Biomedical Chemistry - Research and Methods (E-Journal)
Not a member yet
181 research outputs found
Sort by
Идентификация белков плазмы крови человека с использованием внутренних пептидных стандартов в панорамном протеомном анализе
No full textLC-MS/MS allows identification of thousands of proteins in the complex proteomes. However, a significant part of a proteome remains inaccessible for identification due to the absence or poor quality of MS/MS spectra. The method described herein allows identifying the desired proteins of human blood plasma by comparing aligned chromatographic data of digested by trypsin sample and the same sample with spikedin synthetic peptides. Identification of human blood plasma proteins is archived by assigning tandem mass spectra of spiked-in peptides to the corresponding aligned chromatographic peaks of proteolytic peptides. Using the described approach we have identified 19 low abundant proteins in human blood plasma, which corresponded to 19 synthetic peptides used in the study. SRM verification of the identifications with isotopically labelled standards (SIS) confirmed the presence in the plasma of above 17 proteins.Использование метода панорамной жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС) позволяет идентифицировать в сложных протеомах до нескольких тысяч белков. Однако значительная часть протеома остается недоступной для идентификации из-за отсутствия или плохого качества МС/МС спектров. Описываемый в данной работе метод повышает вероятность идентификации белков плазмы крови человека путем выравнивания хроматографических данных образца смеси протеолитических пептидов и этого же образца, разбавленного синтетическими пептидами. Такая идентификация происходит в результате сопоставления тандемных масс-спектров синтетических пептидов с соответствующими выровненными хроматографическими пиками протеолитических пептидов. Используя данный подход, мы выявили 19 низко представленных белков плазмы крови человека, соответствующих 19 синтетическим пептидам, выбранным для исследования. Проверка идентификаций методом мониторинга диссоциативных переходов с изотопно-мечеными стандартами подтвердила наличие в плазме 17 белков
Методы анализа лекарственных препаратов
Get PDFModern methods of analysis of drugs for their quantitative assessment are considered. Particular attention is paid to the electrochemical methods of drug registration, based on the reaction of electrooxidation of molecules. Systems and materials for modifying electrodes are described, as well as methods for producing modified electrodes for electrochemical reactions on the surface of electrodes. The authors present data on the electroanalysis of acetaminophen, diclofenac, ibuprofen, omeprazole, using electrodes modified with carbon nanomaterials based on carbon nanotubes and graphene. It was shown that electroanalytical methods allow the registration of therapeutic drugs in a wide range of detectable concentrations (0.1 μМ - 10 mM), which can be used to work with biological fluids (plasma, blood, urine), to conduct drug monitoring and study drug-drug interactions.Рассмотрены современные методы количественного анализа лекарственных препаратов. Особое внимание уделено электрохимическим методам регистрации лекарственных средств, основанным на реакции электроокисления молекул. Описаны системы и материалы для модификации электродов, а также методы получения модифицированных электродов для электрохимических реакций на поверхности электродов. Приведены данные авторов по электроанализу ацетаминофена, диклофенака, ибупрофена, омепразола с помощью электродов, модифицированных углеродными наноматериалами на основе углеродных нанотрубок и графена. Показано, что электроаналитические методы позволяют регистрировать терапевтические препараты в широком диапазоне определяемых концентраций (0.1 мкМ – 10 мМ). Они могут быть использованы для работы с биологическими жидкостями (плазма, кровь, моча), для проведения лекарственного мониторинга и исследования межлекарственных взаимодействий
Система антиоксидантной защиты слюны при немелкоклеточном раке легкого
