Biomedical Chemistry - Research and Methods (E-Journal)
Not a member yet
181 research outputs found
Sort by
Исследование адъювантных свойств хитозана в комплексе с рекомбинантным белком F наружной мембраны и рекомбинантным анатоксином Pseudomonas aeruginosa
Get PDFThe aim of the study was to investigate adjuvant properties of chitosan in comparison with aluminum hydroxide during immunization with recombinant proteins of Pseudomonas aeruginosa. We used recombinant outer membrane protein F (OprF) and recombinant toxoid of P. aeruginosa, to which 0.5% chitosan preparation dissolved in glutamic acid with pH 5.0 or aluminum hydroxide gel were added. The ratios of aluminum hydroxide to protein of 3:1 and 1:1 were tested, and chitosan was added at 100 μg and 50 μg for one immunizing dose. The resulting preparations were administered to mice intraperitoneally twice with a two-week interval, and then two weeks later the animals were infected intraperitoneally with P. aeruginosa (PA-103). It was shown that double administration of the recombinant OprF protein at a dose of 25 μg and recombinant toxoid at a dose of 50 μg with both aluminum hydroxide and chitosan contributed to the development of equivalent protective properties. With the complex introduction of two recombinant proteins, an increase in protective properties was observed using both adjuvants. The possibility of using antigens without adjuvant and reducing their immunizing dose during booster immunization was investigated. It turned out that a two-fold reduction in the immunizing dose did not reduce the protective effect upon repeated administration, and in the case of chitosan, an increase in the immune response was observed during booster immunization with recombinant antigens without an adjuvant. Thus, for the recombinant proteins of P. aeruginosa, the adjuvant properties of chitosan were revealed. They are not inferior in the induction of protective properties to aluminum hydroxide.Целью исследования было изучение адъювантных свойств хитозана в сравнении с гидроксидом алюминия при иммунизации рекомбинантными белками Pseudomonas aeruginosa. В работе использовали рекомбинантный белок F наружной мембраны (OprF) и рекомбинантный анатоксин P. aeruginosa, к которым добавляли 0.5% препарат хитозана, растворенный в глутаминовой кислоте с pH 5.0 или гель гидроксида алюминия. Испытали соотношение гидроксида алюминия к белку 3:1 и 1:1, а хитозан добавляли в количестве 100 мкг и 50 мкг для одной иммунизирующей дозы. При иммунизации препараты вводили мышам внутрибрюшинно двукратно с двухнедельным интервалом, а затем через две недели животных заражали внутрибрюшинно P. aeruginosa (РА-103), подсчитывая погибших и выживших животных. Иммунизация рекомбинантным белком OprF в дозе 25 мкг и рекомбинантным анатоксином в дозе 50 мкг как с гидроксидом алюминия, так и с хитозаном, способствовала развитию равнозначных протективных свойств. При комплексном введении двух рекомбинантных белков было выявлено усиление защитных свойств с использованием обоих адъювантов. Исследовали возможность применения рекомбинантных антигенов без адъюванта и уменьшения их иммунизирующей дозы при бустерной иммунизации. Снижение иммунизирующей дозы в два раза при повторном введении не уменьшило протективный эффект, а в случае хитозана, приводило к усилению иммунного ответа при бустерной иммунизации рекомбинантными антигенами без адъюванта. Таким образом, для рекомбинантных белков P. aeruginosa выявлены адъювантные свойства хитозана, не уступающие по индукции протективных свойств гидроксиду алюминия
Ассоциация NADPH–оксидазы 2 (NOX2) с развитием атопической бронхиальной астмы
Get PDFPhagocytic cells destroy bacteria, allergens, and apoptotic cells via antimicrobial reactions coupled with phagocytosis, including generation of reactive oxygen species (ROS) and delivery of hydrolytic enzymes from lysosomes to the phagosome. ROS produced by NADPH oxidase 2 (NOX2), are involved in the mechanism of LC3-associated phagocytosis; they participate in the development of innate and adaptive immune responses, leading to airway remodeling and hyperreactivity. The aim of this study was to investigate an association between NOX2 and the severity of atopic bronchial asthma (ABA). The level of ROS was determined in monocytes of healthy donors and patients with atopic bronchial asthma using dihydrorhodamine 123 (DHR-123). The expression level of NOX2 gene in monocytes of healthy donors and patients with atopic bronchial asthma was analyzed by RT-PCR. In the presence of PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate), there was a significant increase in rhodamine-123 (Rho-123) fluorescence in all studied groups. At the same time, a significant increase in the median of Rho-123 fluorescence was found in the group with severe ABA as compared to healthy donors and patients with mild AAA, as well as to the group of patients with moderate ABA. A significant increase in NOX2 gene expression was found in the groups with moderate and severe ABA compared to the other studied groups. Based on the data obtained, it can be assumed that with an increase in the activity of NOX2, the key enzyme of LC3-associated phagocytosis, there is an aggravation of the course of ABA.