научный журнал по биологии Биофизика ISSN: 0006-3029

ФЕДИК И.В., ШАЙТАН К.В. — 2015 г.

Методами молекулярной динамики исследуется проблема сворачивания макромолекул в пространственные структуры. Рассмотрена свободно сочлененная полимерная цепь с жесткими ковалентными связями, между звеньями которой действуют силы Ван-дер-Ваальса. Определены условия формирования различных пространственных структур, имеющих сходство со структурами типа α-спиралей, β-слоев и двойных спиралей, которые имеют место в биомолекулярных системах.

БОРОДУЛИН Р.Р., БУРГОВА Е.Н., ВАНИН А.Ф., КУБРИНА Л.Н., МИКОЯН В.Д. — 2015 г.

Показано, что динитрозильные комплексы железа с тиолсодержащими лигандами, возникающие в сывороточном альбумине быка с высоким содержанием тиоловых групп, в пекарских дрожжах или в тканях животных, обработанных монооксидом азота соответственно экзогенного или эндогенного происхождения, представлены в подавляющей своей части ЭПР-неактивной биядерной формой. Эта форма может переходить в ЭПР-активную моноядерную форму при подщелачивании окружающей среды, в ЭПР-активную форму моноядерных нитрозильных комплексов железа при двухэлектронном восстановлении биядерной формы динитрозильных комплексов железа или при воздействии на них производных дитиокарбаматов, приводящем к образованию соответствующих ЭПP-активных мононитрозильных комплексов железа с дитиокарбаматами. Значительное содержание биядерной формы динитрозильных комплексов железа в живых системах и идентичность биологического действия этих комплексов и системы эндогенного монооксида азота позволяют предполагать, что эндогенные биядерные динитро- зильные комплексы железа представляют собой «рабочую форму» эндогенного монооксида азота как универсального регулятора биологических процессов.

КАЛЕДИН В.И., СИНИЦЫНА О.И., ФРОЛОВА Т.С. — 2015 г.

Сопоставлена мутагенность в бактериальном тесте Эймса с использованием для активации печеночных ферментов крыс четырех аминоазосоединений, изученных ранее другими исследователями в отношении канцерогенности для печени крыс. Оказалось, что в условиях теста все они проявляют мутагенную активность, которая, однако, количественно не коррелирует с чувствительностью крыс к их гепатоканцерогенному действию. Так, наиболее активный канцероген 3'-метил-4-диметиламиноазобензол вызывает почти в 2,5 раза меньше мутаций, чем слабоканцерогенный орто-аминоазотолуол, и ровно столько же, сколько совсем неканцерогенный N,N-диэтил-4-аминоазобензол.

ГРУНИН Л.Ю., ГРУНИН Ю.Б., МАСАС Д.С., НИКОЛЬСКАЯ Е.А., ТАЛАНЦЕВ В.И. — 2015 г.

Проведен анализ современных представлений о структурной организации микрофибрилл целлюлозы. Предложен механизм формирования дополнительной капиллярно-пористой системы целлюлозы при ее увлажнении. Установлено, что при влагосодержании целлюлозы 8-10% происходит заполнение ее микропор, сопровождающееся возрастанием их поперечных размеров, увеличением удельной поверхности и уменьшением степени кристалличности образцов. В рамках предложенной модели строения микрофибриллы определены параметры надмолекулярной структуры и капиллярно-пористой системы хлопковой целлюлозы.

ЗАЙЦЕВ Е.В. — 2015 г.

Целью настоящей работы было выявление отрицательных эффектов устранения сетевой частоты из электрокардиографического сигнала узкополосным рекурсивным режекторным фильтром и поиск метода фильтрации, не имеющего выявленных недостатков. Описан метод фильтрации сигнала узкополосным рекурсивным фильтром, основным выявленным недостатком которого являлось наличие переходного процесса (переходного шума) в виде реакции на единичные импульсы, которыми на электрокардиографическом сигнале являются R-зубцы. Выяснено, что эффект переходного шума возникает справа от единичного импульса при прямой фильтрации и слева от единичного импульса при обратной фильтрации. На основе данного эффекта был предложен метод, формирующий конечный сигнал из областей, не содержащих переходный процесс.

КРАССОВА Н.Е., ПЕНЬКОВ Н.В., УГРАИЦКАЯ С.В., ФЕСЕНКО Е. Е. (МЛ.) — 2015 г.

