Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

CПОСОБ СКРИНИНГА АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ НОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ТЕСТ-СИСТЕМЫ БАКТЕРИЙ ESCHERICHIA COLI

Авторы:
Город:
Пермь
ВУЗ:
Дата:
03 января 2016г.

В 50-х годах прошлого столетия Д. Харманом и Н. Эмануэлем была сформулирована свободно- радикальная теория, убедительно объясняющая взаимосвязь механизмов старения, онкогенеза, а также связанных с ними патологических процессов. Процессы формирования патологий обусловлены ростом числа молекулярных повреждений, вызванных химически активными свободными радикалами (СР) и дисбалансом антиоксидантной/прооксидантной системы. Свободно-радикальный механизм является одним из ведущих в обеспечении целого ряда физиологических функций: пролиферация клеток, вазодилатация, участие в процессах дифференциации [1]. Cтоит отметить, что последние исследования убедительно доказывают, что роль антиоксидантов гораздо шире, чем функция «скэвенджеров» - «мусорщиков» свободно-радикального процесса. Между тем физико-химические и биологические свойства свободных радикалов и антиоксидантов позволяют их выделить в отдельную группу регуляторов биосистем, для которой применяется термин «редокс-активные молекулы» [5].
Для описания состояния взаимодействующих редокс-активных молекул используется понятие «редокс- состояния» системы, мерой количественных изменений редокс-состояния считают эффективный редокс- потенциал и редокс-буферную емкость. Эффективный редокс-потенциал (Eэфф) характеризует «суммарную» способность внутриклеточной среды отдавать электроны, а редокс-буферная емкость (r) – количественная характеристика способности клеток противодействовать изменению Eэфф внутриклеточной среды при изменении концентраций окислителей или восстановителей [6]. Определение таких фундаментальных показателей требует тщательного подбора условий и соответствующего дизайна эксперимента.
Нами была выбрана модель создания окислительного стресса на культуре клеток бактерий Escherichia coli штамм BW 25113 при помощи раствора пероксида водорода 3мМ. Определение антиоксидантной активности на культуре клеток Escherichia coli является универсальной моделью, в которой эффективный редокс-потенциал и редокс-буферную емкость можно количественно оценить в присутствии источника активных форм кислорода (пероксида водород), так и вне его.
Одной из важнейших прикладных задач органической химии является получение соединений, обладающих биологической и физиологической активностью. Дальнейший ход биологических исследований состоит из скрининга синтезированных соединений с целью определения активности.
Соединения – антиоксиданты становятся объектами для дальнейших исследований противовоспалительной, противоопухолевой, ноотропной активности. Нами была выбрана методика определения брутто-антиоксидантной активности с использованием в качестве тест-системы бактерий Escherichia coli штамма BW 25113 [4].
Нами исследована антиоксидантная активность 5-арил-8,8-диметил-3,7,8,9-тетрагидро[1,2]оксазино[5,4,3- de]хинолин-3-онов (Iа, b) и 2-замещенных 5-арил-3,7,8,9-тетрагидро-2Н-пиридо[4,3,2-de]циннолин-3-онов (Iс - f)





Рис.1. Схема получения трициклических производных 5,6,7,8-тетрагидрозинолинов

Исследуемые вещества вводили в эквимолярной концентрации 2х10-4М в ДМСО. В качестве стандарта антиоксидантной активности использовали субстанцию ресвератрола, который соответствовал молярной концентрации исследуемых соединений. Результаты исследований отражены на Рисунке 2.



Рис.2.Удельная скорость роста E.coli BW 25113 в присутствии трициклических производных 5,6,7,8- тетрагидрохинолина за 1 час

Показатель удельной скорости роста бактерий рассчитан по t-критерию Стьюдента при p<0,05 в сравнении с контролем и является статистически значимым [3].
С целью получения биологически активных гетероциклов нами было исследовано взаимодействие 1,6- диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-диона (Ix, Iy, Iz) с арилиденариламинами, которое приводит к замещенным 6-арил-4-бензоилацетил-4-гидрокси-5,6-дигидро-4Н-1,3-оксазинам (II a–e) (Рис.2). Антиоксидантную активность замещенных 1,3-оксазинов также изучали на модели окислительного стресса с использованием в качестве тест-системы бактерий Escherichia coli штамм BW 25113. Удельная скорость роста бактерий за 1 час позволяет оценить протективное антиоксидантное действие синтезированных 1,3-оксазинов на бактерии кишечной палочки (Рис.3.)[2].



Рис.3.Схема образования 6-арилзамещенных-4-бензоилацетил-4-гидрокси-5,6-дигидро-4Н-1,3-оксазинов (II a-e)

Показатель удельной скорости роста позволяет оценить вклад соединений в создании устойчивости бактерий к пероксиду водорода. В патофизиологически достижимых миллимолярных концентрациях перекись водорода обладает цитотоксическим и апоптоз-индуцирующим действием. Наиболее активно защищает бактериальную культуру соединение с антиоксидантной активностью – If и 6-арил-4-бензоилацетил-4-гидрокси- 5,6-дигидро-2-п-метоксифенил-3-метил-фенил-4Н-1,3-оксазин (IIв), а два соединения, производные 5,6,7,8- тетрагидрохинолинолоиновый фрагмент- Ia, Ie – обладают прооксидантной активностью, усиливая бактериостатическое действие пероксида водорода.
Приведены результаты изучения антиоксидантной активности двенадцати различных синтезированных соединений с использованием тест-системы бактерий Escherichia coli BW 25113 на модели окислительного стресса, создаваемого раствором 3мМ пероксида водорода.



Рис.4. Удельная скорость роста E.coli BW 25113 в присутствии 6-арилзамещенных-4-бензоилацетил-4-гидрокси- 5,6-дигидро-4Н-1,3-оксазинов (II a-e)

Список литературы

1. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Менщикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимический и патофизиологический аспекты. М.: Наука/Интерпериодика. 2001. 340 с.
2. Зыкова С.С., Одегова Т.Ф. Микробиологические характеристики новых продуктов синтеза 1,6-диарил-3,4- дигидрокси-1,4-гексадиен-1,6-диона с арилиденариламинами. М.:Радиотехника. Вопросы биол., мед. и фарм.химии. № 2., 2014. С. 62-67.
3. Руденко Д.А., Шаврина Т.В., Шуров С.Н., Зыкова С.С. Синтез и антиоксидантная активность трициклических соединений, содержащих 5,6,7,8-тетрагидрохинолиновый фрагмент. М.:Фолиум. Химико- фармацевтический журнал, № 2, т. 48, 2014.с.32-36.
4. Cамойлова З.Ю. Октябрьский О.Н. Использование микробных тест-систем для скрининга антиоксидантов растительного происхождения // Экология и научно-технический прогресс: Мат. VI международ. научно- практической конф. аспирантов и молодых ученых. Пермь-2007. С. 324-327.
5. Мartinovich G.G., Martinovich I.V., Cherenkevich S.N.// Biophysics. 2011.V.56.P.444-451.
6. Мartinovich G.G., Мartinovich I.V., Cherenkevich S.N., Sauer H.//Cell Biochem.Biophys. 2010.V.75-83