведущих ферментов азотистого обмена. Показано, что оксидативный стресс инициирует агрегацию белков и препятствует их рефолдингу, что подтверждает участие простых неамилоидных белков в развитии болезни Альцгеймера и других конденсированных заболеваний. Работа проводилась в рамках проекта INTAS при сотрудничестве с учеными Франции, России, Швеции и Италии [32–34].
  • Выделены рекомбинантный человеческий лактоферрин из молока трансгенных коз, природный лактоферрин из козьего молока и лактоферрин из женского молока. Проведен сравнительный анализ физико-химических характеристик выделенных лактоферринов с помощью ферментативного дегликозилирования, пептидного картирования, электронного парамагнитного резонанса, дифференциальной сканирующей калориметрии, спектрофотометрии, электрофореза и иммунохимии. Получены экспериментальные доказательства идентичности основных физико-химических свойств и биологической активности лактоферрина из женского молока и рекомбинантного человеческого лактоферрина из молока трансгенных коз, полученных в Научно-практическом центре НАН Беларуси по животноводству в рамках научно-технической программы Союзного государства «БелРосТрансген» [35,36] (Публикации).

    наверх 


    Аналитическая биохимия

  • Разработаны методики количественного определения более 50 лекарственных соединений и их метаболитов в биоматериале с помощью высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии [37].
  • Разработаны методики контроля подлинности и качества алкоголь содержащей продукции [38] (Публикации).


