научный журнал по химии Биоорганическая химия ISSN: 0132-3423

БРАГИНА Н.А., ЖДАНОВА К.А., МИРОНОВ А.Ф., НГУЕН Х.К., УВАРОВА В.С., ЧУПИН В.В., ШВЕЦ В.И. — 2015 г.

Созданы наночастицы на основе сферических аморфных наночастиц смеси тритерпеноидов бересты и амфифильных мезо-арилпорфиринов и изучены методами электронной микроскопии, динамического светорассеяния, УФ-спектроскопии и флуориметрии. Показана эффективность включения порфиринового сенсибилизатора в наночастицы и возможность использования последних в качестве средств доставки лекарственных субстанций.

БЕЗРОДНЫХ Е.А., ВАРЛАМОВ В.П., КУЛИКОВ С.Н., ЛОПАТИН С.А., ТИХОНОВ В.Е. — 2015 г.

В отношении Klebsiella pneumoniae исследована антибактериальная активность узкодисперсных образцов олигохитозанов, различающихся по молекулярной массе, при различных значениях рН. Благодаря использованию буферной системы на основе органических кислот впервые установлено, что при увеличении рН среды выше 7.0 зависимость антибактериальной активности от молекулярной массы полимера претерпевает инверсию. Показано, что в кислых условиях более сильное ингибирующее действие характерно для образцов с большей молекулярной массой, а в слабощелочных условиях более активны формы хитозана, близкие к олигомерным. Предполагается, что антибактериальная активность хитозана определяется степенью протонирования его аминогрупп, которая является переменной величиной и зависит как от степени полимеризации вещества, так и значения рН среды. Полученные данные позволяют отчасти объяснить противоречивые сведения в литературе о взаимосвязи антибактериальной активности с молекулярной массой хитозана.

ВАНЧИКОВА Е.В., ГОЛОВЧЕНКО В.В., ОВОДОВ Ю.С., ПАТОВА О.А., ПОНОМАРЕВА С.А. — 2015 г.

С целью анализа достоверности определения массовой доли белка в образцах пектиновых полисахаридов по оптической плотности растворов в ультрафиолетовой и видимой области спектра, проведено сравнение одиннадцати методик, называемых методами: Флореса, Лоури, Бредфорд, Седмака, Руэмана (нингидриновая реакция), ультрафиолетовой спектрофотометрии, с реактивом Бенедикта, с реактивом Несслера, с амидовым черным, с бицинхониновым реактивом, биуретовым методом. В результате выявлена недостаточная чувствительность семи из перечисленных методов, не позволяющая рекомендовать их для этих целей. Методы Лоури, Бредфорд, Седмака и с реактивом Несслера можно использовать для определения содержания белка в образах пектиновых полисахаридов, причем метод Бредфорд может быть рекомендован для характеристики образцов пектиновых полисахаридов, если массовая доля белка в них не превышает 15%, и метод Лоури – для образцов с массовой долей белка более 15%.

АЙСИНА Р.Б., ВАРФОЛОМЕЕВ С.Д., ГЕРШКОВИЧ К.Б., ГУЛИН Д.А., МУХАМЕТОВА Л.И. — 2015 г.

Проведено сравнительное in vitro-исследование кинетики различных реакций, вовлекаемых в процесс тромболизиса, инициируемый стрептокиназой (SK) и рекомбинантной стафилокиназой (STA). При взаимодействии плазминогена (Pg) с SK или STA в эквимолярных соотношениях скорость образования и удельная эстеразная активность комплекса плазмина (Pm) c SK (Pm·SK) была выше, чем комплекса Pm·STA. При этом каталитическая эффективность (kcat /Km) гидролиза хромогенных субстратов плазмина комплексом Pm·SK была в 2 раза выше, чем комплексом Pm·STA. В отсутствие фибрина каталитическая эффективность (kPg/KPg) активации гликоформы II Glu-плазминогена и Lys-плазминогена комплексом Pm·SK была выше, чем комплексом Pm·STA. Однако присутствие фибрина повысило kPg/KPg активации обоих плазминогенов гликоформы II комплексом Pm·STA более значительно, чем комплексом Pm·SK благодаря снижению KPg. Показано, что, в отличие от STA (15.5 кДа), молекула SK (47 кДа) создает значительные стерические затруднения для взаимодействия плазмина в комплексе Pm·SK с белковыми ингибиторами. Кроме того, SK вызывала большую деградацию фибриногена в плазме, чем STA. Комплексы Pm·SK и Pm·STA лизировали фибриновые сгустки в буфере с близкими скоростями, в то время как скорости лизиса плазменных сгустков, погруженных в плазму, комплексом Pm·STA была значительно выше, чем комплексом Pm·SK. Обнаружено, что видовая специфичность STA и SK определяется, в основном, скоростью образования и эффективностью комплексов Pm·SK и Pm·STA в активации аутологического плазминогена. Эффективность лизиса плазменных сгустков млекопитающих падала в ряду: человек > собака > кролик для SK и собака > человек > кролик для STA. Полученные результаты показывают, что в чистой системе SK является более эффективным активатором плазминогена, чем STA. В системе, содержащей фибрин и 2AP, активаторная и фибринолитическая активности STA выше, чем SK, благодаря повышенной стабильности в плазме и фибрин-специфичности STA, быстрой реакции комплекса Pm·STA с 2AP и способности STA к рециклизации в присутствии 2AP.

