Скачати повний текст

Мета дослідження - побудова та експериментальне підтвердження кількісної моделі кріопошкодження суспензії дріжджоподібних грибів Saccharomyces cerevisiae у розчині "диметилсульфоксид (10 об.%) - 0,135 М хлориду натрію - вода" за лінійних та нелінійних режимів охолодження на етапі її кристалізації. Методами вольюмометрії, світлової мікроскопії та термодинаміки необоротних процесів визначено величину осмотично неактивного об'єму дріжджових клітин, значення коефіцієнтів проникності для води та кріопротекторів крізь плазматичну мембрану Saccharomyces cerevisiae та енергії активації процесів їх проникання. Показано, що 1,2-пропандіол впливає на плазматичну мембрану Saccharomyces cerevisiae, знижуючи енергію активації проникання молекул води крізь неї. Розроблено кількісну модель кріопошкодження клітин на етапі кристалізації, яка створює можливість визначати оптимальні умови їх охолодження, спираючись на невелику кількість даних про транспортні та геометричні параметри цих клітин. У моделі враховано внесок у кріопошкодження двох основних чинників, які протилежно залежать від швидкості охолодження - ефектів розчину та внутрішньоклітинної кристалізації. На основі моделі визначено оптимальні з точки зору двофакторної теорії кріопошкодження лінійний і нелінійний режими охолодження суспензії мікроорганізмів Saccharomyces cerevisiae. Доведено, що механізм кріозахисної дії швидкого двоступінчатого охолодження принципово не відрізняється від оптимального з точки зору двофакторної теорії кріопошкодження режиму охолодження зі сталою швидкістю.

  Скачати повний текст

Вивчено біохімічні особливості міжклітинної хімічної сигналізації на прикладі регуляторних пептидів. На прикладі низки регуляторних пептидів міжклітинної хімічної сигналізації зроблено припущення, що їх інкорпорація в ліпідний матрикс ініціює, щонайменше, 9 нерецепторних механізмів модуляції функціональної активності клітин.

  Скачати повний текст

Досліджено молекулярні механізми взаємодії лізоциму з модельними ліпідними мембранами різного складу. У межах континуальних моделей електростатично-контрольованої адсорбції визначено рівноважні параметри зв'язування білка з ліпідами. Одержано дані стосовно утворення агрегатів лізоциму за умов підвищення поверхневого електростатичного потенціалу ліпідного бішару. Виявлено обмеження внутрішньомолекулярної рухливості лізоциму у разі зв'язування з ліпосомами. Установлено, що асоціація лізоциму з ліпідами призводить до зменшення вільного об'єму мембрани, дегідратації бішару, упорядкування ацильних ланцюгів ліпідів, латерального перерозподілу ліпідних молекул. Охарактеризовано просторову організацію лізоцим-ліпідних комплексів. Запропоновано концептуальну модель взаємодії лізоциму з мембранами.