Get PDFThe purpose of the study was to study parameters of the antioxidant protection system in saliva for non-small cell lung cancer. In the case-control study, included 683 volunteers, which were divided into 3 groups: primary (lung cancer patients, n = 290), comparison group (patients with nonmalignant pulmonary pathologies, n = 178) and control (conditionally healthy individuals, n = 215). Biochemical examination of saliva, histological verification of the diagnosis were carried out for all participants. The parameters of the antioxidant defense was determined spectrophotometrically. Intergroup differences were estimated by a nonparametric criterion. Saliva of lung cancer patients was characterized by imbalance in the antioxidant defense. It is shown that the activity of the enzymes of the first link of antioxidant protection (catalase, SOD) was significantly reduced (p ˂ 0.0001), whereas activity of salivary peroxidases increase (p = 0.0037). The parameters of non-enzymatic protection varied in opposite directions: the level of uric acid in lung pathologies decreases (p = 0.0399), whereas albumin concentration increased, under these conditions, it begins to exhibit prooxidant properties. Differences between adenocarcinoma and squamous cell lung cancer have been found in terms of the mode of the dynamics of antioxidant protection parameters. Probably, against the background of squamous cell lung cancer, an enzymatic link (catalase, SOD) contributes to the antioxidant protection system, whereas against adenocarcinoma - nonenzymatic (uric acid, albumin).Цель исследования – изучение показателей системы антиоксидантной защиты в слюне при немелкоклеточном раке легкого. В исследовании «случай – контроль» приняли участие 683 добровольца, которые были разделены на 3 группы: основную (рак легкого, n = 290), группу сравнения (незлокачественные легочные патологии, n = 178) и контрольную (условно здоровые, n = 215). Всем участникам было проведено биохимическое исследование слюны, гистологическая верификация диагноза. Параметры антиоксидантной защиты определены спектрофотометрически. Межгрупповые различия оценены непараметрическим критерием. В образцах слюны пациентов с раком легких отмечено нарушение баланса антиоксидантной защиты в слюне. Активность ферментов первого звена антиоксидантной защиты (каталаза, SOD) существенно снижается (р ˂ 0.0001), тогда как активность пероксидаз слюны растет (р = 0.0037). Показатели неферментативной защиты меняются разнонаправленно: уровень мочевой кислоты при патологиях легких снижается (р = 0.0399), тогда как концентрация альбумина растет; в данных условиях он начинает проявлять прооксидантные свойства. Выявлены различия между аденокарциномой и плоскоклеточным раком легкого по характеру динамики показателей антиоксидантной защиты. Вероятно, на фоне плоскоклеточного рака легких больший вклад в систему антиоксидантной защиты вносит ферментативное звено (каталаза, SOD), тогда как на фоне аденокарциномы – неферментативное (мочевая кислота, альбумин)
Различаются ли показатели тромбоцитов и показатели воспаления в группах пациентов с хронической сердечной недостаточностью в соответствии с функциональными классами NYHA?
No full textIt is stated in the literature that thrombosis in the chronic heart failure (CHF) patients may be caused by interaction of inflammation and platelets. The incidence of venous thromboembolism in heart failure patients is found to be the highest in the patients classified as NYHA IV. We aimed to test the hypothesis that prothrombotic state depends on inflammation. We have compared the C-reactive protein (CRP), fibrinogen concentration, platelet count (PLT), mean platelet volume (MPV) and platelet aggregation in CHF patients’ groups according to New York Heart Association (NYHA). 203 patients with CHF with reduced ejection fraction (systolic heart failure classes I‒IV according to NYHA) were included in the study. There were no statistically significant differences in fibrinogen concentration, CRP, PLT and platelet aggregation between the groups according to NYHA. The MPV was statistically significant higher in NYHA IV group than in NYHA III, NYHA II and NYHA I groups (10.86 ± 1.14 and 9.78 ± 1.21 and 9.65 ± 1.22 and 9.21 ± 0.59 respectively, p = 0.006). There was a weak correlation between CRP and PLT (r = 0.293, p = 0.010), and between MPV and fibrinogen concentration (r=0.205, p=0.012). There was a moderate correlation between MPV and NYHA (r = 0.361, p < 0.001) and between fibrinogen concentration and CRP (r = 0.381, p < 0.001). MPV rising in the patients’ groups and correlation between MPV and NYHA class, and plasma fibrinogen concentration, correlation between PLT and CRP, correlation between CRP and NT-proBNP concentration confirm, that low inflammation can take place in the MPV rising.