КОЗЛОВ С.А., МИКОВ А.Н. — 2015 г.

В настоящий момент поиск новых лекарств на основе ядов животных (venom-based drug discovery) переживает второе рождение: фармкомпании постепенно осознают потенциал ядов животных как комбинаторных библиотек биологически-активных веществ. Морские анемоны – животные, которые производят наиболее разнообразные по структуре полипептидные компоненты яда, что отличает их от большинства других ядовитых животных. В обзоре рассмотрены известные полипептидные токсины из ядов морских анемон, в первую очередь, с учетом их классификации по структурным признакам. Внутри каждого класса проанализированы наиболее яркие функциональные особенности этих полипептидов.

ДЕЕВ С.М., ЛЕБЕДЕНКО Е.Н. — 2015 г.

В мини-обзоре суммированы данные работ за последние 5 лет по созданию универсальной модульной платформы, предназначенной для конструирования супрамолекулярных агентов для тераностики, на примере мультифункциональных гибридных агентов для визуализации и уничтожения раковых клеток. Описано применение адаптерной белковой системы барназа:барстар для получения адресных мультифункциональных гибридных структур на основе высокоспецифичных пептидов и мини-антител в качестве нацеливающих модулей и рекомбинантных белков и/или наночастиц различной природы (квантовые точки, нанозолото, магнитные частицы, наноалмазы, апконвертирующие нанофосфoры, полимерные наночастицы) в качестве модулей, обеспечивающих визуализацию и различные виды повреждающего воздействия на раковые клетки. Рассмотрены перспективы создания селективных и высокоэффективных соединений для тераностики и персонифицированной медицины.

АДАМОВА И.Ю., АЗЬМУКО А.А., АФАНАСЬЕВА М.И., ЛЕВАШОВ П.А., ОВЧИННИКОВА Е.Д., ПОКРОВСКИЙ С.Н., ФРИД Д.А. — 2015 г.

Предложена новая методика получения аффинных сорбентов на основе лигандов – тирамина и триптамина. Для полученных хроматографических материалов были исследованы сорбционные характеристики. Показано, что триптамин-сефароза и тирамин-сефароза эффективно связывают IgG, IgA, липопротеид (а) (Lp(a)) и липопротеиды низкой плотности (LDL) из плазмы крови. Сорбционная емкость (мг/мл геля) составила IgG – 4–9, IgA – 2–4, Lp(a) – 3–5 и LDL – 5–7. Обнаружено, что Lp(a) и IgG могут связываться с сорбентом как независимо, так и в виде комплекса Lp(a) с IgG, существование которого может говорить о наличии у некоторых пациентов аутоантител к Lp(a). Новые сорбенты просты в синтезе, стабильны при использовании и хранении, могут применяться в медицинских и биотехнологических целях для связывания Lp(a), LDL, IgG, IgA.

ЛАВРИК О.И., ЛЕБЕДЕВА Н.А., РЕЧКУНОВА Н.И. — 2015 г.

