Розглянуто кальпаїни - сімейство цитоплазматичних кальційзалежних протеїназ з папаїноподібною активністю, які беруть участь у різноманітних процесах, що відбуваються в організмі: за вікових змін, у функціонуванні ендотелію та легеневої системи, регуляції апоптозу та некрозу, розвитку різних гіпометаболічних станів, гіпертензії, а також при діабеті, хронічній хворобі нирок і пухлинному рості. Дійшли висновку, що кальпаїни, спричиняючи обмежений протеоліз субстратів, відіграють важливу роль у реалізації широкого спектра біологічних явищ. Їх функціонування пов'язане з відповіддю на кальційзалежну сигналізацію. Пригнічення активності кальпаїнів сприяє гальмуванню розвитку дисфункції ендотелію, серцево-судинних ускладнень, формуванню структурних та функціональних змін у тканинах нирок, а також спричинює нейропротекторний ефект, запобігає саркопенії і послаблює запальні реакції, зумовлені гіпервентиляцією легенів.

Изучено влияние калия на скорость дыхания митохондрий мозга, окисляющих субстрат в отсутствие ADP (в состоянии 4). Показано, что потенциалзависимый вход K<^>+ в матрикс приводит к митохондриальной деполяризации. С учетом деполяризующего эффекта K+ проведена оценка вклада потенциалзависимого транспорта K<^>+ и эндогенной утечки протонов в стационарную скорость дыхания. Показано, что учет утечки протонов позволяет определить вклад АТР-зависимого K<^>+-канала в потенциалзависимый транспорт K<^>+ с помощью полярографического метода.

Вплив антагоністів кальмодуліну - кальмідазоліуму та трифлуоперазину - на мембранний потенціал мітохондрій досліджено із використанням методів проточної цитометрії, конфокальної мікроскопії та залученням потенціалчутливих флуоресцентних зондів MTG та ТМRM. Вивчення впливу різних концентрацій антагоністів кальмодуліну на мембранний потенціал мітохондрій виконували на проточному цитометрі з використанням фракції ізольованих мітохондрій міометрія невагітних щурів. Встановлено, що кальмідазоліум у концентрації від 1 до 10 мкМ дозозалежно знижує мембранний потенціал мітохондрій. У той же час, трифлуоперазин у концентрації від 10 до 100 мкМ діє різним чином: 10 мкМ - збільшує поляризацію, тоді як 100 мкМ спричинює майже повну деполяризацію мітохондріальних мембран. За допомогою методу конфокальної мікроскопії на клітинах міометрія продемонстровано, що внесення в середовище інкубації MTG призводить до появи флуоресценції в "зеленому" діапазоні випромінювання. Додавання іншого зонда - ТМRM - зумовлює флуоресценцію в "червоному" діапазоні випромінювання. Деполяризація мітохондрій протонофором СССР та 10 мМ NaN3 супроводжується зниженням інтенсивності "червоної" флуоресценції, при цьому "зелена" флуоресценція зберігається. Внесення в середовище інкубації 10 мкМ кальмідазоліуму або 100 мкМ трифлуоперазину супроводжується після 10 - 15 хв інкубації практично повним гасінням флуоресцентного сигналу зонда TMRM. Таким чином, із використанням потенціалчутливих флуоресцентних зондів TMRM та MTG продемонстровано, що антагоністи кальмодуліну модулюють мембранний потенціал мітохондрій клітин міометрія.

Досліджено вплив нітрозактивних сполук (нітропрусиду та нітриту натрію) на рівень поляризації внутрішньої мітохондріальної мембрани міоцитів матки із застосуванням методу лазерної конфокальної мікроскопії та потенціалчутливого флуоресцентного зонда DiOC6(3) (3,3'-дигексилоксакарбоціаніну). Продемонстровано колокалізацію специфічних щодо мітохондрій флуоресцентних зондів (MitoTracker Orange CM-H2TMRos, 10 - nonyl acridine orange та DiOC6(3)). Показано, що нітропрусид натрію в концентрації 0,1 мМ спричинює помірне зниження трансмембранного потенціалу мітохондрій. Це спостереження підтверджується за допомогою методу протокової цитофлуориметрії. Ефективність дії нітриту натрію в аналогічній концентрації істотно нижча за дії нітропрусиду натрію. Доведено, що нітропрусид натрію, але не нітрит, зумовлює незначне набухання мітохондрій. Обговорено можливу протекторну роль оксиду азоту щодо мітохондрій.

