Том 70, № 2 (2025)

Среди протеаз растительного происхождения цистеиновые папаиноподобные эндопептидазы, такие как фицин, бромелин и папаин, занимают важное место благодаря их высокой протеолитической активности в физиологическом диапазоне значений pH среды. Процессы термической агрегации и автолиза молекул протеаз могут оказывать существенное влияние на их активность и соответственно перспективы практического применения. К настоящему времени механизмы агрегации молекул белков еще недостаточно изучены, однозначно предсказать их агрегационную устойчивость на основании аминокислотной последовательности пока не удается. В связи с этим целью работы было изучение процессов термической агрегации и автолиза молекул некоторых цистеиновых протеаз. Установлено, что несмотря на схожие структурные и функциональные свойства фицина, бромелина и папаина процессы их термической агрегации протекают с различной интенсивностью. В частности, фицин и бромелин примерно сопоставимы по показателям их агрегационной устойчивости, тогда как папаин существенно менее подвержен процессам агрегации при воздействии повышенных температур. Выдвинуто предположение о том, что на устойчивость названных цистеиновых протеаз к процессам агрегации существенное влияние оказывают наличие и конфигурация внутренних структур молекулы, таких как полости, туннели и поры, а также зарядовые свойства ее поверхности.

Установлено, что УФ-облучение в дозах 3020, 4510 и 6040 Дж/м2 приводит к снижению уровня удельной активности свободного трипсина на 28, 32 и 49% соответственно. Адсорбционная иммобилизация на матрице хитозанов с молекулярными массами 200 и 350 кДа, включение в гель хитозана (<100 кДа) и сукцината хитозана способствуют сохранению активности молекулы трипсина на уровне ~90% и выше. При УФ-облучении в диапазоне доз до 6040 Дж/м2 в присутствии фотосенсибилизатора – метиленового синего – в концентрации 10–4 моль/л активность свободного трипсина снижается на 72%. После иммобилизации стабильность ферментного комплекса при названных условиях возрастает: активность трипсина, иммобилизованного на матрице хитозанов с молекулярными массами 200 и 300 кДа, сохраняется на уровне порядка 75%, после включения фермента в гель хитозана (<100 кДа) – до ~50%, сукцината хитозана – до ~70%. Методом молекулярного докинга выявлено, что в образовании связей и взаимодействий между молекулой трипсина и матрицами хитозана и сукцината хитозана принимает участие ряд остатков триптофана, тирозина и фенилаланина, а также два цистина, что, вероятно, предопределяет фотопротекторные свойства названных полисахаридов. С помощью метода ИК-спектроскопии установлено, что после УФ-облучения в присутствии метиленового синего и без него в спектрах трипсина, иммобилизованного на матрицах хитозана и сукцината хитозана, существенных изменений значений волнового числа в области полос амид I, II и III не выявлено, что свидетельствует о поддержании стабильности структуры фермента в составе комплексов с названными полисахаридами.

С помощью разработанного метода оптической лазерной томографии доказана возможность регистрации и анализа трехмерного распределения субклеточных органелл у эукариотических водорослей (C. reinhardtii). Метод позволяет анализировать перераспределение субклеточных органелл (ядро, хлоропласт) в последовательных срезах одной клетки в норме и при действии модификаторов ее функционального состояния. По мнению авторов, предложенный подход позволит не только исследовать динамику распределения внутриклеточных структур (ядро, тилакоиды, митохондрии и т.д.), но и изменения отдельной структуры при функционировании клетки.

Эндолизины бактериофагов – часть комплекса литических ферментов, отвечающая за разрушение пептидогликана клеточной стенки бактерий. В данной работе методами молекулярной динамики и анализа нормальных мод были изучены динамические особенности однодоменного эндолизина бактериофага Т5 и многодоменного эндолизина PlyG гамма-фага. Был объяснен механизм активации эндолизина бактериофага Т5 кальцием и было обнаружено принципиальное различие в динамических особенностях однодоменных и многодоменных эндолизинов.

При искусственном инкубировании срезов сенсомоторной коры морских свинок и конечного мозга черепах микроионофоретическое подведение ацетилхолина к нейронам выявило достоверно меньшую частоту ответной импульсации у нервных клеток черепах по сравнению с клетками морских свинок. Это различие связано с разной скоростью М-холинергической реакции в температурных диапазонах 27–29°С и 34–36°С, что было обнаружено ранее в гипотермических экспериментах. Несмотря на то что эксперименты на нейронах морских свинок и черепах были проведены в одном и том же температурном диапазоне (32–34°С), генетически обусловленное строение нейрональных мембран отражает естественную температурную зависимость обоих видов: у мембран морских свинок с постоянной температурой обитания 38°С плотность К+-каналов выше, чем у черепах с предпочитаемой температурой 28–32°С. Различие в представленности К+-каналов было определено по достоверно более длительному активационному последействию у нейронов черепах в ответах на вызываемую глутаматом импульсную активацию. Низкая плотность К+-каналов на мембранах и низкая скорость М-холинергической реакции, которая их закрывает при наступлении любого приспособительного акта, не позволяют нейронам формировать высокочастотные и продолжительные импульсные последовательности для регулирования поведения в широком диапазоне у черепах с предпочитаемой температурой 28–32°С.