Геномная ДНК постоянно повреждается под действием внешних факторов и внутренних реакционноспособных метаболитов. К наиболее распространенным повреждениям ДНК относится образование апуриновых/апиримидиновых сайтов (АР-сайтов), которые возникают в результате действия ДНК-гликозилаз, а также спонтанного гидролиза N-гликозидных связей. Химическая реакционноспособность AP-сайтов является причиной образования разрывов в молекуле ДНК, а также сшивок ДНК-белок и ДНК-ДНК. Репарация AP-сайтов – один из важнейших механизмов сохранения стабильности генома. Несмотря на то, что основные участники репарации AP-сайтов достаточно хорошо изучены, обнаруживаются новые белки, которые могут быть вовлечены в этот процесс в качестве “запасных игроков”, либо могут выполнять определенные специализированные функции. Предлагаемый обзор посвящен одному из таких белков, тирозил-ДНК-фосфодиэстеразе 1 человека (Tdp1), для которой мы недавно показали, что помимо своей основной активности удалять ковалентные аддукты топоизомеразы I (Top1) и ДНК, этот фермент способен гидролизовать АР-сайты в ДНК и инициировать их репарацию. Впервые Tdp1 была обнаружена в дрожжах Saccharomyces cerevisiae как фермент, гидролизующий ковалентную связь между остатком тирозина и 3-фосфатной группой ДНК. Tdp1 считается основным ферментом, осуществляющим репарацию необратимых комплексов топоизомеразы I с ДНК, которые стабилизируются в присутствии ингибиторов Top1, таких как камптотецин, поэтому Tdp1 может служить важной мишенью для разработки ингибиторов – антираковых препаратов. Кроме этого, Tdp1 удаляет широкий спектр 3-концевых модифицированных звеньев в ДНК, а также 3-концевые нуклеозиды и их производные с образованием 3-фосфата. Способность Tdp1 расщеплять АР-сайты позволяет предположить ее участие в процессе эксцизионной репарации оснований в качестве альтернативного фермента вместо АР-эндонуклеазы 1 – основного фермента, гидролизующего АР-сайты в процессе репарации ДНК.

АЗЬМУКО А.А., АРЕФЬЕВА Т.И., БЕСПАЛОВА Ж.Д., КРАСНИКОВА Т.Л., МОЛОКОЕДОВ А.С., ПАЛЬКЕЕВА М.П., ПЫЛАЕВА Е.А., РУЛЕВА Н.Ю., СИДОРОВА М.В. — 2015 г.

Твердофазным методом с использованием Fmoc-технологии проведен синтез ряда цистеинсодержащих линейных фрагментов моноцитарного хемотаксического белка-1 и хемокинового домена фракталкина и их аналогов, в которых остаток цистеина был модифицирован или заменен остатком серина. На основе линейных предшественников получены химерные молекулы – симметричные или несимметричные дисульфиды. Изучено влияние синтезированных соединений на клеточную подвижность in vitro. Показано, что пептиды, стимулирующие миграцию моноцитов, содержат в своем составе остаток цистеина со свободной тиольной группой. Пептиды с блокированной SH-группой цистеина, с заменой остатка цистеина на серин, а также дисульфидные химерные молекулы хемокинетическими свойствами не обладают.

АЛХОНЕН Л., ВЕЙСЕЛЬ Я., ВЕПСАЛАЙНЕН Й., КЕЙНАНЕН Т.А., КОЧЕТКОВ С.Н., ХИВОНЕН М.Т., ХОМУТОВ А.Р., ХОМУТОВ М.А. — 2015 г.

Неизвестные ранее энантиомерно чистые (R)- и (S)-1,8-диамино-3-метил-4-азанонаны (3-MeSpds) синтезированы с высокими суммарными выходами и высокой оптической чистотой из коммерчески доступных R- и S-изомеров N-Boc-2-аминопропанола-1. Обсуждаются возможности использования R- и S-изомеров 3-MeSpd для изучения стереоспецифичности системы транспорта полиаминов в клетки и особенностей дезоксигипузинсинтазной реакции.

ABDEL-MOHSEN SH. A., HUSSEIN E.M. — 2014 г.

A green, novel, rapid, and efficient protocol is developed for the synthesis of various Schiff bases from 4-amino-2-thioxo-1,3-diazaspiro[5.5]undec-4-ene-5-carbonitrile using ammonium chloride as a very inexpensive and readily available reagent in refluxing ethanol. High yields, easy work-up, and short reaction times are advantages of this environmentally benign procedure. The prepared compounds were screened for their anti-inflammatory activity “at a dose of 10 mg/kg body weight”, which revealed promising activities relative to indomethacin used as a reference standard in this study.

ABDALLA MOHAMED M., AL-OMAR MOHAMED A., AMER MOHAMED S., AMR ABD EL-GALIL E., HUSSAIN AZZA A. — 2014 г.