По данным ряда авторов, тромбоз у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) может быть обусловлен взаимодействием между воспалением и тромбоцитами. Установлено, что у пациентов с сердечной недостаточностью IV класса NYHA венозная тромбоэмболия встречается особенно часто. Чтобы проверить гипотезу о том, что протромботическое состояние зависит от уровня воспаления, мы сравнили концентрации С-реактивного белка (CRP) и фибриногена, а так же количество тромбоцитов (PLT), средний объем тромбоцитов (MPV) и агрегацию тромбоцитов в группах пациентов с ХСН в соответствии с классификацией Нью- Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA). В исследование были включены 203 пациента с ХСН со сниженной фракцией выброса (классы систолической сердечной недостаточности I ‒ IV по NYHA). Мы не выявили статистически значимые различия в концентрации фибриногена, CRP, PLT и агрегации тромбоцитов между группами в соответствии с NYHA. MPV был статистически значимо выше в группе NYHA IV, по сравнению с группами NYHA III, NYHA II и NYHA I (10.86 ± 1.14 и 9.78 ± 1.21 и 9.65 ± 1.22 и 9.21 ± 0.59 соответственно, p = 0.006). Слабая корреляция отмечена между CRP и PLT (r = 0.293, p = 0.010) и между концентрацией MPV и фибриногена (r = 0.205, p = 0.012). Также наблюдалась умеренная корреляция между MPV и классами NYHA (r = 0.361, р < 0.001) и между концентрацией фибриногена и CRP (r = 0.381, р < 0.001). Повышение MPV в группах пациентов и корреляция между MPV и классами NYHA, а также концентрация фибриногена в плазме, корреляция между PLT и CRP, а также корреляция между концентрацией CRP и NT‑proBNP свидетельствуют в пользу того, что, что при повышении MPV может иметь место слабое воспаление
Спектрометрическое определение констант ионизации оксимов — реактиваторов холинэстераз при различной температуре
Get PDFThe goal of study was the determination of the ionization constants for the oximes – cholinesterases reactivators in aqueous solutions at different temperatures. The wavelengths of absorption maxima of the protonated and deprotonated oxime groups, the molar extinction coefficients of the various oximes species, and the ionization constants for the oxime cholinesterases reactivators (isonitrosin, pralidoxime, dipyroxime, toxogonin, methoxime, carboxime and asoxime) were obtained using spectrophotometric data (wavelength 190 to 450 nm) in solutions (pH 5 – 12) at 20°C, 25°C and 37°C. The proportion of nucleophilic forms involved in the oxime-induced reactivation of phosphorylated cholinesterases was shown to be is positively dependent on the incubation medium pH value and temperature. A hypothesis that the temperature affects the oximes ability to reactivate phosphorylated cholinesterases has been proposed.Целью работы являлось определение значений констант ионизации оксимов – реактиваторов холинэстераз в водных растворах при различной температуре. Спектрометрически определены длины волн излучения в диапазоне от 190 нм до 450 нм, соответствующие максимумам поглощения протонированных и депротонированных оксимных групп, значения молярных коэффициентов светопоглощения различных форм и констант ионизации оксимов – реактиваторов холинэстераз (изонитрозин, пралидоксим, дипироксим, токсогонин, метоксим, карбоксим и азоксим) в растворах (pH 5 – 12) при температуре 20°C, 25°C и 37°C. Установлено, что доля нуклеофильных форм, участвующих в оксим-индуцированной реактивации фосфорилированных холинэстераз, положительно зависит от pH и температуры среды. Предложена гипотеза о влиянии температуры на реактивирующую способность оксимов в отношении фосфорилированных холинэстераз
Ингибирование активности каспазы-2 в клетках Т-клеточной лимфомы человека Jurkat при помощи переключающего сплайсинг олигонуклеотида к её пре-мРНК