Наведено результати мас-спектрометричних досліджень композицій солей полігексаметиленгуанідину (ПГМГ) з ліпідами. Полімерні похідні гуанідину, в тому числі й ПГМГ, зазвичай застосовують як дезінфектанти. Мас-спектрометричний аналіз сумішей показав, що стійкі міжмолекулярні комплекси олігомерів ПГМГ із ліпідами не утворюються. У дослідах використано лецитин і холестерол, які входять до складу цитоплазматичних мембран. Дослідження проведено за допомогою методу MALDI-TOF MS. Запропоновано модель зв'язування полікатіона ПГМГ із мембраною клітини. У разі його адсорбції на негативно зарядженій бактеріальній мембрані може мати місце як електростатична взаємодія, так і утворення петлеподібних структур. Такий стереохімічний механізм забезпечує міцність адсорбції досліджуваного полікатіона на мембрані. У поєднанні з іншими деструктивними чинниками, це й спричинює руйнування цитоплазматичної мембрани мікроорганізму дезінфектантами, виготовленими на основі солей ПГМГ.

Исследовано влияние твина 20, а также лизоцима и протамина на способность полиреактивных иммуноглобулинов (ПРИГ) связываться с различными антигенами. Тогда как твин 20 ингибирует реакцию связывания ПРИГ с антигенами, сорбированными на иммунологических плашках, лизоцим и протамин, наоборот, усиливают ее. Поскольку смесь протамина и лизоцима в оптимальных для стимуляции реакции ПРИГ-антиген не усиливает эффект, сделан вывод, что механизм воздействия этих протеинов на реактивность ПРИГ является однотипным. Особый интерес, по мнению авторов, вызывает то, что твин 20 в присутствии лизоцима или протамина не ослабляет действие этих протеинов на реактивность ПРИГ по отношению к сорбированным на плашке антигенам, а, наоборот, усиливает этот эффект.

Попередньо клоновано ген GSH2, що кодує <$E gamma>-глутамілцистеїнсинтетазу (<$E gamma>GCS) у дріжджів Hansenula рolymorpha. Проведено аналіз молекулярної організації промотору гена GSH2 H. рolymorpha і виявлено ймовірні сайти зв'язування транскрипційних факторів Yap1, Skn7, Creb/Atf1 та Cbf1. З'ясовано, що для повноцінної регуляції експресії гена GSH2 у відповідь на кадмієвий та оксидативний стрес необхідна довжина промотору GSH2 більша за 450 п.н. від початку ініціації трансляції. Для дослідження транскрипційної регуляції гена GSH2 H. polymorpha сконструйовано рекомбінантний штам, що містить репортерну касету, в якій регуляторна ділянка гена GSH2 розміром 1,832 т.п.н. злита зі структурною та термінаторною ділянками гена алкогольоксидази. Показано, що транскрипція гена GSH2 H. polymorpha максимально підвищується на 33 % в багатому середовищі за 4-годинної інкубації з концентрацією іонів кадмію 1 мкМ. У мінімальному середовищі експресія гена GSH2 не корелює з підвищенням рівнів загального клітинного глутатіону за дії іонів кадмію. Висловлено припущення, що підвищення вмісту загального клітинного глутатіону за кадмієвого стресу у дріжджів H. polymorpha ймовірно не контролюється на рівні транскрипції гена GSH2.

Сигнальний шлях TOR (target of rapamycin), вперше описаний в дріжджів Sассharomyces cerevisiae, є висококонсервативним регулятором росту клітин евкаріотів, їх старіння та стійкості до стресу. Досить добре вивчений вплив джерел азоту, зокрема амінокислот, на активність сигнального каскаду TOR, натомість його взаємозв'язок із вуглеводами є малодослідженим. Мета роботи - розширення уявлень про потенційну роль регуляторних комплексів TOR у розвитку карбонільного/оксидативного стресу, який може бути спричинений внаслідок культивування дріжджів у присутності глюкози і фруктози. Показано, що рівень <$E alpha>-дикарбонільних сполук та карбонільних груп протеїнів зростає під час культивування дріжджів та є вищим у клітинах, які росли в присутності фруктози, що свідчить про їх швидше старіння та інтенсивніший розвиток карбонільного/оксидативного стресу у порівнянні із клітинами, які росли в присутності глюкози. Дефектні за протеїнами TOR штами, які культивували у присутності як глюкози, так і фруктози, мають нижчі показники стресу і старіння, ніж вихідний батьківський штам. Таким чином, одержані результати підтверджують зроблений раніше висновок про те, що фруктоза, порівняно із глюкозою, є потужнішим фактором карбонільного/оксидативного стресу та прискореного старіння клітин S. cerevisiae. Проте дефекти регуляторних комплексів TOR сповільнюють старіння та розвиток стресу в дріжджів незалежно від типу вуглеводу в середовищі культивування.