In continuation of our previous work, fused steroidal derivatives with pyrane, pyridine, pyrimidine moieties were synthesized and evaluated as androgenic-anabolic agents. Some of the newly synthesized compounds are exhibited pronounced androgenic-anabolic activities.

MANSOUR GHAFFARI-MOGHADDAM, MANSOUREH RAKHSHANIPOUR, MOSTAFA KHAJEH, YAMIN YASIN, ZAHRA YEKKE-GHASEMI — 2014 г.

There are very chemical reactions with very slow rates which can be catalyzed by enzymes. These biocatalysts need to moderate conditions for their catalytic activity and are stable in low temperature (between 15–50°C), average pH (5–10) and aqueous media. One of important things in enzymatic synthesis which has been recently noticed is the yield of reactions. Nowadays wide application of response surface methodology (RSM) was observed in organic chemistry. In one-variable-at-a-time technique only one parameter is changed and other parameters are kept at a constant level. It does not study the interactive effects among the variables, and does not illustrate the complete effects of the parameters on the process. Increasing the yield of product without increase in casts is carried out by modeling and optimization of reaction variables through statistical techniques such as RSM. In this paper, we reviewed some articles that used the RSM for optimization in the enzymatic synthesis.

AFSHIN MALEKI, ARAM FARAJI, HIUA DARAEI, LOGHMAN ALAEI — 2014 г.

Four stepwise multiple linear regressions (SMLR) and a genetic algorithm (GA) based multiple linear regressions (MLR), together with artificial neural network (ANN) models, were applied for quantitative structure-activity relationship (QSAR) modeling of dissociation constants (Kd) of 62 arylsulfonamide (ArSA) derivatives as human carbonic anhydrase II (HCA II) inhibitors. The best subsets of molecular descriptors were selected by SMLR and GA-MLR methods. These selected variables were used to generate MLR and ANN models. The predictability power of models was examined by an external test set and cross validation. In addition, some tests were done to examine other aspects of the models. The results show that for certain purposes GA-MLR is better than SMLR and for others, ANN overcomes MLR models.

CHAO LANG, CHENGXIANG CAI, JUNQIU LIU, SHUFEI JIAO, XIAOXI HU, YANZHEN YIN, YUN WANG, ZHONGFENG SHI — 2014 г.

A novel guest biomimetic glutathione peroxidase (3,3-tellurobis(propane-3,1-diyl) diadamantanecarboxylate, denoted as ADA-Te-ADA) was synthesized. ADA-Te-ADA functioned to overcome the disadvantages in the construction of building block for giant supramolecular biomimetic enzyme. To reveal the catalytic property of hydrophobic ADA-Te-ADA, the catalytic mechanism was investigated using PBS (phosphate buffer (pH 7.0. 50 mM))/methanol solvent mixture as assay solution. It indicated that ADA-Te-ADA exhibited typical enzyme catalytic behavior by saturation kinetics measurement. Importantly, ADA-Te-ADA exhibited the typical solvent-dependent catalytic behavior. And the highest catalytic rate 4.29 M ? min-1 was obtained when the volume ratio of PBs: methanol was 5 : 5. Especially, the catalytic rates obtained based on various substrates proved that ADA-Te-ADA slightly displayed special substrate selectivity, which was the ideal catalytic characterization of building block for giant supramolecular biomimetic enzyme. The successfully synthesis of ADA-Te-ADA might highlight for the understanding of the catalytic mechanism of hydrophobic guest biomimetic glutathione peroxidase. And it also might provide the basement for the construction of giant supramolecular biomimetic enzyme.

HENG WANG, LI FENG, LI LONG, QIAN JIAO, RONGJUN FANG, WEI TONG, WEIGUO ZHAO — 2014 г.

A large-scale RNA sequencing (RNA-seq) of mulberry (Morus L.) was carried out between two samples in regular and drought stress condition. In this research, de novo assembly was performed, and totally 54 736 contigs were obtained from the reads, including the scaffolded regions. 1051 genes were identified that were significantly differently expressed between the two samples. As determined by Gene Ontology (GO) annotation and the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway mapping, 10 110 GO terms and 247 pathways were assigned and then analyzed. Thousands of SSR markers produced in this study will enable genetic linkage mapping construction and gene-based association studies. Seven unique genes showing different expression level in control and drought stress groups were subsequently analyzed and identified by real-time PCR. For lack of mulberry whole genome information, transcriptome and de novo analysis from the two samples will provide important and useful information for later research and help genetic breeding of mulberry.