Изучено влияние антиоксиданта α-токоферола на активность протеинкиназы C, выделенной из мозга крысы, как модельной системы для исследования бимодальной дозовой зависимости. Для измерения активности фермента применен фотометрический метод на основе люциферазной реакции с определением количества АДФ, образовавшегося в ходе реакции фосфорилирования. И сследование действия α-токоферола на активность протеинкиназы C in vitro выявило ингибирующий эффект препарата в диапазоне концентраций 10 -3-10 -6 М, но не подтвердило наличие второго максимума биоэффекта при применении сверхмалых доз а-токоферола (10 -12 М и ниже), что может быть связано с природой источника выделяемого фермента.

МОРОЗОВ Р.А., НЕВОЛИН В.К., ЧАПЛЫГИН Е.Ю. — 2015 г.

С помощью сканирующей туннельной микроскопии получено изображение фрагментарной последовательности биополимерных молекул на примере бактериальных ДНК в естественных условиях (атмосферный воздух). Адсорбат воздуха (в основном пары воды), покрывающий молекулы, увеличивает локальную туннельную проводимость, а в силу избирательной адсорбции косвенно отражает локальную проводимость фрагментов, состоящих из разных последовательностей разных атомов, и сопутствует их туннельной проводимости. После обработки экспериментальных данных получены образные изображения фрагментов с увеличенными топографическими признаками для их последующей возможной идентификации.

ВОЛКОВ В.В., ДАДИНОВА Л.А., ЕВДОКИМОВ Ю.М., КАЦ Е.И., КОМПАНЕЦ О.Н., САЛЯНОВ В.И., СКУРИДИН С.Г. — 2015 г.

Предпринята попытка обобщить хорошо известные литературные данные о структуре холестерической фазы, образуемой молекулами двухцепочечных ДНК, а также экспериментальные результаты авторов, характеризующие упаковку этих молекул в частицах холестерической жидкокристаллической дисперсии. Сопоставление всех данных позволяет высказать предположение о высокой вероятности существования как «ближнего» позиционного, так и «дальнего» ориентационного порядка в расположении двухцепочечных молекул ДНК как жидкокристаллической фазы, так и частицах дисперсий этой фазы, сформированных при определенных условиях. Возникновение ориентационного порядка, т.е. поворот «квазинематических» слоев из двухцепочечных молекул ДНК на небольшой угол, определяет формирование пространственно закрученной (холестерической) структуры с характерными для нее физико-химическими свойствами.

ВИХЛЯНЦЕВ И.М., ГРИЦЫНА Ю.В., ПОДЛУБНАЯ З.А., САЛМОВ Н.Н., УЛАНОВА А.Д. — 2015 г.

На основании проведенных нами ранее экспериментов по изучению изменений содержания тайтина и уровня его фосфорилирования в скелетных мышцах, атрофированных в условиях космического полета, при зимней спячке, а также вследствие развития алкоголь-индуцируемых нарушений сделано предположение, что увеличение степени фосфорилирования тайтина приводит к повышению протеолитической деградации этого белка, что вносит вклад в развитие атрофии скелетных мышц.

ЗАЛЕССКАЯ Г.А. — 2015 г.

Изучено воздействие лазерно-оптического излучения на кровь разных пациентов, облучаемую in vivo. Объекты исследования - три серии образцов крови пациентов, полученные при экстракорпоральном ультрафиолетовом облучении крови, внутривенном облучении крови лазерным излучением и надвенном облучении крови соответственно. До и после облучения сопоставлены результаты оптической оксиметрии и газовый состав венозной крови. Продемонстрированы результаты положительного и отрицательного влияния облучения крови на характеристики кислородного обмена отдельных пациентов и на содержание некоторых продуктов метаболизма. Показано, что при одной и той же энергетической дозе их изменения зависят от индивидуальных, исходных значений степени насыщения гемоглобина венозной крови кислородом и ее фотоиндуцированных изменений, которые объективно отражают индивидуальную чувствительность пациентов к воздействию оптического излучения на кровь и могут использоваться для оценки эффективности фототерапии.

БОРИСОВ А.Ю., КОЗЛОВСКИЙ В.С. — 2015 г.

На основе совместного анализа прецизионных рентгено структурных данных, полученных для хлорофилл-белковых комплексов пурпурных бактерий, и их спектров абсорбции высокого спектрального р азрешения разработан методический подход, позволивший определить коэффициент диэлектрической проницаемости в микрообъеме, включающем специальные пары реакционных центров из бактерии Rhodobacter sphaeroides. Наиболее вероятное значение этого параметра определено в пределах 1,66-1,76. На этой основе рассчитана средняя величина этого коэффициента во внутренних слоях мембран пурпурных бактерий и растений как 1,70- 1,85. Низкая величина этого параметра в мембранах фотосинтезирующих организмов значительно повышает эффективность миграции энергии от масс «антенных» хлорофиллов на р еакционные центры, что заметно увеличивает квантовый выход фотосинтеза в целом.