Досліджено вплив гіпоксично-гіпероксичних тренувань (ГГТ) на стан мітохондріального глутатіонового пулу (відновлений, окислений глутатіон, протеїнзв'язаний глутатіон), вміст карбонільних груп та вільних сульфгідрильних груп протеїнів, експресію протеїну ключових антиоксидантних ензимів - глутатіонпероксидази та тіоредоксинредуктази, а також активність глутатіонзалежних ензимів - глутатіонредуктази, глутатіонпероксидази та глутаредоксину в мітохондріях печінки щурів, що зазнали дії гострої гіпоксії. Показано, що запропонований режим ГГТ знижує інтенсивність процесів окисної модифікації протеїнів, активує важливі ланки антиоксидантного захисту мітохондрій, а також впливає на тіол-дисульфідний обмін, редокс-баланс у мітохондріях, модифікує процеси S-глутатіонування/деглутатіонування в мембранах мітохондрій.

На моделі інсулінорезистентності (IР) в щурів, спричиненої розвитком аліментарного ожиріння, вивчено вплив N-стеароїлетаноламіну на вміст фосфоліпідів печінки та їх жирнокислотний склад. Результати проведених досліджень показали, що довготривале жирове навантаження спричинює дисбаланс у складі основних фосфоліпідів печінки і є одним із факторів розвитку IР в щурів. Зокрема, виявлено вірогідне зростання вмісту фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну та значне зниження вмісту лізофосфатидилхоліну, сфінгомієліну, дифосфатидилгліцеролу, фосфатидилінозитолу, фосфатидилсерину. Розвиток ожиріння характеризується істотними змінами жирнокислотного складу фосфоліпідів печінки щурів, а саме: зростанням вмісту моноєнових (ерукової, нервонової, олеїнової), полієнових (ейкозатриєнової, докозатриєнової, арахідонової) жирних кислот та вірогідним зниженням рівня дієнових. Введення N-стеароїлетаноламіну (50 мг/кг маси тіла протягом 2 тижнів) сприяє нормалізації рівня індивідуальних фосфоліпідів в печінці щурів з IР, що корелює зі зниженням вмісту інсуліну плазми крові та підвищенням чутливості до нього. За дії NSE спостерігається нормалізація жирнокислотного складу фосфоліпідів, що може бути повіязано з його модулювальною дією на активність основних десатураз. З огляду на те, що дисбаланс фосфоліпідного складу печінки щурів, спричинений аліментарним ожирінням, зумовлює серйозні метаболічні зміни, пов'язані з розвитком IР, його компенсація за дії NSE може сприяти відновленню інсулінового сигналінгу, пригніченню розвитку ожиріння та діабету 2-го типу, за рахунок послаблення IР.

Дефіцит вітаміну D одержує все більше визнання як проблема громадського здоров'я населення в цілому і на тлі різних хронічних захворювань. Мета дослідження - визначити статус D-вітамінного, мінерального, вуглеводного та ліпідного обміну у хворих на цукровий діабет 1-го та 2-го типів і у разі застосування вітаміну D3. Представлено дані вивчення впливу недостатнього забезпечення організму вітаміном D3 на мінеральний, вуглеводний та ліпідний обмін, а також на функціональну активність <$E beta>-клітин підшлункової залози в пацієнтів із цукровим діабетом 1-го та 2-го типів. Розглянуто причини, що призводять до порушення обміну вітаміну D3 за цукрового діабету, та наведено результати клінічного застосування препаратів вітаміну D3.

Досліджено сумарну активність NO-синтази та вміст стабільних продуктів метаболізму оксиду азоту в периферичній крові щурів за впливу малих доз іонізуючого випромінювання на фоні введення препарату природного поліфенольного комплексу з виноградного вина. Виявлено здатність поліфенольних сполук коригувати радіоіндуковані зміни в системі L-аргінін/NO. Показано, що дія малих доз рентгенівського випромінювання призводить до підвищення активності NO-синтази в периферичній крові щурів, однак у разі споживання природного поліфенольного комплексу з виноградного вина цей показник знижується до рівня контрольних значень. Підвищення активності NO-синтази за впливу радіації зумовлює збільшення вмісту NO, що відображується в накопиченні нітрит- та нітрат-аніонів у периферичній крові щурів. За введення поліфенолів сумарний вміст стабільних метаболітів оксиду азоту знижується на ранніх етапах експерименту, а на третю добу після опромінення цей показник є дещо вищим порівняно із показниками контрольної групи тварин. Таким чином, експериментально доведено здатність природного поліфенольного комплексу послаблювати нітративний стрес, спричинений дією іонізуючого випромінювання.