CHANNE GOWDA D., SHANTHARAM C.S., SUHAS R., SUYOGA VARDHAN D.M. — 2014 г.

Protein glycation is believed to play an important role in the development of long-term disorders associated with diabetic complications. In view of the wide occurrence of advanced glycation end products (AGEs) and the oxidative stress derived from them in a variety of diabetic complications, it would be of great interest to identify and develop AGE inhibitors. In this study, synthesis and in vitro antiglycation activity of a small library of forty urea/thiourea derivatives of Phe/Tyr/Glu/Lys–benzisoxazole hybrids are reported. Structures of the compounds were confirmed by IR, NMR, mass spectrometry, and elemental analysis. Most of the title compounds exhibited promising activity. Best antiglycation activity was found for Tyr analogue with methoxy group as a substituent particularly at the para position with IC50 value of against the positive control, Rutin, with IC50 = 41.9 . Thus, the title compounds represent novel class of potent antiglycating agents.

TODOROVA R. — 2014 г.

A relationship was found between the Amino acid (AA) composition, Intrinsic Protein Disorder (IPD) and Protein Binding Regions (PBRs) of the functional regions of Ewings sarcoma protein (EWS) and oncogenic EWS fusion proteins (EFPs). EWS has high IPD and 64% predicted Disordered Binding Regions (DBRs) by ANCHOR. The native Transcription Factors, fused to EWS Activation Domain (EAD) in EFPs, show high DBRs in N-terminal domain and relatively low in C-terminal domain. EFPs oncogenic function is related to IPD and PBRs probabilities, high around breakpoint and decreased in the fused Transcription Factor. The increased IPD in EAD around (AA 82), and the small RBRs around (AAs (50–60) and 100) are consistent with the reported physical interactions with RNA Polymerase II subunits. The AAs (228–264) of EWS, interacting with ZFM1 (SF1), correspond to two peaks of DBRs by Anchor and high IPD by IUPred. The IQ domain of EAD (AAs 258–280) that is phosphorylated by PKC and interacts with calmodulin, has high IPD and DBRs probability. The Ser266, conserved site of PKC phosphorylation, is situated in DBR and IPD region with about 100% probability. The small PBRs found in the EAD correspond to important physical protein-protein interactions, confirmed by experimental data. Thus regions of EWS and EFPs, included in functional interactions with other partners, are enriched of Protein Binding Regions by ANCHOR. The development of IPD- and PBRs-related, EWS-FLI1-directed specific therapies will help the design of antitumor agents against ESFT because of high patient mortality in cases of metastatic disease.

CHODKOWSKA A., JAGIELLO-WOJTOWICZ E., NIEWIADOMY A., PAWLOWSKI K., SARNA K. — 2014 г.

4-(1,3,4-Thiadiazol-2-yl)benzene-1,3-diols 5-substituted in the heterocyclic ring were obtained by the reaction of the commercially available hydrazides or thiosemicarbazides with sulfinylbis[(2,4-dihydroxyphenyl)methanethione]. The synthesized compounds were screened for their influence on CNS in the vivo model. Computer aided prediction tools were used for the evaluation of toxicological properties. Additionally, based on the Lipinski filters, the drug- likeness of compounds was assessed. They revealed that the compounds possess properties which can suggest favorable pharmacokinetics in the body after oral admission.

FENG LI, HENG WANG, LONG LI, RONGJUN FANG, WEIGUO ZHAO, YUHUA WANG, ZHAOYUE LIU — 2014 г.

A full-length cDNA sequence coding for Dehydration-responsive protein gene of mulberry tree, which we designated was MRD22 (GenBank accession number: JQ804833) was cloned based on mulberry expressed sequence tags (ESTs). MRD22 is 1503 bp long, contains a 334 bp 5-UTR (untranslated region) and a 563 bp 3-UTR, encodes 201 amino acids with a predicted molecular weight of 54.28 kDa and an isoelectric point of 9.35. Phylogenetic analysis based on MRD22 sequences from different species showed that mulberry has close relationship with Populus trichocarpa, Ricinus communis, Camellia sinensis, Gossypium hirsutum, Gossypium barbadense and so on. The expression level of the MRD22 gene under conditions of drought, low temperature and salt stresses was quantified by qRT-PCR. The results show that the expression level changed significantly under the stress conditions compared to the normal growth environment. It helps us to get a better understanding of the molecular basis for signal transduction mechanisms underlying the stress response in mulberry.