    Публикации

    1. Semak I., Korik E., Antonova M. et al. // J. Pineal Res. 2008. Vol. 45. № 4. Р. 515.
    2. Semak I., Korik E., Naumova M. et al. // Arch. Biochem. Biophys. 2004. Vol. 421. P. 61.
    3. Semak I., Korik E, Naumova M. et al. // Biochemistry. 2005. Vol. 44. № 26. P. 9300.
    4. Slominski A., Semak I., Pisarchik A. et al. // FEBS Lett. 2002. Vol. 511. P. 102.
    5. Slominski A., Pisarchik A., Semak I. et al. // FASEB J. 2002. Vol. 16. P. 896.
    6. Slominski A., Pisarchik A., Semak I. et al. // J. Invest. Dermatol. 2002. Vol. 119. Р. 934.
    7. Slominski A., Pisarchik A., Johansson O., Semak I. et al. // Biochim. Biophys. Acta. 2003. Vol. 1639. Р. 80.
    8. Slominski A., Pisarchik A., Semak I., Sweatman T., Wortsman J. // Eur J Biochem. 2003. Vol. 270. Р. 3335.
    9. Slominski A., Fischer T.W., Zmijewski M.A., Semak I. et al. // Endocrine. 2005. Vol. 27. № 2. P. 137.
    10. Fischer T.W., Sweatman T.W., Semak I. et al. // FASEB J. 2006. Vol. 20. № 9. P. 1564.
    11. Семак И.В., Корик.Е.О., Наумова М.В. // Весцi НАН Беларусi. Сер. мед.-бiял. навук. 2004. № 4. С. 69.
    12. Slominski A., Zjawiony J., Wortsman J., Semak I. et al. // Eur. J. Biochem. 2004. Vol. 271. № 21. P. 4178.
    13. Slominski A., Semak I., Zjawiony J. et al. // FEBS J. 2005. Vol. 272. № 16. P. 4080.
    14. Slominski A., Semak I., Zjawiony J. et al. // Chem. Biol. 2005. Vol. 12. № 8. P. 931.
    15. Slominski A., Semak I., Wortsman J. et al. // FEBS J. 2006. Vol. 273. № 13. P. 2891.
    16. Slominski A.T., Zmijewski M.A., Semak I.V. et al. // PLoS. 2009. Vol. 4. № 2. P. 4309.
    17. Семак И.В., Корик Е.О., Наумова М. В., Сломински А. // Весцi НАН Беларусi. Сер. мед.-бiял. навук. 2003. № 4. С. 50.
    18. Корик Е.О., Наумова М.В., Сломински А., Семак И.В. // Там же. 2003. № 4. C. 62.
    19. Cherviakovsky E.M., Bolibrukh D.A., Baranovsky A.V. et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006. Vol. 342. P. 459.
    20. Шолух М.В., Губич О.И., Королева Е.В. и др. // Весцi НАН Беларусі. Сер. хім. навук. 2004. № 2. C. 115.
    21. Губич О.И., Королева Е.В., Чернихова Т.В., Шолух М.В. // Новости мед.-биол. наук. 2004. № 4. С. 64.
    22. Губич О.И., Шолух М.В. // Биохимия. 2006. Т. 71. № 3. C. 293.
    23. Hubich A.I., Zheldakova T.A., Chernikhova T.V. et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006. Vol. 341. P. 357.
    24. Hubich A.I., Bondar A.Y., Kastsuik T.U. et al. // Hepatol. Res. 2007. Vol. 37. № 6. P. 416.
    25. Sholukh M.V., Hubich A.I., Pashkovsky F.S., Lakhvich F.A. // Prostanoids and other lipid mediators. 2010. Vol. 93. P. 134.
    26. Hubich A.I., Lakhvich F.A., Sholukh M.V. // Prostaglandins and Other lipid mediators. 2009. Vol. 89. P. 16.
    27. Шутова А.Г., Спиридович Е.В., Гаранович И.М. и др. // Растительные ресурсы. 2011. Вып. 1. С. 72.
    28. Стасевич О.В., Михаленок С.Г., В.П. Курченко. // Химия природ. соединений. 2009. № 1. С. 21.
    29. Стасевич О.В., Михаленок С.Г., В.П. Курченко. // Хим.-фарм. журн. 2009. T. 43. № 7. С. 41.
    30. Матвеев А.В., Коняева Е.И., Курченко В.П., Щекатихина А.С. // Эксперим. и клин. гаcтроэнтерология. 2011. № 2. С. 130.
    31. Ризевский С.В., Курченко В.П. // Докл. НАН Беларуси. 2010. Т. 54. № 6. С. 72.
    32. Golub N.V., Markossian K.A., Kasilovich N.V. et al. // Biophysical Chemistry. 2008. Vol. 135. P. 125.
    33. Markossian K.A., Golub N.V., Kleymenov S.Yu. et al. // International J. of Biological Macromolecules. 2009. Vol. 44. Р. 441.
    34. Golub N.V., Markossian K.A., Sholukh M.V. et al. // European Biophysics J. 2009. Vol. 38. P. 547.
    35. Semak I., Budzevih A., Korik E. et al. // The Xth International Conference on Lactoferrin, Structure, Function and applications. 08-12 May, 2011. Mazatlan, Mexico. P-VI-6. P. 74.
    36. Budzevich A., Semak I., Papkou M. et al. // The Xth International Conference on Lactoferrin, Structure, Function and applications, 08-12 May, 2011 – Mazatlan, Mexico. O-VI-2. P. 66.
    37. Semak I.V., Alekseev N.A., Korik E.O. et al. // J. of Analytical Chem. 2011. Vol. 66. № 2. P. 194.
    38. Курченко В.П., Урсул, О.Н. Власова Т.М. и др. // Вестник БГУ, Серия 2. 2009. № 3. С. 46.
    39. Slominski AT, Kim TK, Shehabi HZ, Semak I, Tang EK, Nguyen MN, Benson HA, Korik E, Janjetovic Z, Chen J, Yates CR, Postlethwaite A, Li W, Tuckey RC. // FASEB J. 2012;26(9):3901-3915.
    40. Bandaruk Y, Mukai R, Kawamura T, Nemoto H, Terao J. // J Agric Food Chem. 2012;60(41):10270-10277.

    наверх 



1.Лактоферрин.
2.Меланины.
3.Тест-система для определения наркотических веществ.
4.Биофабрика белкового лекарства (Беларуская думка № 10, октябрь 2011. http://beldumka.belta.by).

наверх 




Страница обновлена: 06.03.2015 22:49

Расписание 47 автобуса Расписание занятий Следуйте за белым кроликом...

 

Наверх Наверх Наверх 


На главную | © 2003-2017 Л. Валентович, П. Тумилович | Авторские права |