ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ КАТАЛАЗЫ ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

 

Алексашкин А.Д.

Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова,

Москва, Россия.

Студент III курса.

[email protected]

Научный руководитель: Балабушевич Н.Г.

 

Заболевания центральной нервной системы (ЦНС) сопровождаются активацией клеток микроглии, что приводит к выбросу активных форм кислорода (АФК), повреждающих нейроны. Введение антиоксидантных ферментов может способствовать уменьшению токсичного воздействия АФК. Каталаза входит в антиоксидантную систему защиты клеток от АФК, катализируя процесс окисления пероксида водорода до воды и молекулярного кислорода. При терапии заболеваний ЦНС антиоксидантные ферменты должны быть устойчивы к протеолизу и преодолевать гематоэнцефалический барьер. Возможное решение проблемы состоит в модификации каталазы для последующей внутривенной инъекции. Из множества способов конъюгации ферментов был выбран наиболее простой и дешевый путем ковалентной сшивки нескольких молекул каталазы глутаровым альдегидом (ГА). Целью настоящей работы было получение активных агрегатов каталазы с помощью модификации ГА.

Оптимизированы условия модификации каталазы в зависимости от рН, мольного соотношения реагентов и времени инкубации. По результатам исследования сохранения активности фермента и размеров агрегатов методом динамического светорассеяния оптимальная модификация каталазы происходила за 3 суток при рН 6 и молярном соотношении фермент: ГА 1:1000. Получены сшитые наночастицы фермента размером от 30 до 40 нм (отметим, что размер нативной каталазы составляет примерно 9 нм). Сохранение активности каталазы составило 50%. По данным гель-хроматографии на Сефадексе G-200 агрегаты размером 40 нм сохраняли 50% исходной активности, а агрегаты бóльших размеров полностью теряли активность. Исследовано сохранение активности каталазы в 10^-6М растворе трипсина. Модифицированная каталаза была в 1,5 раза более устойчива к протеолизу в течение 3 ч по сравнению с нативным ферментом.

Таким образом, получены активные и стабильные к протеолизу агрегаты модифицированной каталазы размером 30-40 нм, перспективные для преодоления гематоэнцефалического барьера и доставки фермента в ЦНС.

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОРФИРИН-ПОЛИМЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ CU(II) И CO(II)

 

Алопина Е.В.,¹ Агеева Е.С.²,Кузнецов О.Ю.³

¹ НИИ Макрогетероциклических соединений Ивановского государственного химико-технологического университета,

Иваново, Россия.

Молодой учёный.

[email protected]

² НИИ Макрогетероциклических соединений Ивановского государственного химико-технологического университета, Иваново, Россия. Молодой учёный.

³ Ивановская государственная медицинская академия “Росздрава”, Иваново, Россия..

Научный руководитель: Агеева Т.А.

 

Комплексообразование с солями металлов является одним из наиболее важных свойств порфириновых лигандов, поскольку, как правило, свою биологическую активность и практически полезные свойства они проявляют именно в виде комплексов с металлами. Это становится возможным благодаря образованию четырех эквивалентных или почти эквивалентных σ-связей N M, то есть в результате заполнения вакантных s -, а также p - и d -орбиталей соответствующей симметрии [1]. Процессы взаимодействия металлсодержащих частиц с биополимерами (белками, нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и др.) и клетками играют важнейшую роль в ферментативном катализе, биосорбции, геобиотехнологии и биогидрометаллургии, в ходе биоминерализации и т.п. Особая роль полученных порфиринсодержащих полимеров, кроме обеспечения связывания полиядерных комплексов за счет координирования ионов металлов, с элементами пептидной цепи исследуемых бактерий, - создание оптимального микроокружения активного центра для его эффективного функционирования. Смешанно валентные кластеры переходных металлов функционируют во многих ферментах и редокс-активных металлопротеинах. Они обеспечивают перенос электронов на большие расстояния.

Была проведена реакция комплексообразования мезо -нитрофенил-β-формил-трифенилпорфирина с солями меди и кобальта в смеси растворителей. Полученные металлокомплексы охарактеризованы электронными спектрами поглощения. Исследован процесс иммобилизации полученных порфириновых металлокомплексов на поливиниловом спирте (ПВС) в диметилформамиде. Для оценки биологической активности препаратов использовали диффузный метод оценки воздействия антибиотиков на тест-культуры микроорганизмов: Escherichia coli М-17, Staphylococcus aureus и Candida albicans. Отмечена наибольшая антибактериальная активность для иммобилизата, содержащего медь (II) мезо -нитрофенил-β-формил-трифенилпорфирин в отношении культур Staphylococcus aureus и Candida albicans. Антибактериальное действие иммобилизата возможно объясняется воздействием самого атома металла входящего в комплекс, а так же окислительной активностью нитрогруппы, способной восстанавливаться за счет соединений плазматической мембраны бактерий, нарушая ее структуру и приводя к гибели бактерий.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 11-03-01000.

 

Литература:

[1] Березин Д.Б. Макроциклический эффект и структурная химия порфиринов: М.: КРАСАНД, 2010, 51с.