Анотація до роботи:

Пилипенко В.В. Мас-спектрометричні дослідження стероїдних глікозидів та їх комплексоутворення з компонентами біополімерів.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2003.

Розроблено методику дослідження молекулярної маси та структури речовин рослинного походження стероїдних глікозидів (СГ) та їхніх генінів методом плазмово-десорбційної часопролітної мас-спектрометрії з іонізацією уламками поділу ²⁵²Cf (ПДМС). Створено каталог мас-спектрів 40 досліджених зразків СГ та генінів. Методом ПДМС досліджено модельні системи СГ та їхніх генінів з біомолекулами. Виявлено формування не ковалентнозв`язаних комплексів СГ з відповідними біомолекулами такого складу [СГ+біомолекула+Н], [СГ+біомолекула+К], [СГ+біомолекула+Na] у співвідношені 1:1:1. Визначені відносні інтенсивності комплексів СГ та біомолекул. Знайдено, що збільшення вуглеводного ланцюгу СГ та додаткові кисневмісні замісники в агліконі впливають на специфічність взаємодії з біомолекулами та для низки комплексів збільшують їхню стабільність, вільні аглікони та монозиди не утворюють комплексів.

В даній роботі методом ПДМС проведено експериментальне дослідження складу, частково структури та комплексоутворення з мономерами РНК та білків біологічноактивних препаратів рослинного походження - СГ та їхніх генінів. Отримані результати розширюють діапазон аналітичних можливостей ПДМС і дають поштовх для подальшого розвитку мас-спектрометричного вивчення рослинних екстрактів. Результати модельних експериментів з вивчення комплексів СГ та біомолекул розкривають аспекти молекулярних основ біоактивності СГ та генінів, що є актуальним питанням для біофізики стероїдів. Виявлені залежності утворення комплексів від хімічної структури СГ та біомолекули мають значення для окреслення груп фармакологічноактивних СГ та для розвитку уявлень про вплив СГ на функціонування клітин і організмів. Ці результати важливі для біофізики клітини, а також для пошуку і розробки нових лікарських засобів на основі природних рослинних екстрактів.

Таким чином у роботі:

1. Вперше розроблено ПДМС методику дослідження будови природних речовин рослинного походження – стероїдних глікозидів (СГ) та їх генінів. Методика дозволяє швидко, надійно та з мінімальними затратами зразків визначити молекулярну масу та будову вуглеводного та стероїдного компонентів молекули СГ, провести ідентифікацію шляхом порівняння з вже відомими СГ, або встановити нову структуру.

2. За допомогою методики проведено дослідження молекулярної маси та структури високоочищених препаратів СГ та їхніх генінів і еталонних зразків та досліджено склад, молекулярну масу і структуру препаратів СГ нативних рослинних екстрактів. Вперше створено базовий каталог мас-спектрів СГ та генінів для 40 різноманітних зразків.

3. Розроблено модельний експеримент з вивчення механізмів біологічної активності СГ на молекулярному рівні шляхом дослідження їхнього комплексоутворення з біомолекулами-мономерами протеїнів та нуклеїнових кислот: амінокислотами, рібонуклеозидами, нуклеозидмонофосфатом - АМФ. Виявлено, що СГ вступають у взаємодію з біомолекулами, утворюючи не ковалентнозв`язані комплекси типу “СГ+біомолекула+Н”, “СГ+біомолекула+К”, або “СГ+біомолекула+Na” у співвідношені 1:1:1.

4. На основі ПДМС даних розраховано відносні інтенсивності комплексів СГ та біомолекул, котрі віддзеркалюють ступінь спорідненості компонентів комплексу один до одного та стійкість утворених комплексів. Встановлено, що не ковалентна взаємодія СГ з біомолекулами залежить від складу вуглеводного ланцюга та аглікона молекули СГ. Вільні аглікони та монозиди не взаємодіють з рібонуклеозидами та АМФ. Втой же час СГ проявляють специфічність до комплексоутворення з певними біомолекулами.

5. Знайдено, що інтенсивність комплексоутворення СГ з біомолекулами підвищується при наявності додаткових кисневомісних замісників в структурі аглікону та при збільшенні вуглеводного ланцюга. Виявлено, що склад аглікона має більший вплив на інтенсивність комплексоутворення, ніж склад вуглеводного компоненту СГ.