  Скачати повний текст

Вперше досліджено протонофорну здатність нижчих карбонових кислот і продемонстровано її залежність від довжини вуглеводного радикала кислоти. Визначено форми іонів металів (аквакомплекси), здатних до взаємодії з бішаровими ліпідними мембранами (БЛМ), за рахунок впливу на її електрохімічні параметри. Вперше досліджено методом вольтамперометрії взаємодію аміно- та карбоксилатних координаційних сполук з БЛМ. Показано, що взаємодія іонів металу(II) (нікель, купрум, цинк) з аміно- або карбоксилатними лігандами призводить до зростання провідності БЛМ внаслідок зміни ліпофільно-ліпофобного балансу комплексного іона. За значенням впливу комплексних іонів на електрохімічні параметри БЛМ вперше встановлено, що більшу проникність крізь ліпідний бішар мають комплексні іони з зарядом "+1" і "+2" та зі значенням ліпофільності від "-1" до "+1,5". На підставі електрохімічних досліджень запропоновано механізм взаємодії комплексних частинок з БЛМ.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив концентрацій кріопротекторів (диметилсульфоксиду (ДМСО), гліцерину, поліетиленоксиду з середньою молекулярною масою 1 500 (ПБО-1 500)) і режимів заморожування на пошкодження біологічних об'єктів (на прикладі клітин Saccharomyces cerevisiae, клітин диплоїдної культури людини та клітин фібробластів людини) за субевтектичних температур у процесі кріоконсервування. З використанням методу термопластичної деформації розроблено методику визначення механічних характеристик зразків і вивчено пружнопластичні властивості розчинів кріопротекторів у діапазоні температур їх склування. Запропоновано новий підхід до встановлення оптимальних концентрацій кріопротекторних речовин для їх застосування у процесі кріоконсервування. Наведено порогові концентрації досліджених кріопротекторів, за яких у заморожених зразках спостерігається різка зміна співвідношення між аморфною та кристалічною фазами, тобто відокремлені одна від одної рідинні включення перетворюються у наскрізні рідинні прошарки. У процесі кріоконсервування клітин S. cerevisiae і клітин культур людини виявлено різке зростання життєздатності клітин у разі перевищення порогових концентрацій кріопротекторних речовин після кріоконсервування з ДМСО, гліцерином і ПЕО-1 500, що свідчить про загальний характер виявленого явища. З'ясовано, що одним з механізмів кріопошкодження біооб'єктів є пластична релаксація підвищеного тиску, який виникає в окремих рідиннофазних включеннях за рахунок нерівноважної кристалізації. Визначено субевтектичні температурні інтервали й інтервали температур, за яких відбувається склування розчинів кріопротекторів методом термопластичної деформації. Доведено необхідність урахування даних температурних інтервалів у процесі кріоконсервування з метою зменшення механічного пошкодження біологічних об'єктів. Із урахуванням експериментальних даних оптимізовано режими охолодження біологічних об'єктів на прикладі клітин S. cerevisiae.

  Скачати повний текст

Встановлено токсичну дію вуглецевих нанотрубок (ВНТ) у суспензіях нормальних і трансформованих клітин, їх здатність генерувати активну форму кисню під дією ближнього інфрачервоного опромінення та викликати гіпертермічний ефект за умов in vitro. Досліджено агрегацію ВНТ у воді за різних концентрацій з використанням спектроскопії оптичного поглинання у видимій та інфрачервоній ділянках і комбінаційного розсіювання світла. Розглянуто вплив ВНТ на життєздатність нормальних (тимоцити) та трансформованих клітин (асцитна карцинома Ерліха). Досліджено фототермічну дію ВНТ у системі in vitro.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено індуктивно-резонансний перенос енергії (ІРПЕ) в модельних ліпідних та білково-ліпідних мембранах, розглянуто питання розвитку і застосування ІРПЕ як кількісного методу досліджень. Проаналізовано систему моделей ІРПЕ для опису найбільш важливих ситуацій в біофізичних дослідженнях мембран. Висвітлено вплив орієнтаційних ефектів на ефективність переносу енергії в мембранах. Розроблено методологію вимірювання і аналізу багатовимірних масивів даних ІРПЕ в мембранах, що забезпечує отримання найбільш повної і статистично достовірної структурної інформації за даними стаціонарної флуоресцентної спектроскопії.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Наведено експериментальні та теоретичні результати досліджень механізмів нуклеопротеїнових взаємодій у складі хроматину та конформаційної динаміки нуклеосом і хроматину залежно від топологічного стану циркулярної ДНК. Розроблено теорію взаємодії позитивно заряджених лігандів з ДНК. Показано важливу роль асиметричної нейтралізації зарядів ДНК у стабілізації нуклеосоми. Розвинуто теорію позиціювання нуклеосом відносно послідовності пар основ ДНК, яка дозволяє передбачати переважні нуклеосомні позиції з точністю до 10-ти пар основ. Охарактеризовано певні конформаційні стани нуклеосом та інших нуклеогістонових комплексів, які реалізуються за фізіологічних умов та залежать від рівня надспіралізації циркулярної ДНК. На підставі одержаних результатів доведено, що головним загальним наслідком утворення нуклеопротеїнових комплексів хроматину поряд з компактизацією є значне підвищення конформаційної рухливості ДНК. З'ясовано, що вона зумовлена змінами балансу різноманітних міжмолекулярних взаємодій та залежить від послідовності пар основ ДНК і посттрансляційних модифікацій гістонів та дає можливість вибірково активувати певні ділянки геному за умов збереження загальної щільної упаковки ДНК у клітинному ядрі.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Створено та досліджено нелінійні кінетичні моделі міжклітинної взаємодії з урахуванням реальних процесів, що відбуваються у синапсах хімічного типу, й ізоморфності когерентних аспектів синаптичної передачі та критичних явищ у рідинних системах з обмеженою геометрією. Для кожної з моделей сформульовано відповідні системи з трьох нелінійних диференціальних рівнянь, одержано їх стаціонарні розв'язки та визначено типи особливих точок. Залежно від характеристик синаптичної передачі (швидкості подачі медіатора ACh в синаптичну щілину, наявності ФОС, швидкості звільнення ферменту AChE) особливі точки, які описують стан синаптичної щілини, класифікуються як стійкі вузли, дивні аттрактори або межові цикли. На підставі наявних експериментальних даних для досліджених кінетичних моделей зроблено числові розрахунки часів релаксації для трьох параметрів порядку - концентрацій молекул ACh, рецепторів у незбудженому стані і збуджених медіатор-рецепторних комплексів.

