Научная статья на тему 'Разработка лекарственных препаратов и биологически-активных добавок на основе пептидов из продуктов пчеловодства'

Разработка лекарственных препаратов и биологически-активных добавок на основе пептидов из продуктов пчеловодства Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
497
91
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЕПТИДЫ / ПЧЕЛОПРОДУКТЫ / ТРУТНЕВЫЙ РАСПЛОД / ПЕПТИДГИДРОЛАЗЫ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Бегутов М. М., Соловьев В. Б., Генгин М. Т.

Впервые выделены фракции пептидов из гомогената личинок трутней пчел разных возрастов, определены молекулярные массы пептидов. Полученные результаты позволяют определить зоны поиска неизученных биологически активных веществ, а также могут быть использованы для разработки рекомендаций по использованию трутневого расплода в медицине.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Бегутов М. М., Соловьев В. Б., Генгин М. Т.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Разработка лекарственных препаратов и биологически-активных добавок на основе пептидов из продуктов пчеловодства»

Нами была разработана уникальная конструкция МТЭ, в которой в качестве анодного и катодного электродов использовали графитизированную ткань и активированный уголь. Анаэробное микробное сообщество культивировали в анодной камере МТЭ. В качестве субстрата для роста микроорганизмов использовали отход спиртовой промышленности барду послес-пиртовую. Микроорганизмы колонизировали поверхность анодного электрода, тем самым увеличивая мощность МТЭ. Разработанный МТЭ обладал стабильными операционными характеристиками на протяжении более 200 дней. Максимальная мощность разработанного МТЭ составила 1,5 мВт/л среды культивирования.

Дальнейшее развитие технологии МТЭ позволит создать бесперебойный маломощный источник питания, использующий в качестве сырья для генерации электроэнергии органические отходы.

Список литературы:

1. Hernandez M.E., Newman D.K. Extracellular electron transfer // Cellular and Molecular Life Sciences. - 2001. - Vol. 58. - P. 1562-1571.

2. Kostka J.E., Dalton D.D., Skelton H., Dollhopf S., Stucki J.W. Growth of iron(III)-reducing bacteria on clay minerals as the sole electron acceptor and comparison of growth yields on a variety of oxidized iron forms // Applied and Environmental Microbiology. - 2002. - P. 6256-6262.

3. Fredricson J.K., Zachara J.M. Electron transfer at the microbe-mineral interface: a grand challenge in biogeochemistry // Geobiology. - 2008. - Vol. 6. -P. 245-253.

РАЗРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ ПЕПТИДОВ ИЗ ПРОДУКТОВ ПЧЕЛОВОДСТВА

© Бегутов М.М.*, Соловьев В.Б.*, Генгин М.Т.¥

Пензенский государственный университет, г. Пенза

Впервые выделены фракции пептидов из гомогената личинок трутней пчел разных возрастов, определены молекулярные массы пептидов. Полученные результаты позволяют определить зоны поиска неизученных биологически активных веществ, а также могут быть ис-

* Аспирант кафедры Биохимии.

* Профессор кафедры Биохимии, доктор биологических наук.

" Заведующий кафедрой Биохимии, доктор биологических наук, профессор.

пользованы для разработки рекомендаций по использованию трутневого расплода в медицине.

Ключевые слова пептиды, пчелопродукты, трутневый расплод, пеп-тидгидролазы.

Продукты пчеловодства являются перспективным источником биологически-активных веществ для биотехнологии и медицины. К настоящему времени из мёда, маточного молочка и гомогената личинок пчел выделено и охарактеризовано большое количество индивидуальных веществ, комбинации которых широко используются для создания бадов и лекарственных препаратов. Совокупность свойств уже охарактеризованных веществ не может объяснить многообразие фармакологических эффектов продуктов пчеловодства в неочищенном виде [1]. Данные исследований последних лет свидетельствуют о достаточно высоком содержании регуляторных пептидов в маточном молочке и гомогенате личинок маток и трутневого расплода пчёл. Однако было охарактеризовано только небольшое количество индивидуальных пептидов. Поскольку биологически активные пептиды влияют практически на все физиологические процессы и регулируют деятельность всех регуляторных систем, перспективным направлением является изучение пептидного спектра пчелопродуктов с целью создания новых лекарственных препаратов на их основе. Изучение содержания уровня того или иного пептида в образце не дает достаточно точных представлений о его биологической роли. Более информативным является изучение процессов синтеза и трансформации регуляторных пептидов, поскольку концентрация биологически активных пептидов зависит от активности ферментов, участвующих в их обмене [2].

Таким образом, целью нашей работы являлось выделение и изучение свойств биологически-активных пептидов гомогената трутневого расплода пчёл, а также изучение процессов ферментативного метаболизма регуля-торных пептидов на разных этапах онтогенеза личинок пчел.

Регуляторные пептиды выделяли сочетанием методов высаливания, экстракции и хроматографии.

