Биофизика

Определение параметров взаимодействия низкомолекулярных соединений с ДНК затруднено в случаях, когда соединения не обладают заметной флуоресценцией или их спектральные изменения сложно интерпретировать. Для решения этой задачи предложен подход, включающий использование известных флуоресцентных красителей, конкурентно связывающихся на ДНК. В рамках этого подхода используется модель, описывающая конкурентное связывание двух протяженных лигандов на линейной матрице ДНК. Эта модель позволяет провести аппроксимацию экспериментальных данных и определить параметры связывания, соответствующие двум нефлоуреспирующим типам лигандов. Первый тип лигандов демонстрирует интеркаляционное связывание с ДНК и конкурирует с этидий бромидом, а второй связывается по узкой бороздке и конкурирует с красителем Hoechst 33258.

Проведены компьютерные молекулярно-динамические исследования процессов взаимодействия фармакологической пары «вектор–рецептор» для моделирования перспективных механизмов и процессов специфической доставки лекарств в опухоль. Целью вычислительных расчетов являются процессы взаимодействия и определение пространственных положений системы «RGD-пептид + рецептор αvβ3-интегрина», сольватированного водой. Из молекулярно-динамического моделирования получены конфигурационные положения системы «RGD-пептид + αvβ3-интегрин» в 100 нерелаксированных состояний. При этом были смоделированы два RGD-пептида, находящиеся вне и внутри рецептора αvβ3-интегрина. Один из них представляет собой пептид исходного файла PDB, локализованный внутри рецептора αvβ3-интегрина. Другой RGD-пептид в исходном положении находится вне рецептора, свободно диффундирует по всей области ячейки моделирования и естественным образом вступает в контакт и связывается с αvβ3-интегрином.

Методом ЭПР изучены светоиндуцированные редокс-превращения P700 – реакционного центра фотосистемы I – в зависимости от условий освещения листьев растений (интенсивность и спектральный состав действующего света). В рамках математической модели рассмотрены ключевые стадии переноса электронов по цепи нециклического электронного транспорта, содержащей фотосистемы I и II и мобильные переносчики (пластохинон, пластоцианин, ферредоксин), и сопряженные с синтезом ATP процессы транс-тилакоидного переноса протонов. Проанализированы механизмы pH-зависимой регуляции электронного транспорта в хлоропластах на акцепторном и донорном участках фотосистемы I. Результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными по кинетике светоиндуцированных превращений P700 в хлоропластах высших растений. Полученные результаты обсуждаются в контексте «краткосрочных» pH-зависимых механизмов регуляции электронного транспорта в хлоропластах in situ.

Исследовано изменение качественного состава и количественного содержания метаболитов фосфоинозитидного цикла и установлено их участие в процессе проведения возбуждения по нервным проводникам, а также регенерации поврежденных соматических нервов при действии инсулиноподобного фактора роста-1. Было показано, что при возбуждении нерва наблюдается снижение уровня фосфатидилинозитола и фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата и увеличение содержания фосфатидилинозитол-4-монофосфата и фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфата, что свидетельствует об интенсификации метаболизма фосфоинозитидов в условиях деполяризации мембраны нервного волокна, а также наблюдается перераспределение жирных кислот в составе фракций фосфатидилинозитола, диацилглицерина и свободных жирных кислот. Перерезка нерва сопровождается накоплением всех форм фосфоинозитидов и снижением уровня диацилглицерина как в проксимальном, так и в дистальном отрезках нервного проводника, по-видимому, в результате инактивации фосфоинозитид-специфичной фосфолипазы C. На фоне внутримышечного введения инсулиноподобного фактора роста-1 в концентрации 100 нг/кг наблюдается интенсификация фосфоинозитидного обмена, накопление диацилглицерина и снижение уровня свободных жирных кислот. С помощью методов спектроскопии комбинационного рассеяния, регистрации потенциалов действия и конусов роста было выявлено восстановление физико-химического состояния липидного бислоя и функциональной активности в проксимальном отрезке соматических нервов при использовании инсулиноподобного фактора роста-1, что коррелирует с полученными нами данными по изменению состава липидной фракции поврежденных нервных проводников на фоне действия препарата. Мы полагаем, что инсулиноподобный фактор роста-1 является одним из факторов аксональной регенерации и восстановления функционирования поврежденных нервных проводников, оказывающим свое действие в результате активации сигнальных путей фосфоинозитид-специфичной фосфолипазы C и фосфатидилинозитол-3-киназы.

На самцах мышей ICR (CD-1) проведена оценка радиозащитной эффективности применения гранулоцитарного колониостимулирующего фактора в форме пэгфилграстима при фракционированном облучении. Мышей подвергали пяти ежедневным воздействиям рентгеновским излучением в дозе 2.5 Гр. Через 3 ч после каждого облучения подкожно вводили мышам пэгфилграстим в дозировке 0.5 мкг/г. Также препарат вводили ежедневно через 3–7 суток после последнего облучения. Оценку эффективности данной терапевтической схемы проводили на основании степени повреждений ДНК клеток селезенки, изученной методом ДНК-комет, через 30 мин после последнего облучения, гематологических показателей – через 30 мин и через 3 суток, оснований Шиффа, триеновых и оксодиеновых конъюгатов в печени – через 30 мин, массы тимуса и селезенки, числа кариоцитов в бедренной кости, содержания тиобарбитурат-реактивных продуктов в печени – через 3 суток, а также на основании 30-суточной выживаемости. Применение изучаемой терапевтической схемы способствовало существенной коррекции вызванного облучением окислительного стресса: по критериям содержания оснований Шиффа, триеновых и оксодиеновых конъюгатов группа, получавшая пэгфилграстим, соответствовала интактным мышам, содержание тиобарбитурат-реактивных продуктов в печени снизилось относительно облученного контроля, но показатели интактных мышей не достигнуты. Введение пэгфилграстима не скомпенсировало вызванную облучением гибель клеток костного мозга через 3 суток после последнего облучения и смогло в конечном итоге обеспечить выживание только 3 мышей из 14 особей, получавших препарат. Таким образом, для эффективного применения пэгфилграстима во время фракционированного облучения при суммарной дозе 12.5 Гр необходимо увеличить число сеансов облучения со снижением дозы каждого сеанса, либо снизить общую дозу излучения. Также перспективным представляется совместное применение пэгфилграстима с другими радиозащитными препаратами с иными механизмами действия.

Исследованы изменения уровня некоторых маркерных показателей апоптоза (липидной асимметрии плазматических мембран, продукции активных форм кислорода, оксида азота, концентрации ионизированного кальция) лимфоцитов крови человека, модифицированных воздействием пероксида водорода (10−5 моль/л) и УФ-света (254 нм, 1510 Дж/м2) в присутствии циклоастрагенола (10−8–10−4 моль/л). Обнаружено снижение интенсивности процессов апоптотической гибели лимфоцитов после воздействия УФ-света в присутствии циклоастрагенола (10−8 моль/л). Выявлено, что цитопротекторное действие циклоастрагенола на лимфоциты обусловлено снижением уровня внутриклеточных активных форм кислорода и ионов кальция, повышением активности каталазы и глутатионредуктазы и продукции оксида азота. Обсуждаются возможные механизмы действия циклоастрагенола как регулятора процессов апоптотической гибели лимфоцитов, индуцированной воздействием УФ-излучения и пероксида водорода.