  Скачати повний текст

Проведено систематичні дослідження процесів формування та фізико-хімічного модифікування полісульфонових (ПС) мембран олігомерними біанкерними сполуками, аміно-похідними акрилової кислоти, комплексами полівінілпіролідонйоду, частинками колоїдного срібла з метою гідрофілізації їх поверхні та надання їм специфічних розділювальних характеристик за рахунок утворення на них функціональних груп. Нові методи модифікування представлено у двох варіантах: для фізико-хімічного модифікування та створення композиційних мембран шляхом їх наповнення функціоналізаторами різної хімічної природи. Шляхом модифікування поверхні ПС мембран біанкерних поверхнево-активними речовинами одержано заряджені (катіоно-, аніоноактивні) та бактерицидні мембрани. Обгрунтовано принципову можливість регулювання розділювальних властивостей ПС мембран методом фізико-хімічної адсорбції на їх поверхні, хімічного модифікування та шляхом наповнення біанкерними поверхнево-активними речовинами різної концентрації. Досліджено вплив фізико-хімічного модифікування на функціональні характеристики мембран функціоналізованих олігомерними біанкерними сполуками, амін-похідними акрилової кислоти, комплексами полівінілпіролідонйоду. Встановлено, що гідрофілізація та поява заряду на поверхні мембран істотно змінюють ці характеристики, що пов'язано з характером і величиною адсорбції та механізмом розділення речовин різної хімічної природи на модифікованих мембранах. Виконано дослідження з наповнення мембран гуанідинвмісними олігомерами, частинками колоїдного срібла та модифікування мембран комплексами полівінілпіролідонйоду, виявлено їх високу бактерицидну ефективність протягом тривалого часу. Показано можливість використання одержаних модифікованих ПС мембран за допомогою технології очищення та концентрування екстракту білкових, фізіологічно активних речовин, зокрема простатилену.