Get PDFCaspase-2 is a key enzyme thinvolved in induction of apoptosis. The caspase-2 level is regulated by alternative splicing (AS) of its mRNA. The aim of this work was to determine the ability of an oligonucleotide complementary to Casp-2 pre-mRNA to induce AS. This oligonucleotide blocked the binding of splicing-regulating proteins to their sites at the end of exon 9 of Casp-2 pre-mRNA, leading to induction of AS of Casp-2 mRNA. The decrease in expression of full-size active splice-variant (Casp-2L) and the increase the expression of a shortened variant (Casp-2S) was demonstrated in human T-cell lymphoma Jurkat cell line. The expression level of total Casp-2 remained unchanged. Disproportion of splice variants of Casp-2 led to inhibition of enzymatic activity of caspase-2.Каспаза-2 является ферментом, участвующим в индукции апоптоза. Количество активного фермента каспазы-2 регулируется альтернативным сплайсингом (АС) её мРНК. Целью данной работы было определение способности олигонуклеотида, комплементарного пре-мРНК Casp-2, индуцировать АС. Данный олигонуклеотид блокировал связывание регулирующих сплайсинг белков со своими сайтами на конце экзона 9 пре-мРНК Casp-2, что приводило к индукции АС мРНК Casp-2: понижению экспрессии полноразмерного активного сплайс-варианта Casp-2L и повышению экспрессии укороченного варанта Casp-2S в клетках Т-клеточной лимфомы человека линии Jurkat. При этом уровень экспрессии общей Casp-2 не изменялся. Нарушуение пропорции сплайс-вариантов Casp-2 приводил к ингибированию ферментативной активности каспазы-2
Исследование канальных блокаторов NMDA рецептора в ряду конъюгатов метиленового синего с использованием QSAR и молекулярного моделирования
Get PDF29 conjugates of methylene blue and four chemical structures, including derivatives of carbazole, tetrahydrocarbazole, substituted indoles and γ-carboline, combined with a 1-oxopropylene spacer have been studied as channel blockers of the NMDA receptor (binding site of MK-801) by using four QSAR methods (multiple linear regression, random forest, support vector machine, Gaussian process) and molecular docking. QSAR models have satisfactory characteristics. The analysis of regression models at the statistical level revealed an important role of the hydrogen bond in the complex formation. This was also confirmed by the study of modeled by docking complexes. It was found that the increase in the inhibitory activity of the part of compounds could be attributed to appearance of additional H bonds between the ligands and the receptor.С использованием 4-х методов QSAR (множественная линейная регрессия, случайный лес, метод опорных векторов, гауссовский процесс) и молекулярного докинга исследованы в качестве блокаторов NMDA рецептора (сайт связывания МК-801) 29 конъюгатов метиленового синего и четырех типов соединений, включая производные карбазола, тетрагидрокарбазола, замещенных индолов и γ-карболина, объединенных 1-оксопропиленовым спейсером. Полученные QSAR модели имеют удовлетворительные характеристики. На основе анализа регрессионных моделей на статистическом уровне выявлена важная роль водородной связи при формировании комплекса. Это нашло подтверждение при исследовании моделей комплексов, полученных молекулярным докингом. Установлено, что увеличение ингибирующей способности части исследуемых соединений обусловлено появлением дополнительных Н-связей между лигандами и рецептором
Функционализация кальцийфосфатных материалов биологически активными соединениями белковой природы
Get PDFRecent approaches to the calcium phosphate (CaP) materials functionalization with drugs and biomolecules have been actively developed for bone defect reconstruction. However, the current techniques are low efficient in context of drug incorporation and non-controlled release from the materials. Eventually, continuous therapeutic effect in bone defect area couldn’t be achieved. The aim of this work was to develop an effective method for biologically active molecules incorporation onto the surface of CаP materials, and to study the dynamics of its release. Octacalcium phosphate (OCP), β-tricalcium phosphate (β-TCP) and β-tricalcium phosphate with biomimetic calcium phosphate layer (β-TCPmod.) were used as ceramic bioactive carriers. Bovine serum albumin (BSA) was used as a model compounds. BSA incorporation on the ceramics surface was performed by biomimetic co-precipitation from several buffer solutions containing the