Фагоцитирующие клетки уничтожают бактерии, аллергены и апоптотические клетки посредством антимикробных реакций, сопряженных с фагоцитозом и включающих генерацию активных форм кислорода (АФК) и доставку гидролитических ферментов из лизосом в фагосому. АФК, продуцируемые NADPH-оксидазой 2 (NOX2), которые задействованы в механизме LC3–ассоциированного фагоцитоза, участвуют в развитии врожденных и адаптивных иммунных реакций, что приводит, в том числе, к ремоделированию дыхательных путей и гиперреактивности. Целью настоящей работы было установление ассоциации NOX2 с отягощенностью протекания атопической бронхиальной астмы (АБА). Уровень АФК определяли в моноцитах здоровых доноров и пациентов с атопической бронхиальной астмой с помощью дигидрородамина-123 (dhr-123). Анализ уровня экспрессии гена NOX2 в моноцитах здоровых доноров и пациентов с атопической бронхиальной астмой проводили методом ОТ–ПЦР. В присутствии PMA (форбол-12-миристат-13-ацетат) происходило значительное увеличение флуоресценции родамина–123 (Rho-123) во всех исследуемых группах. При этом было обнаружено достоверное увеличение медианы флуоресценции Rho-123 в группе с тяжелой АБА по отношению к группе здоровых доноров и пациентов с легкой степенью АБА, а также к группе пациентов со средней степенью АБА. Достоверное увеличение экспрессии гена NOX2 было обнаружено в группах средней и тяжелой степени АБА по сравнению с остальными исследованными группами. Исходя из полученных данных можно предположить, что с увеличением активности NOX2 – ключевого фермента LC3–ассоциированного фагоцитоза – происходит отягощение протекания АБА
Супероксидгенерирующая и антиоксидантная активность никотинамидных коферментов in vitro
Get PDFNew properties of nicotinamide coenzymes (NAD, NADP, NADH, NADPH) have been discovered: superoxide-generating and antioxidant activities. Coenzymes are capable of generating superoxide anions (O2─●), entering an alkaline environment; and can be O2─● traps, inhibiting the generation process in superoxide-generating model systems, thus exhibiting antioxidant properties. Actually, nicotinamide itself, which is a functional part in the coenzyme molecule in oxidation-reduction processes, showed only antioxidant activity in vitro. Antioxidant properties have also been found in adenosine, which is part of the coenzyme molecule. Thus, it has been established for the first time that coenzymes, according to their chemical properties, are bifunctional molecules. It is assumed that they participate in cellular signaling through the generation of superoxide and, in the case of excess superoxide in the environment, they can be antioxidants. All these properties of coenzymes and their components must be taken into account when used in scientific research and medicine.Обнаружены новые свойства никотинамидных коферментов (NAD, NADP, NADH, NADPH): супероксидгенерирующая и антиоксидантная активности. Коферменты способны генерировать супероксид анионы (О2─●), попадая в щелочную среду; и могут быть ловушками О2─●, ингибируя процесс генерации в супероксидгенерирующих модельных системах, проявляя, таким образом, антиоксидантные свойства. Собственно, сам никотинамид, который является функциональной частью в молекуле кофермента в окислительно-восстановительных процессах, in vitro проявил только антиоксидантную активность. Антиоксидантные свойства были установлены и у аденозина, входящего в состав молекулы кофермента. Все эти свойства коферментов и их компонентов необходимо учитывать при использовании в научных исследованиях и медицине
Стратегия экспериментальных исследований интерактомики целевых белков