  Скачати повний текст

Розроблено нові принципи й універсальні методи синтезу аналогів рецепторних і каталітичних сайтів біомакромолекул у структурі полімерних мембран і тонких плівок. Створено лабораторні прототипи електрохімічних та оптичних біосенсорних пристроїв на основі молекулярно імпринтованих полімерних (МІП) мембран і тонких плівок як з рецепторними, так і каталітичними властивостями для визначення забруднювачів довкілля та харчових токсинів. Показано, що вони забезпечують високоселективне та високочутливе визначення відповідних аналітів (межі визначення 1 - 100 нМ), за цього стабільність одержаних полімерів-біоміметиків істотно перевищує стабільність природних макромолекул. Передбачено й оптимізовано структуру рецепторних сайтів зв'язування токсичних молекул у МІП мембранах за допомогою методів комп'ютерного моделювання та у порівнянні зі структурою їх природних аналогів. Проаналізовано підходи до підвищення чутливості створених біосенсорних пристроїв.

  Скачати повний текст

Ідентифіковано нову форму мітоген-залежної кінази рибосомного білка S6 - S6K2, що має значну структурну гомологію з відомою формою S6K1. Доведено, що S6K2 аналогічно до S6K1 є складовою P13K/mTOR-залежного сигнального каскаду, залученого до передачі позаклітинних мітогенних стимулів. Незважаючи на високий рівень субстратної специфічності одержано докази існування відмінностей у функціонуванні кіназ у клітині, взаємопов'язаних з особливостями регуляції їх активності та субклітинної локалізації. Установлено, що механізм, за яким відбувається регуляція балансу між вмістом ядерної та цитоплазматичної фракції S6K2, розрахованого сайта фосфорилювання протеїнкінази C опосередкованого фосфорилювання Ser486. Виявлено суттєві зміни в експресії S6K в аденокарциномах молочної залози людини у порівнянні з нормальними тканинами та тенденцію до накопичення S6K в ядрах злоякісних клітин у пухлинах різного походження. Ідентифіковано новий S6K-зв'язувальний партнер - КоА-синтазу, що доводить наявність зв'язку P13K сигнального шляху з низкою метаболічних процесів у клітині.

  Скачати повний текст

Базуючись на фундаментальних фізичних принципах та уявленнях про автоколивальний хімічний процес релаксаційного типу, сформульовано фізичну модель ендоцитозу, згідно з якою об'єм клітини, яка здійснює ендоцитоз, спочатку повільно зростає, а потім швидко зменшується. Під час зростання об'єму клітини в її цитоплазматичній мембрані виникає ізотропний натяг, який за визначених умов призводить до утворення у мембрані білкового домену. З'ясовано, що у процесі наступної стадії швидкого зневоднення клітини в області домену, що утворився за попередньої стадії, утворюється інвагінація, відокремлена від основної частини мембрани вузьким, нестабільним щодо теплових флуктуацій, перешийком. Уперше обгрунтовано можливість здійснення механізму спряження, який раніше не розглядався, між скалярними біохімічними реакціями, що відбуваються всередині клітини та векторним процесом трнасмембранного переносу речовин ззовні в клітину. За методом світлової мікроскопії досліджено особливості гіпотонічного лізису гепатоцитів щурів.

  Скачати повний текст

Висвітлено ефекти, пов'язані з надмолекулярною впорядкованістю ліпідної компоненти біологічних мембран. Досліджено низку модельних біомембран на базі ліотропних і термотропних рідкокристалічних (РК) систем, які містять біомолекули різних хімічних класів. Для обох типів систем показано чітке розрізнення ефектів, обумовлені особливостями фазового стану та тих, які пов'язані з поглинанням на молекулярному рівні. Встановлено, що зміну калориметричних параметрів фазових переходів фосфоліпідних мультишарів обумовлено хімічною природою введених біомолекул. Запропоновано використання РК-систем на основі ефірів холестерину як рідкокристалічної моделі біомембран. Отримано дані про зміни надмолекулярних структурних параметрів холестеричних систем, що містять продукти синтезу вітаміну D, які мають практичний інтерес з точки зору біоеквівалентності ультрафіолетової дозиметрії. У рамках методів термічного аналізу отримано параметри гідратних оболонок ліотропних модельних мембран.

  Скачати повний текст