incorporated compound. The efficiency of biomolecules incorporation was evaluated by measuring BSA concentrations in solutions before and after materials incubation. The release of the incorporated molecules from the materials was investigated for 6 days. The structure and composition of the obtained materials were studied by application of XRD, FTIR, SEM, BET methods. It was shown that the OCP specific surface (surface area, (SBET)) was almost in 12 times higher than SBET of β-TCP. By using biomimetic approach the increase of β-TCP surface area in 1.6 times was achieved; this enhanced protein incorporation more than 3 times. The BSA biomimetic co-precipitation together with CaP on the OCP surface proved to be more effective than its adsorption from salt free solutions. The study of BSA release revealed that only 45% of loaded albumin released during 6 days of observation. Therefore, the effective method of CaP functionalization was developed. Based on biomolecules incorporation by biomimetic co-precipitation from CaP solutions, it provided a low rate of its release.В последнее время активно разрабатываются подходы к функционализации кальцийфосфатных (КФ) материалов лекарственными препаратами и биологически активными соединениями с целью использования их в качестве платформы для адресной доставки в зону костного дефекта. Однако существующие технологии характеризуются низкой эффективностью инкорпорации и неудовлетворительной скоростью высвобождения препаратов из материалов, не обеспечивающей постоянный и длительный терапевтический эффект в области дефекта. Целью данной работы стала разработка эффективного способа функционализации КФ материалов биологически активными соединениями и изучение динамики их высвобождения. В работе использовали гранулированные КФ материалы октакальциевый фосфат (ОКФ), β-трикальциевый фосфат (β-ТКФ) и β-ТКФ с дополнительным КФ слоем на поверхности (β-ТКФмод.), а в качестве модельного соединения - бычий сывороточный альбумин (BSA). Инкорпорацию BSA на поверхность керамики производили совместно с биомиметическим осаждением из различных КФ буферных растворов, содержащих инкорпорируемое соединение. Эффективность инкорпорации BSA оценивали, измеряя его концентрации в растворах до и после инкубации с материалами. Динамику выхода BSA из материалов исследовали в течение 6 суток. Поверхность и структуру КФ материалов исследовали с помощью комплекса методов: сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, ИК-Фурье спектрального анализа, низкотемпературной адсорбции азота. В работе показано, что удельная площадь поверхности (Sуд.) ОКФ составила 5.9 м2/г, β-ТКФ – 0.5 м2/г. Модификация поверхности β-ТКФ привела к увеличению Sуд. в 1.6 раз и увеличению количества встроенного BSA на его поверхность в 3 раза. Совместная преципитация BSA и фосфатов кальция в процессе биомиметического осаждения была значительно эффективнее адсорбции BSA без использования КФ растворов. Исследование динамики высвобождения BSA из функционализированного ОКФ выявило, что в течение 6 суток наблюдения высвобождается 45% встроенного в материал белка. Таким образом, был разработан эффективный метод функционализации КФ материалов, основанный на инкорпорации биологически активных соединений совместно с биомиметическим осаждением из кальций- фосфатного раствора и обеспечивающий низкую скорость их высвобождения
Контроль качества меченых FITC белков для интерактомных исследований методами капиллярного SDS гель-электрофореза и SPR биосенсором
Get PDFThe technology of dye-labeled proteins has many fields of application, especially in interactomics. The aim of this work was to adapt protocol of conjugation of low molecular weight (12 – 15 kDа) heme-containing proteins with fluorescein isothiocyanate, isomer I, (FITC) for subsequent protein-protein interaction studies. We have monitored the quality of FITC-labeling of the target protein and comparative assessment of its binding capacity. Using the cytochrome C (Mw 12 kDа) as an example, it has been shown that using the three step method approach including conventional spectrophotometry, capillary gel electrophoresis and SPR analysis it is possible to assess: (i) the capability of the FITC-labeled target protein to interact with its protein partner and protein material from tissue