ГУЛИЙ О.И., ДЫКМАН Л.А., ЗАЙЦЕВ Б.Д., ИГНАТОВ О.В., КАРАВАЕВА О.А., КУЗНЕЦОВА И.Е., ПАВЛИЙ С.А., СТАРОВЕРОВ С.А., ШИХАБУДИНОВ А.М. — 2015 г.

Изучены изменения электроакустических параметров суспензии клеток при взаимодействии с бактериофагами, как в чистой культуре, так и в смешанной суспензии клеток. Установлено, что специфические изменения параметров клеточных суспензий под действием фага происходят только у микробных клеток, чувствительных к изучаемому бактериофагу. Установлено, что датчик позволяет разграничивать ситуации, когда происходит инфицирование бактериальных клеток специфическими бактериофагами от контрольных экспериментов, когда такого инфицирования не происходило. Выработан ориентировочный критерий наличия специфического взаимодействия бактериофагов и клеток в анализируемой суспензии, который заключается в том, что изменение модуля электрического импеданса датчика не должно быть менее ~1%. П роведены контрольные эксперименты по инфицированию клеток бактериофагом с помощью стандартного микробиологического высева на плотные питательные ср еды. Впервые показана возможность использования метода электроакустического анализа для определения спектра литической активности бактериофагов. Полученные результаты могут быть использованы для создания экспресс-метода определения чувствительности микробных клеток к бактериофагам.

АГЕЕВ И.М., РЫБИН Ю.М., ШИШКИН Г.Г. — 2015 г.

Представлены результаты экспериментов по изучению причин отклонения температурного коэффициента электропроводности воды при нагревании ее рукой в сравнении с нагреванием электрическим источником тепла той же температуры. Полученные результаты позволяют сделать предположение о двух возможных причинах наблюдаемого явления, которые связаны с различием спектрального состава излучения руки по сравнению с электрическим источником тепла и с растворением в воде углекислого газа, выделяемого через кожу руки.

АГАЕВА Г.А., АГАЕВА У.Т., ГОДЖАЕВ Н.М. — 2015 г.

Методом молекулярной механики были исследованы конформационные свойства двух молекул тахикининового семейства, гемокинина-1 человека и гемокинина-1 мыши/крысы, состоящих из 11 аминокислотных остатков каждый. На основе поэтапного подхода были определены энергетически предпочтительные пространственные структуры молекул гемокининов и их отдельных фрагментов, которые были представлены в виде набора конформаций, характеризующихся относительно лабильным N-концевым трипептидом и конформационно жестким C-концевым сегментом. Было показано, что конформационно консервативный C-концевой октапептид молекул предпочтительно формируют две конформации с различными структурными типами пептидной цепи, одна из которых представляет собой альфа-спиральную структуру, а другая формирует один изгиб цепи, переходящий в виток альфа-спирали на C-конце. В результате расчетов были определены энергетически предпочтительные области величин двугранных углов и взаимное расположение остатков в низкоэнергетических конформационных состояниях молекул. Конформационный анализ отдельных фрагментов позволил проследить процесс формирования вторичной структуры в молекулах. На основе полученных результатов были определены энергетические вклады межостаточных взаимодействий и определена структурообразующая роль каждого остатка в формировании оптимальных пространственных структур молекул гемокининов.

ВОЛОЩУК О.Н., КОПЫЛЬЧУК Г.П. — 2015 г.

Исследована активность ключевого фермента цитохромного участка дыхательной цепи цитохромоксидазы, количественное перераспределение митохондриальных цитохромов b, c 1, c и aа 3, а также активность ключевых ферментов метаболизма гема цитохромов - δ-аминолевулинатсинтазы и гемоксигеназы - в условиях ацетаминофен-индуцированного повреждения печени на фоне алиментарной депривации протеина. Установлено, что в условиях ацетаминофен-индуцированного гепатита наблюдается торможение цитохромоксидазной активности и снижение количественного содержания митохондриальных цитохромов на фоне повышения δ-аминолевулинатсинтазной и гемоксигеназной активности. У животных с токсическим повреждением печени, содержавшихся в условиях алиментарной депривации протеина, установлено прогрессирующее снижение количественного содержания митохондриальных цитохромов b, c 1, c и aа 3 на фоне повышения активности гемоксигеназы и сохранении активности 8-аминолевулинатсинтазы на уровне значений контроля. Сделан вывод, что алиментарная депривация протеина является критическим фактором для развития нарушений функционально-структурной целостности цитохромного участка дыхательной цепи и установленные изменения могут рассматриваться как один из возможных механизмов нарушения работы системы биотрансформации энергии в условиях недостаточности белка в рационе.

ПАВЛОВА Г.А. — 2015 г.