Солі важких металів виводяться нирками і, як прооксиданти, стимулюють процеси вільнорадикального окислення. Іони меркурію накопичуються в нирках. Тому актуальним є дослідження особливостей адаптивної відповіді антиоксидантних ензимів різних шарів нирок у відповідь на введення меркурію дихлориду. Для з'ясування впливу солей меркурію на антиоксидантну систему нирок за умов індукованого діурезу важливим є вивчення активності каталази, глутатіонпероксидази в нирках щурів. Встановлено, зниження активності глутатіонпероксидази в кірковому, мозковому та сосочковому шарах нирок за умов водного і сольового навантаження в щурів через 72 год після введення їм розчину меркурію дихлориду (5 мг/кг), що супроводжується підвищенням вмісту продуктів окислювальної модифікації ліпідів і протеїнів та морфологічними змінами в тканині нирок. Одержані результати свідчать про пригнічення ензимів антиоксидантного захисту в нирках щурів за дії меркурію дихлориду.

У кератинових волокнах частина структурних ліпідів знаходиться у вільному стані, а інша через 18-метилейкозанову кислоту зв'язана тіоефірним зв'язком із протеїнами волоса. На сьогодні остаточно ще не встановлено походження цих ліпідів, їхній склад та функціональні властивості. Тому завданням було дослідити вміст та склад вільних і зв'язаних внутрішніх ліпідів у вовні овець із різними дефектами. Установлено, що у вовняних волокнах незалежно від виду дефекту мають місце істотні зміни в якісному складі структурних ліпідів, проте загальний вміст вільних і зв'язаних ліпідів у всіх випадках є практично ідентичний. Характерно, що в складі як вільних, так і зв'язаних структурних ліпідів зваляної та одночасно зваляної і пожовтілої вовни зміни стосуються в основному вмісту вільних жирних кислот та церамідів, тоді як патологічне стоншення вовняного волокна супроводжується зменшенням вмісту сульфоліпідів.

Большинство транскриптов не являются матрицей для синтеза протеинов, а выполняют разнообразные функции, контролируя такие клеточные процессы, как эмбриогенез и дифференциация, импринтинг и инактивация Х-хромосомы, иммунный ответ и реакции на стресс. Значительная часть РНК, в том числе длинные некодирующие РНК (long non-coding RNA; lncRNA), выступают в роли сигнальных молекул, навигационных систем и платформ для cборки сложных рибонуклеиновых комплексов; участвуют в организации специальных клеточных доменов; связывают регуляторные протеины и микроРНК; являются предшественниками малых РНК. LncRNA осуществляют регуляцию транскрипции, альтернативного сплайсинга, редактирования, транспорта, трансляции и деградации мРНК. В процессах ремоделирования хроматина и контроля транскрипции важную роль играет пространственная структура lncRNA. Обзор посвящен различным аспектам функционирования длинных некодирующих РНК.

Узагальнено механізми передачі електронів на нерозчинний термінальний акцептор (анод) асоціацією хемоорганотрофних бактерій в біоелектрохімічних системах, які не є взаємовиключними. Їх розподілено на механізми: з використанням сполук-медіаторів електронного переносу; опосередкованої передачі електронів за допомогою проміжних продуктів метаболізму і прямої передачі електронів із поверхні клітини. Так, медіаторами електронного переносу слугують штучні або синтезовані бактеріями рибофлавін і похідні феназину, які також зумовлюють здатність бактерій до антагонізму. У механізмах опосередкованої передачі електронів за допомогою проміжних продуктів метаболізму, якими є низькомолекулярні карбонові кислоти, спирти, водень та ін., задіяні мікроорганізми з гідролітичною, кислотогенною та екзоелектрогенною активністю. Пряма передача електронів на нерозчинний анод можлива за рахунок мембранних структур (цитохроми, пілі та ін.). Асоціація мікроорганізмів, а, отже, й біохімічні механізми передачі електронів, залежать від походження інокуляту, субстрату, інтенсивності масообміну, умов аерації, потенціалів і розташування електродів та інших чинників, що визначаються технологічними і конструктивними біотехнологічними параметрами продукування електричної енергії.