Исследовано влияние допирования катионами бария порошка октакальцийфосфата, полученного с применением низкотемпературного подхода, на его фазовые и структурные характеристики, а также биосовместимость, в том числе в моделирующих воспаление условиях in vitro. Выявлено, что допирование катионами Ba2+ в использованном интервале концентраций (1, 5 и 10 расчетных %) не препятствует низкотемпературной химической трансформации дикальцийфосфата дигидрата и его превращению в октакальцийфосфат, однако реальное замещение составляет в максимуме 6.7 ат.%. Результаты исследований in vitro показывают, что замена ионов кальция на ионы бария в структуре октакальцийфосфата не приводит к повышению цитотоксических свойств; все изученные варианты низкотемпературного октакальцийфосфата и его барий-замещенных форм в рекомендованной концентрации 1 мг/мл не проявляют токсического действия и являются биосовместимыми. Выявленные для октакальцийфосфата с максимальной степенью замещения Ca2+ на Ba2+, равной 10%, эффекты, а именно: отсутствие влияния на содержание лизосом и активных форм кислорода в макрофагах человека в нормальных условиях и значительноe снижение продукции активных форм кислорода в условиях, моделирующих воспаление, а также значимое повышение конститутивной активации T-лимфоцитов in vitro, указывают на то, что данные процессы непосредственно и дозозависимо ассоциированы с катионами Ва2+ в составе октакальцийфосфата. Таким образом, предложенный подход низкотемпературной химической трансформации Ba2+-замещенных вариантов октакальцийфосфата перспективен и представляет интерес для получения на основе кальций-фосфатных соединений материалов с иммунорегуляторными свойствами. Полученные Ba2+- замещенные варианты октакальцийфосфата являются безопасными и биосовместимыми, при этом октакальцийфосфат с максимальной степенью замещения Ca2+ на Ba2+ не только является биоактивным, но и обладает потенциальным антиоксидантным и иммуномодулирующим действием.

Исследована проблема пуринергической регуляции в синапсах фазных и тонических мышц теплокровных. Для этого оценено действие котрансмиттера основного медиатора – АТФ – и его стойкого метаболита аденозина на сокращение различных окуломоторных систем крысы – латеральной прямой (тонической) и круговой (фазной) мышц глаза. АТФ на четверть потенцировала карбахолин-вызванное сокращение латеральной прямой мышцы глаза крысы, а данный пурин, наоборот, достоверно угнетал карбахолин-вызванные сокращения круговой мышцы глаза. Не выявлено скольнибудь значимого проявления модуляционного действия аденозина на карбахолин-вызванное сокращение исследуемых мышц. Полученные результаты свидетельствуют о разнонаправленном постсинаптическом действии АТФ на фазные и тонические окуломоторные системы.

Рассматриваются последние исследования по использованию наночастиц золота, полученных экологически чистым методом зеленого синтеза. Эти наночастицы получают из экстрактов растений, имеющих лекарственное значение, таких как листья, кожура или семена, их помещают на наночастицы золота или другие типы наночастиц. Исследования, на которые ссылается данный обзор, взяты с авторитетных платформ, включая Google Scholar, ResearchGate, PubMed и Scopus. Мы покажем, продемонстрировали ли эти исследования наличие воздействия наночастиц на ткани. Многочисленные исследования указывают, что токсичность наночастиц золота, полученных с использованием экологически безопасных методов, минимальна. Для снижения влияния на окружающую среду необходимо уделять первостепенное внимание разработке экологически чистых методов синтеза наноматериалов. В связи с этим исследователи занимаются поиском зеленых методов, позволяющих закрыть пробелы и снизить уровень возможных проблем. Процессы биологического синтеза экономически эффективны, нетоксичны, сравнительно несложны и экологически безопасны. Процесс зеленого синтеза предполагает получение биологических соединений из экстрактов растений, бактерий и водорослей. Возможность манипулировать морфологическими характеристиками (такими как размер, форма и кристаллическая структура) наночастиц золота в процессе их создания играет важную роль в ряде областей, где применяются наночастицы. Биологические молекулы, полученные из растений, подходят для синтеза наночастиц металлов. Многочисленные исследования продемонстрировали возможность использования наночастиц как золота, так и других материалов для проведения лечебных процедур с минимальным воздействием на здоровые ткани. Кроме того, такие наночастицы обладают способностью восстанавливать поврежденные ткани.

Проведено сравнительное исследование показателей соматического мутагенеза и тиолдисульфидной системы в периферической крови онкологических больных до лечения и здоровых лиц с разным статусом курения (n = 95). В общей группе больных обнаружено статистически значимое повышение всех исследованных показателей в 1.5–2.7 раза по сравнению с таковыми в общей группе здоровых лиц (р < 0.01) для этих же показателей, включая содержание восстановленного и окисленного глутатиона и их отношение, частоту лимфоцитов с мутациями по локусу Т-клеточного рецептора. При этом после прекращения курения у больных наблюдалось снижение частоты мутантных лимфоцитов и отношения восстановленного и окисленного глутатиона (р < 0.05). На индивидуальном уровне обнаружены сильные корреляционные связи частоты мутантных клеток с содержанием восстановленного (r = 0.82, p < 0.001) и окисленного глутатиона (r = 0.68, p < 0.01) только в подгруппе курящих больных с высоким уровнем мутагенеза. Полученные результаты указывают на вклад тиолдисульфидной системы в формирование высокой частоты генных мутаций у части курящих лиц с онкологическими заболеваниями.