CC BY
36
БЮЛЛЕТЕНЬ ВОЛГОГРАДСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАМН 3-2008
кофор, в среднем 17 на одно активное соединение. Несмотря на то, что ряд производных ГАМК является структурно-однородным, фармакофор-ное разнообразие его выше, что свидетельствует о наличии выраженных индивидуальных особенностей в механизмах противоишемического действия каждого из 27 изучаемых веществ.
При сравнении фармакофоров противоише-мической активности двух рядов соединений выявлено 50 совпадающих QL-фармакофоров 2— 4-го ранга.
Коэффициент фармакофорного сходства (процент совпадающих фармакофоров в общем числе фармакофоров данного ряда соединений) известных противоишемических препаратов с производными ГАМК составил 2,9 %; производных ГАМК с известными противоишемическими веществами — 29,2 %. Это свидетельствуют о наличии у аналогов ГАМК, наряду с традиционными, специфических механизмов антиангинального действия. Данный факт также подтверждается существенно более высоким значением для производных ГАМК «контрастности» совпадающих фармакофоров — средней величины отношений байесовских частот встречаемости этих фармакофо-ров в классе активных и неактивных соединений. Для известных противоишемических препаратов этот показатель равен 1,47, а для производных ГАМК — 23,3. Таким образом, наличие фармако-фора в структуре производного ГАМК приводит к более существенному повышению уровня противо-ишемической активности, чем в случае структурно-разнородных соединений.
При направленном дизайне новых высокоактивных структур совпадающие фармакофоры могут быть применены для усиления роли типичного механизма действия в противоишемической активности молекулярных комплексов производных ГАМК, тогда как в случае использования специфических фармакофоров следует ожидать увеличение вклада «индивидуальной» компоненты в противоишемический эффект конструируемого соединения.
На основании результатов выполненного исследования можно сделать следующие выводы.
1. ИТ «Микрокосм» позволяет эффективно прогнозировать уровень противоишемической активности в рядах структурно-разнородных и структурно-сходных химических соединений.
2. ИТ «Микрокосм» позволяет эффективно прогнозировать уровень противоишемической активности молекулярных комплексов производных ГАМК.
3. Сравнительный фармакофорный анализ в ИТ «Микрокосм» позволяет выявлять степень фар-макофорного сходства между различными классами химических соединений, формировать гипотезы относительно возможных механизмов их фар-
макологического действия и проводить направленных дизайн новых высокоактивных веществ.
4. ИТ «Микрокосм» может быть рекомендована для оптимизации поиска веществ с высокой фармакологической активностью в рядах молекулярных комплексов структурно-сходных соединений.
УДК 615.2:541.452
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ИМИНОДИЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ
Т. И. Смирнова, В. Н. Марухлснко, Я. М. Халяпина
Тверская государственная медицинская академия
Проведен прогноз биологической активности иминодиянтарной кислоты.
Ключевые слова: иминодиянтарная кислота, прогноз, биологическая активность.
Комплексоны — вещества, обладающие высокой хелатирующей способностью, в настоящее время широко используются в медицине, фармации, пищевой промышленности в качестве антидотов, консервантов и компонентов лекарственных препаратов. Это, преимущественно, моноаминополикарбоновые или полиаминополи-карбоновые кислоты, а также их комплексы с металлами.
Химические свойства и биологическая активность самых распространенных комплексонов — этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТУК) и нитрилотриуксусной кислоты (НТУК) достаточно хорошо изучены.
В меньшей мере известны и применяемы ком-плексоны нового класса — производные дикарбо-новых кислот.
Одним из наиболее перспективных, но мало исследованных комплексонов этого типа является иминодиянтарная кислота (ИДЯК).
Прогнозирование уровня и характера биологической активности вещества возможно по рассмотрению состава и строения молекул, способности поглощаться теми или иными живыми организмами, предполагаемых продуктов его деструкции в естественных условиях и вероятности их использования или утилизации живыми организмами.
Поскольку процессы внешнего обмена как многоклеточных, так и одноклеточных организмов начинаются сорбцией, представлялось логичным исследовать сорбцию ИДЯК на клеточном уровне под влиянием факторов, воздействие которых возможно в природных или производственных условиях, таких как магнитные поля.
Актуальность подобных исследований возрастает по мере увеличения числа магнитных,
3-2008
БЮЛЛЕТЕНЬ ВОЛГОГРАДСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАМН
электрических, электромагнитных устройств, приборов и установок, применяемых в медицинской практике, промышленности и быту, и в большей или меньшей мере влияющих на все живые организмы, которые оказались в границах создаваемых ими полей.
Исследование выполнено на одном из самых распространенных в лабораторной практике микроорганизмов — Saccharomyces сеге^ае.