Изучено влияние диазоксида (DZ) - активатора митохондриального АТР-зависимого K<^>+-канала (<$Eroman K sub АТР sup +>-канала) на трансмембранный обмен K<^>+ в митохондриях печени крыс и образование активных форм кислорода (АФК) в условиях открывания митохондриальной поры (mitochondrial permeability transition pore, MPTP). Установлено, что под действием DZ происходит активация K<^>+-цикла (входа K<^>+ и K<^>+/H<^>+-обмена) с максимальным эффектом в области <$Esymbol Г ~500> нМ DZ. Показано, что открывание МРТР приводит также к активации K<^>+-цикла при одновременной активации циклического транспорта Ca<^>2+. В отсутствие деполяризации Ca<^>2+-цикл поддерживается работой МРТР и Ca<^>2+-унипортера. Активация K<^>+-цикла при открывании МРТР обусловлена стимуляцией K<^>+/H<^>+-обмена, однако дальнейшее ускорение K<^>+/H<^>+-обмена под действием DZ приводит к ингибированию МРТР. Показано также, что DZ снижает скорость образования АФК при открывании МРТР в митохондриях печени. Сделан вывод, что уменьшение продукции АФК, как и активация K<^>+/H<^>+-обмена, являются составляющими комплексного механизма ингибирования МРТР под действием активатора <$Eroman K sub АТР sup +>-канала.

Нокаут гена pttg впливає на функціональний стан еритрону в мишей, що може бути пов'язано зі структурними змінами в будові еритроцитарних мембран. За нокауту гена pttg спостерігається значна модифікація жирнокислотного складу ліпідів мембран еритроцитів мишей за рахунок зменшення вмісту пальмітинової кислоти та збільшення суми поліненасичених жирних кислот на 18 %. На підставі результатів аналізу поверхневої архітектоніки еритроцитів мишей за умов нокауту гена pttg встановлено, що на фоні зменшення чисельності популяції функціонально повноцінних двовогнутих дисків спостерігається збільшення кількості трансформованих клітин, що знаходяться на різних стадіях дегенерації. Проведені дослідження показали, що в мишей з нокаутом гена pttg у порівнянні з контрольною групою тварин знижується вміст протеїну цитоскелета - <$Ebeta>-спектрину на 17,03 %. У цьому разі відбувається зменшення вмісту мембранного протеїну смуги 3 на 33,04 % з одночасним збільшенням вмісту аніонтранспортного протеїну смуги 4.5 на 35,2 %, а смуги 4.2 - на 32,1 %. За допомогою лектинблотаналізу виявлено зміни у структурі вуглеводних детермінант мембранних глікопротеїнів еритроцитів у разі спрямованої інактивації гена pttg, що супроводжується зміною типу зв'язку, яким приєднується термінальний залишок у вуглеводній детермінанті глікопротеїнів. Таким чином, за нокауту гена pttg спостерігається значний перерозподіл вмісту протеїнів та жирних кислот у мембранах еритроцитів, що виявляється в збільшенні кількості деформованих форм еритроцитів.

За допомогою сучасних методів молекулярного докінгу, квантової хімії та квантової теорії атомів у молекулах досліджено взаємодію протипухлинного препарату ТіоТЕФ з окремими нуклеотидними основами та дезоксирибонуклеозидмонофосфатами ДНК. Встановлено фізичні властивості одержаних комплексів "нуклеотидна основа + ТіоТЕФ" та "дезоксирибонуклеозидмонофосфат + ТіоТЕФ" та деякі закономірності зв'язування в них. Показано, що сильні водневі зв'язки типу NH°°°N є вирішальним чинником, який зумовлює високу селективність зв'язування ТіоТЕФ із гуанінвмісними ланками ДНК.

Изучено распределение напряжения кислорода и особенности стехиометрии цитохромов в скелетных мышцах донных и пелагических видов морских рыб. Показано, что ограничение двигательной активности приводит к увеличению числа гипоксических зон в мышечной ткани. Электрон-транспортная цепь при этом приобретает неcкомпенсированный тип организации, выражающийся в увеличении доли терминального комплекса аа3 на фоне общего cнижения содержания цитохромов в мышцах. Реакция, по-видимому, носит адаптивный характер и может быть реализована у оксифильных видов рыб в условиях экспериментальной гипокинезии.