Get PDFIt is known that intermolecular interactions of proteins and peptides play a critical role in life processes. Such interactions can be either directly related to the implementation of various functions or play the role of a regulator. Currently, there is no doubt that the majority of proteins function as part of various molecular complexes, the formation of which occurs due to protein-protein interactions (PPIs), the totality of which can be defined as the “protein interactome”. Protein subinteractome studies are critical for studying the functions and regulatory mechanisms of unknown or poorly annotated proteins, understanding the architecture of intracellular molecular machines, and the design of PPI modulators. Previously, we used combinations of experimental approaches, as well as analytical and preparative methods, to study the subinteractomes of functionally different cellular proteins, which allowed us to identify the protein subinteractomes of several clinically significant human proteins. The purpose of this work was to conceptualize the principles of the experimental platform we developed for studying protein subinteractomes and to describe its features in detail.Известно, что межмолекулярные взаимодействия белков и пептидов играют важнейшую роль в процессах жизнедеятельности. Такие взаимодействия могут быть как напрямую связаны с осуществлением различных функций, так и играть роль регулятора. В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что большинство белков функционирует в составе различных молекулярных комплексов. Их формирование происходит за счёт белок-белковых взаимодействий (ББВ), совокупность которых можно определить как “белковый интерактом”. Исследования белковых субинтерактомов очень важны для изучения функций и механизмов регуляции неизвестных или плохо аннотированных белков, понимания архитектуры внутриклеточных молекулярных машин, а также дизайна модуляторов ББВ. Ранее мы применяли комбинации экспериментальных подходов, а также аналитических и препаративных методов для изучения субинтерактомов разных в функциональном отношении клеточных белков, что позволило идентифицировать белковые субинтерактомы некоторых клинически значимых белков человека. В данной работе мы интегрировали полученные ранее результаты в виде экспериментальной платформы, принципы которой представлены блок-схемами. Эти блок-схемы могут помочь широкому кругу читателей выполнить дизайн своих исследований в области изучения белковых субинтерактомов
Разнонаправленное изменение концентрации 8-OHdG в слюне при экспрессии HER2 при раке молочной железы
Get PDFThe purpose of this work was to evaluate changes in the structure of 8-OHdG in saliva in patients with breast cancer depending on molecular biological subtypes. The findings show that decreased salivary 8-OHdG concentrations in the HER2-positive group rapidly correlated with decreased cell differentiation and high Ki-67 levels, reflecting the aggressive nature of the tumor disease and poor survival prognosis. Thus, the presence of high levels of 8-OHdG in the oral cavity may lead to the development of the role of a biological marker of the HER2-positive group with a poor prognosis of breast cancer and can be used as an additional method of diagnosis, patient condition and response to therapy.Оценено изменение концентрации 8-OHdG в слюне среди пациентов с раком молочной железы (РМЖ) в зависимости от молекулярно-биологических подтипов. Уменьшение концентрации 8-OHdG в слюне в группе пациентов с HER2-положительной экспрессией тесно коррелирует со снижением дифференцировки клеток и высоким уровнем Ki-67, что отражает агрессивный характер опухолевого заболевания и плохие прогнозы по выживаемости. Высокая концентрация 8-OHdG в слюне может выступать в роли биологического маркера HER2-положительной группы с плохим прогнозом РМЖ, который может быть использован в качестве дополнительного метода диагностики, мониторинга состояния пациентов и ответа на терапию
Выравнивание и нормирование данных масс-спектрометрических экспериментов с использованием индекса гидрофобности
Get PDFThis paper presents a program for the alignment of data from mass spectrometry experiments by retention time on a chromatographic column. The program uses the experimentally obtained data set as a reference against which the alignment procedure is performed. The primary advantage of this approach consists in its capacity to align data sets that had significant variations in both peptide composition and substance amount, such as individual fractions derived from multivariate separation. To illustrate this, two datasets were employed. The first dataset contains data obtained after multivariate separation, while the second dataset exhibited comparable peptide composition across all samples. The second dataset was used to assess the efficacy of the alignment program in normalizing signal intensity between individual samples. The results were compared with the normalization results obtained by the Progenesis LC-MS program. The normalization multipliers obtained for 22 of the 24 samples exhibited good correlation with those calculated by the Progenesis LC-MS (R² = 0.68). The program is freely available at http://lpcit.ibmc.msk.ru/AlignRT.