Образцы водной взвеси 0,3 г пекарских дрожжей с добавлением 0,03 ммоль ИДЯК и ацетатного буфера (рН = 6) экспонировались в течение 30 минут в слабом постоянном магнитном поле (ПМП) индукцией &=0,03 Т с горизонтальной ориентацией силовых линий и ПМП индукцией &=0,08Т с вертикальной ориентацией силовых линий. В качестве вариантов сравнения были взяты аналогичные образцы без воздействия ПМП, а также образцы растворов, содержащих в качестве сорбтива ЭДТУК.
Обнаружено, что ИДЯК из водного раствора сорбируется лучше (90,3±0,3) %, чем ЭДТУК — (87,5±0,5) % от исходного количества. ПМП индукцией 0,03 Т слабо влияет на процесс сорбции; ПМП индукцией 0,8 Т усиливает этот процесс.
Параллельно методом восходящей тонкослойной бумажной хроматографии был проведен качественный анализ продуктов деструкции ИДЯК в водном растворе под воздействием УФ-излучения. В составе продуктов распада обнаружены: янтарная кислота и аминокислоты: &-аланин, серин. Все эти вещества в норме присутствуют в растениях, животных и микроорганизмах в качестве метаболитов и, следовательно, могут поглощаться из внешней среды. Также исследовано влияние ИДЯК на гликолитическую активность дрожжевых организмов как с экспозицией в магнитном поле, так и без нее. В опыте сравнивали объемы С02, выделенного дрожжами в средах, содержащих глюкозу, глюкозу с добавкой ЭДТУК и глюкозу с добавкой ИДЯК при рН = 6 (ацетатный буфер). Обнаружено слабое, стимулирующее процесс гликолиза действие ЭДТУК и значительное стимулирующее действие ИДЯК.
Экспозиция в слабом ПМП оказалась фактором, дополнительно интенсифицирующим процесс окисления глюкозы дрожжами, причем максимальные объемы С02 отмечены в варианте опыта с использованием ИДЯК и экспозицией в ПМП индукцией 0,03 Т.
Результаты работы позволяют сделать вывод о том, что ИДЯК обладает по отношению к пекарским дрожжам биостимулирующим действием, изменяющимся в ПМП в зависимости от величины индукции. В плане практического использования ИДЯК — вещество, которое можно оценивать как успешную альтернативу самому известному из ком-плексонов — ЭДТУК.
УДК 577.15:547.472.3:007
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ЭНЗИМОКРИСТАЛЛОМИКЕ (на примере термомодификации лактатдсгпдрогсназы)
А. Г. Соловьева, А. К. Мартусевич, А. В. Бочкарева
Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Росмедтехнологий
Выявлена роль компьютерных технологий обработки структурно-функциональной информации в эн-зимокристалломике.
Ключевые слова: энзимокристалломика, компьютерные технологии, лактатдегидрогеназа.
Современный научный подход, базирующийся на получении быстрой и объективной биоинформации, диктует необходимость применения компьютерных технологий. Особую значимость информатизация приобретает в плане включения ее как облигатного компонента в любой алгоритм интегрального мониторинга организма человека. Последние годы нами изучаются способы оценки метаболического статуса на основании комплекса физико-биохимических показателей (Мартусе-вич А. К. и др., 1999—2008; Соловьева А. Г., Зимин Ю. В., 2007). Поэтому создание единого алгоритма мониторинга биосред с привлечением компьютерных технологий, а также его реализация на примере термомодификации искусственной биосистемы и явились целью настоящего исследования.
Нами произведено изучение 38 препаратов частично очищенной лактатдегидрогеназы (ДДГ), выделенной из печени здоровых белых лабораторных крыс-самцов линии Wistar массой 180— 200 г. Навеску из 1 г печеночной ткани измельчали ножницами и гомогенизировали в 10 мл дистиллированной воды, центрифугировали в течение 15 мин при 6000 об/мин. Осадок отбрасывали, активность фермента определяли в надоса-дочной жидкости.
Следующим этапом модельного эксперимента являлась термомодификация ДДГ. Для этого раствор, содержащий фермент, помещали в термостат при 60 °С на 15 мин, затем вынимали и оставляли при комнатной температуре на 15 мин. Аналогично исследовали активность ДДГ. Были изучены каталитическая активность лактатдегид-рогеназы и кинетические показатели протекания реакции, связанной с ее функционированием с учетом термоденатурации. Определение активности фермента производили спектрометрически по методу Г. А. Кочетова (1980) с использованием в качестве субстрата молочной кислоты (для проведения прямой реакции). Оценку активности фермента в обратной реакции также осуществляли
