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.

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

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

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

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

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

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» [35,36,41,42,43,44]

Публикации. Лактоферрин.▼

наверх

Разработаны методики количественного определения более 150 лекарственных соединений и их метаболитов в биоматериале с помощью высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии [37,45].

Разработаны методики контроля подлинности и качества алкоголь содержащей продукции [38] (Публикации).

наверх

1. Лактоферрин.
2. Меланины.
3. Биофабрика белкового лекарства (Беларуская думка № 10, октябрь 2011. http://beldumka.belta.by).

наверх

Страница обновлена: 08.08.2022 19:07