Представлена программа выравнивания данных масс-спектрометрических экспериментов по времени удержания на хроматографической колонке. Программа использует полученный экспериментально набор данных как эталон, относительно которого проводится процедура выравнивания. Основное преимущество данного варианта – возможность выравнивать наборы данных, которые имеют большие различия как по пептидному составу, так и по количеству вещества, например, отдельные фракции после многомерного разделения. В качестве примера проанализированы два набора данных. В первом использовали данные после многомерного разделения, во втором все пробы имели приблизительно одинаковый состав пептидов. Для второго набора продемонстрирована возможность использования результатов работы программы выравнивания для нормализации интенсивности сигнала между отдельными пробами. Результаты сравнили с результатами нормализации, выполненной программой Progenesis LC-MS. Полученные множители нормализации для 22 из 24 проб хорошо коррелируют с множителями, рассчитанными программой Progenesis LC-MS (R² = 0.68). Программа свободно доступна по адресу http://lpcit.ibmc.msk.ru/AlignRT
Изменение метаболизма фукозосодержащих биополимеров в тканях желудочно-кишечного тракта крыс при иммобилизационном стрессе
Get PDFThe features of fucoglycoprotein metabolism in blood serum and tissues of gastrointestinal tract of rats in the dynamics of experimental stress on 21, 35, 60, 90 days of observation were considered. In blood serum and in homogenates of liver, stomach and small intestine of immobilized rats multidirectional changes in the level of fucose and fucosidase activity were observed. They are manifested by a decrease in the amount of total fucose in blood serum and liver of rats against the background of low activity of the enzyme degrading fucoglycoproteins. The same changes were detected in the tissues of the gastric and small intestine (except on day 35 of the experiment, when the growth of fucose and fucosidase was visualized), which may indicate a change in metabolism toward anabolism. These changes correlate with an increase in the concentration of corticosterone in the blood serum of the rats.Рассмотрены особенности обмена фукогликопротеинов в сыворотке крови и тканях желудочно-кишечного тракта крыс в динамике экспериментального стресса на 21, 35, 60, 90 дни наблюдения. В сыворотке крови и в гомогенатах печени, желудка и тонкой кишки имммобилизованных крыс отмечены разнонаправленные изменения уровня фукозы и фукозидазной активности.Они проявляются в снижении количества общей фукозы в сыворотке крови и в печени крыс на фоне низкой активности фермента, разрушающего фукогликопротеины. Такие же изменения были выявлены в тканях желудка и тонкой кишки (кроме 35 дня опыта, где визуализировался рост фукозы и фукозидазы), что может свидетельствовать об изменении метаболизма в сторону анаболизма. Данные изменения коррелируют с ростом концентрации кортикостерона в сыворотке крови крыс
Влияние температуры дериватизации и бутилгидрокситолуола на содержание малонового диальдегида в гомогенатах печени
Get PDFMalondialdehyde (MDA) is a product of lipid peroxidation that is widely used as a marker of oxidative stress in biomedical research. Detectable levels of MDA can vary significantly, which may be due to its formation in vitro during sample preparation. The purpose of the work was to analyze the methodological reasons for overestimating the malondialdehyde content in the liver and to find approaches to eliminate the flaws of the method. The amount of MDA was estimated by its derivatization with 2-thiobarbituric acid (TBA) with subsequent analysis by HPLC with fluorimetric detection. Increasing the derivatization temperature had no significant effect on the intensity of MDA-TBA complex formation when standard MDA solutions were used, but led to a sharp increase in its content in liver homogenates, which was dose-dependently prevented by the inclusion of butylhydroxytoluene (BHT) in the reaction mixture. The results obtained may be in demand for the development of methods for the analysis of MDA in organs and tissues, as well as for the interpretation of relevant data from biomedical studies.