lysates, (ii) the fact of dye conjugation with the protein, and (iii) the quality of purification for final protein preparation from unreacted free dye moleculesТехнология меченых красителем белков имеет очень много областей использования, в том числе и для интерактомных исследований. Целью данной работы была оценка применимости протокола мечения белков флуоресцеин изотиоционатом (изомер I, (FITC)) для белков с небольшой молекулярной массой (12 –15 кДа) путем их ковалентной конъюгации с FITC, а также контроль качества включения метки в белок и сравнительная оценка его способности к белок-белковым взаимодействиям. На примере цитохрома с (12 кДа) было показано, что комбинированное использование методов традиционной спектрофотометрии, капиллярного гель-электрофореза и SPR-анализа позволяет сделать выводы о: а) сохранении способности меченого целевого белка взаимодействовать с белками-партнёрами и белковым материалом тканевых лизатов; б) факте включения метки в белок; в) качестве очистки финального белкового препарата от не прореагировавших с ним свободных молекул красителя
Применение ИК-Фурье-спектроскопии слюны для экспресс-оценки уровня продуктов липопероксидации
No full textInfrared spectroscopy of saliva is an express and non-invasive method of analysis, applicable for diagnostics of various diseases and for studying metabolic processes and adaptive changes in the body. The goal of this study was to determine possibility of analyzing the products of lipid peroxidation (LPO) by using IR spectroscopy of saliva on the example of oncological diseases. The study involved 203 patients with lung cancer (n = 40), breast cancer (n = 50) and the control group (n = 113). Saliva samples were collected in the morning after overnight fast. The content of LPO products (conjugated dienes, and trienes, Schiff bases, malonic dialdehyde MDA) was determined in all samples and the IR absorption spectra were recorded in the range of 500–4000 cm–1. In the IR spectra, an increase in the intensity of the absorption bands of lipids was observed; it corresponded to an increase in the total lipid content and correlated with the content of MDA, and a decrease in the intensity of vibrations of oxygen-containing groups, which corresponded to a negative correlation with secondary LPO products. Apparently, on the IR spectra, we simultaneously register both primary, intermediate, and final LPO products. Statistically significant regression equations were obtained, allowing to estimate the content of intermediate LPO products - conjugated triene, and Schiff bases. The proposed method allows to monitor LPO processes, as well as to characterize the direction of the equilibrium shift in these processes.ИК-спектроскопия слюны является экспрессным и неинвазивным методом анализа, что позволяет использовать его как для диагностики ряда заболеваний, так и для изучения метаболических процессов и адаптационных изменений, происходящих в организме. Целью настоящего исследования было определение возможности анализа продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) с использованием ИК-спектроскопии слюны на примере онкологических заболеваний. В исследовании приняли участие 203 человека: больные раком легкого (n = 40), раком молочной железы (n = 50) и контрольная группа (n = 113). Пробы слюны собирали утром натощак. Во всех образцах определяли содержание продуктов ПОЛ (диеновых и триеновых конъюгатов, оснований Шиффа, малонового диальдегида – МДА) и регистрировали ИК-спектры поглощения в диапазоне 500 – 4000 см-1. На ИК-спектрах наблюдали увеличение интенсивностей полос поглощения липидов, что соответствует росту их общего содержания и коррелирует с содержанием МДА, и уменьшение интенсивностей колебаний кислородсодержащих групп, что соответствует отрицательной корреляции с вторичными продуктами ПОЛ. По-видимому, на ИК-спектрах мы регистрируем одновременно как первичные, промежуточные, так и конечные продукты ПОЛ. Получены статистически значимые уравнения регрессии, позволяющие оценивать содержание промежуточных продуктов ПОЛ – триеновых конъюгатов и оснований Шиффа. Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный метод позволяет проводить наблюдение процессов ПОЛ в динамике, а также характеризовать направление смещения равновесия в данных процессах