В работе оценена мощность работы ресничек на подошве прудовой улитки Lymnaea stagnalis среднего размера, скользящей вверх в анаэробной среде. Установлено, что на подошве находится порядка 1,3-10 9 ресничек, их общая мощность составляет 1,47-10 -6 Вт, мощность одной реснички - 1,1-10 -15 Вт и одного ресничного биения - 1,1-10 -16 Вт.

БЕЛЕВЦЕВ М.В., ЗОРИН В.П., ЗОРИНА Т.Е., КРАВЧЕНКО И.Е., ШМАН Т.В., ЯНКОВЕКИЙ И.В. — 2015 г.

Проведено исследование фотофизических свойств и фотосенсибилизирующей активности этерифицированных производных хлорина еб - диметилового и триметилового эфиров - в различных растворах и в составе липосомальных форм. Включение в липосомальную форму производных хлорина еб обеспечивает их мономерность в водных растворах, позволяет полностью сохранять оптимальные фотофизические свойства и фотохимическую активность. Установлено, что скорость перераспределения диметилового эфира хлорина еб из липидных везикул на клетки значительно выше в сравнении с триметиловым эфиром хлорина еб, белки сыворотки крови оказывают разнонаправленное влияние на данный процесс. На клеточных культурах показано, что применение липосомальных форм производных хлорина е б значительно снижает их цитотоксичность; при этом сохраняется высокий цитотоксический эффект фото- динамического воздействия этерифицированных производных хлорина е б.

ВАЙСМАН Н.Я., ФЕДОРОВ В.И. — 2015 г.

Девственных самок дрозофил стрессировали помещением в ограниченное пространство без корма на 3 ч. Часть мух в течение 30 мин подвергли терагерцовому облучению в диапазоне частот 0,1-2,2 ТГц. Затем облученных и необлученных мух спаривали с самцами. Исследовали потомство F1 зрелых и незрелых на момент облучения яйцеклеток (кладки на 1-2-е и 9-10-е сутки после облучения). Регистрировали продолжительность жизни отдельных особей. Показано, что терагерцовое излучение не оказывает влияния на среднюю и абсолютную продолжительность жизни потомства F1 обоего пола. В отклике выживаемости на терагерцовое излучение обнаружен половой диморфизм. Кривые выживаемости самцов, развившихся из зрелых и незрелых на момент облучения яйцеклеток, достоверно отличаются от соответствующего контроля, тогда как в случае самок кривые выживаемости сходны с контролем. Сделан вывод о том, что терагерцовое излучение оказывает отдаленное влияние на выживаемость потомства F1 мужского пола.

ФЕСЕНКО Е.Е., ШИШОВА Н.В. — 2015 г.

В обзоре предпринята попытка оценить известные свойства газогидратов и образующих их газов с точки зрения механизмов криоповреждений и криозащиты, рассмотреть работы по замораживанию биологического материала в присутствии инертных газов и проанализировать перспективы развития этого направления. Для этого проведен поиск информации по физическим свойствам газов и газогидратов, проведено сопоставление процессов, протекающих при образовании газовых гидратов и водного льда, проанализировано влияние образования и роста газовых гидратов на структуру биологических объектов. Сделан краткий обзор биологического действия ксенона, криптона, аргона, углекислого газа, сероводорода, угарного газа с акцентом на гипотермические условия и возможное применение данных свойств в технологиях криоконсервации. П роанализированы описания существующих экспериментов по криоконсервации биологических объектов с применением газов. На основании найденной информации обозначены наиболее перспективные направления работ в области криоконсервации биологических объектов с применением газов и сделана попытка прогнозирования потенциальных проблем в этой области.

БЛЮХТЕРОВА Н.В., ВАРФОЛОМЕЕВ С.Д., ГОЛЬДБЕРГ В.А., КОРМАН Д.Б., ОСТРОВСКАЯ Л.А., РЫКОВА В.А., ФОМИНА М.М. — 2015 г.

Обнаружен противоопухолевый эффект полимера аспарагиновой кислоты полисукцинимида на моделях солидных опухолей мышей - карциноме Льюис, аденокарциноме Акатол, аденокарциноме Са-755. Ингибирование роста опухолей составляет 60-80% по сравнению с контролем. Установлена антиметастатическая активность полисукцинимида, выражающаяся в ингибировании развития метастазов опухоли в легкие на 60% по сравнению с контролем на модели карциномы Льюис. Показано, что полисукцинимид не вызывает существенного сдвига значений рН в опухоли (лимфолейкоз P-388, аденокарцинома Акатол) в область кислых значений. Проведенное экспериментальное исследование свидетельствует о целесообразности дальнейшего углубленного доклинического изучения противоопухолевых свойств и механизма действия препарата полисукцинимид.