Малоновый диальдегид (МДА) — продукт перекисного окисления липидов, который широко используется в качестве маркера окислительного стресса в медико-биологических исследованиях. Обнаруживаемые при этом уровни МДА могут существенно различаться, что может быть связано с его образованием in vitro в процессе пробоподготовки. Целью работы был анализ методических причин завышения содержания МДА в печени и поиск подходов для устранения недостатков этого метода. Количество МДА оценивали путём его дериватизации с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) с последующим анализом методом ВЭЖХ с флуориметрическим детектированием. Повышение температуры дериватизации не оказывало значимого влияния на интенсивность образования комплекса МДА-ТБК при использовании стандартных растворов МДА, однако приводило к резкому увеличению его содержания в гомогенатах печени, чему дозозависимо препятствовало включение бутилгидрокситолуола (БГТ) в состав реакционной смеси. Полученные результаты могут быть использованы при разработке методов анализа МДА в органах и тканях, а также для интерпретации релевантных данных медико-биологических исследований
Иммобилизация на окисленной бактериальной целлюлозе L-аспарагиназы для улучшения термостабильности фермента
Get PDFBacterial cellulose (BC) membranes can be modified for covalent immobilization of macromolecules. One type of modification is oxidation, after which the oxidized BC membrane (OBC) could be used as a matrix for covalent immobilization of enzymes. In this work, the BC membrane was chemically oxidized with sodium periodate (NaIO4) to increase the stability of immobilized mesophilic L-asparaginase (L-ASNase) from Erwinia carotovora (EwA). IR spectroscopy confirmed the immobilization of L-ASNase EwA on OBC membranes. Immobilization of the enzyme increased its temperature optimum for its activity by 15°C and raised the inactivation temperature to 60°C. The OBC membrane could be used as a potential carrier for covalent immobilization of enzymes to improve their pharmacological properties by increasing their thermostability.Мембрана бактериальной целлюлозы (БЦ) может быть модифицирована для ковалентной иммобилизации биологических макромолекул. Одним из типов модификации является окисление. Окисленная мембрана БЦ (OБЦ) может применяться как матрица для ковалентной иммобилизации ферментов. Для ковалентной иммобилизации мезофильной L-аспарагиназы (L-ASNase) из Erwinia carotovora (EwA) и повышения её стабильности использовали химическую модификацию мембраны БЦ посредством окисления периодатом натрия (NaIO4). ИК-спектроскопия подтвердила иммобилизацию L-ASNase EwA на мембранах ОБЦ. Иммобилизация фермента увеличивала оптимум его температурной активности на 15°С и повышала температуру инактивации до 60°С. Мембрана ОБЦ может служить потенциальным носителем для ковалентной иммобилизации ферментов с целью улучшения их фармакологических свойств за счёт увеличения термостабильности
Модифицированные кноттины как потенциальные ингибиторы протеазы NS3 вируса гепатита С
Get PDFKnottins form a group of peptides containing approximately 30 amino acid residues. Their structures are stabilized by three disulfide bonds forming a characteristic “pseudo-knotted” structure. Several modifications in knottin from Momordica cochinchinensis were made to convert it to inhibitor of human hepatitis C (HCV) NS3 protease. These modifications of the knottin template included deletion of several residues from the N-terminus, replacement of residues in- and outside the inhibitor loop and replacement of certain L-amino acids by their D-stereoisomers. Binding energy values for protein-knottin complexes were estimated by MM-GBSA methods. Two designed knottins showed high stability in knottin-protease HCV complexes and values of binding energy comparable with known peptide inhibitors from crystal structures.Кноттины представляют собой группу пептидов, состоящих примерно из 30 аминокислотных остатков. Их структура стабилизирована тремя дисульфидными связями, образующими характерную “псевдоузловую” структуру. Данная работа посвящена созданию ингибиторов NS3-протеазы вируса гепатита С (HCV) человека на основе структуры ингибитора трипсина MCOTI-II (кноттин из семян тыквенных Momordica cochinchinensis). Для оптимизации взаимодействия ингибитора с протеазой NS3 был проведён ряд модификаций, включающих удаление нескольких остатков с N-конца кноттина, замену остатков внутри и вне ингибиторной петли, а также замену некоторых L-аминокислот на их D-стереоизомеры. В результате было получено 8 вариантов ингибитора. Стабильность модифицированных кноттинов и их комплексов с протеазой NS3 HCV оценивали методом молекулярной динамики. Значения энергии связывания комплексов протеаза-кноттин рассчитывали методом MM-GBSA. Модифицированные кноттины, характеризующиеся наиболее высокой стабильностью комплекса с протеазой NS3 HCV, предложены для дальнейшей экспериментальной проверки