Активность пептидил-дипептидазы А определяли по отщеплению Gly-Arg от карбоксибензоил-Gly-Gly-Arg при рН = 8.2, с использованием капто-прила в качестве ингибитора [3]. Активность карбоксипептидазы N определяли по отщеплению Arg от карбоксибензоил-Gly-Arg при рН = 7.6, в качестве ингибитора использовали GEMSA [3]. Активность лейцинаминопепти-дазы определяли флюорометрически по гидролизу лей-р-нафтиламина при рН 7.4 с использованием пуромицина в качестве ингибитора. Активность карбоксипептидазы Е и PMSF-ингибируемой карбоксипептидазы изучали модифицированным методом Fricker and Snyder по гидролизу дансил-фен-лей-арг при рН 5.6, в качестве ингибиторов использовали GEMSA и PMSF соответственно [4].

Показано, что водные экстракты личинок трутневого расплода, обработанные путем кипячения в течение 10 минут, содержат пептиды с молекулярной массой до 10 кДа (рис. 1). Пик I представлен белками с Мг > 10кДа, поскольку они выходят в свободном объеме колонки.

123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Рис. 1. Профиль элюции водного экстракта пептидов личинок трутневого расплода 3-4 (пунктирная линия) и 6-7 суточного возраста

(сплошная линия)

Профили элюции пептидов личинок разных возрастов отличаются между собой. Так, личинки 3-4 суточного возраста имеют относительно большее количество низкомолекулярных пептидов (до 5 кДа), в то время как 6-7-су-точные личинки характеризуются относительно большим количеством более высокомолекулярных пептидов (> 5000 кДа).

В определенной степени спектры пептидов исследуемых двух возрастных групп коррелируют с уровнем активности КП Е, ФМСФ-КП (кроме АПФ), более высокая активность, которых наблюдается в личинках 3-4 суточного возраста. Там, где более высокая активность ферментов (3-4-суточ-ные личинки), наблюдается больше низкомолекулярных пептидов и наоборот. В личинках 6-7-суточного возраста на фоне сниженной активности ферментов обнаруживаются в больших количествах более высокомолекулярных пептидов (> 5000 Да).

Наши данные частично совпадают с данными Li J. и сотр. от марта 2011 года по изучению экспрессии белков у личинок трутней на разных этапах их развития, в которых они показывают существенное изменение степени экспрессии примерно 100 полипептидов в ходе онтогенеза, связанное с процессами роста и развития [5].

К более позднему возрасту (6-7 дней) в связи с процессами дифференциации подключается большее число факторов роста и дифференцировки тканей, что обуславливает увеличение объема второго пика фракций пептидов с молекулярной массой 4-9,5 кДа. Доля небольших пептидов (2-10 аминокислотных остатков, а. о.) уменьшается от возраста 4 дня к возрасту 7 дней. В профиле личинок 3-4 дневного возраста мы видим 2 пика, один из которых (второй пик) содержит пептиды, состоящие из 5-10 а. о., а третий пик - пептиды из 2-3 а.о. со значительно высокими концентрациями.

На основании полученных данных можно предположить, что наибольшую роль в процессах роста играют пептидные факторы роста. По данным литературы молекулярная масса факторов роста насекомых 10-20 кДа и, по-видимому, они содержатся в пике 1.

Изучение влияния биопрепарата из пептидов трутневого расплода на регистрируемые параметры в тесте «Открытое поле» показало выраженное стресс-литическое действие фракции пептидов на поведение крыс.

Препарат показал значительное увеличение показателей «горизонтальной двигательной активности» и «число заходов в центр» на фоне достоверного снижения «числа дефекаций» и «реакций отчаивания».

Таким образом, наши результаты показывают перспективность дальнейшего изучения регуляторных пептидов пчёл с целью создания новых лекарственных препаратов и биологически-активных добавок на их основе.

Список литературы:

1. Люсов В.А., Горин В.В. Влияние пчелиного маточного молочка, меда и цветочной пыльцы на переносимость физической нагрузки, липидный обмен и реологические свойства крови у больных ИБС // Кардиология. - 1992. -Т. 32, № 7, 8. - С. 45-48.

2. Соловьев В.Б. Роль пептидергической системы в адаптационных процессах и регуляции метаболизма при физической работе: автореф. дисс. ... д-ра биолог. наук / Российский университет дружбы народов (РУДН). - Москва, 2011

3. Solovev VB., Gengin M.T. Activity of peptidyl-dipeptidase a and carbox-ypeptidase N in the serum of patients with alzheimer disease // Украинский биохимический журнал. - 2007. - Т. 79, № 6. - С. 106-109.

4. Генгин М.Т., Соловьев В.Б. Влияние атропина на активность карбок-сипептидазы H и фенилметилсульфонилфторид-ингибируемой карбокси-пептидазы в отделах мозга и надпочечниках крыс // Нейрохимия. - 2007. -Т. 24, № 2. - С. 138-142.

5. Li J, Fang Y, Zhang L, Begna D. Honeybee (Apis mellifera ligustica) drone embryo proteomes // J. Insect Physiol. - 2011. - № 57 (3). - P. 84-120.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.