6. Здатність СГ до не ковалентної взаємодії з окремими мономерами біополімерів дозволяє зробити висновок про їхню здатність до не ковалентної взаємодії з відповідними біополі мерами - протеїнами та РНК.

Публікації автора:

1. Пилипенко В.В., Аксенов С.А., Калинкевич А.Н., Суходуб Л.Ф. Изучение взаимодействия стероидных гликозидов с нуклеозидами методом плазменно-десорбционной масс-спектрометрии с ионизацией осколками деления Cf-252 // Вісн. Харк. Ун-ту. – 1999. – № 434. Біофізичний вісн. Вип. 3. – С. 56-62.

2. Пилипенко В.В., Аксьонов С.О., Калінкевич О.М., Суходуб Л.Ф. Взаємодія стероїдних глікозидів з амінокислотами: дослідження методом плазменно-десорбційної мас-спектрометрії // Биополимеры и клетка. –2000. - т.16 № 3. – С. 212-219.

3. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F., Aksyonov S.A., Kalinkevich A.N. and Kintia P.K. ²⁵²Cf PDMS study of interactions of steroid glycosides with amino acids // Rapid Commun. Mass Spectrum. – 2000. - N 14. - Р. 819-823.

4. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F., Kalinichenko T.G., Kalinkevich A.N., Aksyonov S.A., Kintia P.K., Bobeyko V.A., Shvets S.A., Guryeva L.S. 252-Cf PDMS study of plant steroid glycosides // Вісн. Харк. Ун-ту. – 2001. – № 525. Біофізичний вісн. Вип. 1(8). – С.113-120.

5. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F., Kalinkevich A.N. PDMS study of interactions of steroid glycosides with nucleoside and nucleotide// Вісн. Харк. Ун-ту. – 2001. – № 528. Біофізичний вісн. Вип. 2(9). – С. 103-109.

6. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F. Mass spectrometry study of plant steroid glycosides and their interactions with biomolecules // Биополимеры и клетка. – 2002. – т. 18, № 2. - С. 139-141.

7. Пилипенко В.В., Аксьонов С.О., Калінкевич О.М., Суходуб Л.Ф. Вивчення взаємодії сапонінів з амінокислотами методом плазменно-десорбційної мас-спектрометрії // Тези доповідей ІІ зїзду Українського біофізичного товариства. – Харків.- 1998. – С.60.

8. Пилипенко В.В., Аксьонов С.О., Калінкевич О.М., Суходуб Л.Ф. Вивчення взаємодії сапонінів з нуклеозидами методом плазменно-десорбційної мас-спектрометрії // Тези доповідей ІІ зїзду Українського біофізичного товариства. – Харків.- 1998. – С.61.

9. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F., Aksyonov S.A., Kalinkevich A.N. ²⁵²Cf PDMS study of interaction of the steroid glycosides with nucleotides // Proc. XIV Inter. school-seminar “Spectroscopy of molecules and crystals”. – Odessa. – 1999. – Р.160.

10. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F., Aksyonov S.A., Kalinkevich A.N., Kintia P.K., Bobeyko V.A., Shvets S.A. ²⁵²Cf PDMS study of interactions of the steroid glycosides with amino acids // Book of abstracts “Saponins in food feedstuffs, and medicinal plants”. – Pulawy (Poland). – 1999. – Р.101-102.

11. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F., Aksyonov S.A., Kalinkevich A.N., Kintia P.K., Bobeyko V.A., Shvets S.A. ²⁵²Cf PDMS study of interactions of the steroid glycosides with nucleotide // Book of abstracts “Saponins in food feedstuffs, and medicinal plants”. – Pulawy (Poland). – 1999. – Р.103-104.

12. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F. PDMS study of saponins and their interactions with biomolecules, Аbstracts ARGUS-99. – Odessa.- 1999. – Р.89-90.

13. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F. Mass spectrometry study of plant steroid glycosides and their interactions with biomolecules // Proc. Conf. for students, Phd students and young scienties on molecular biology and genetics. – Kyiv. 2001.- Р.113.

14. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F. Saponin-biomolecule interaction: mass spectrometry investigation, Тези доповідей ІІI зїзду Українського біофізичного товариства. – Львів.- 2002. – С. 52-53.

15. Pilipenko V.V., Sukhodub L.F. 252-Cf TOF-PDMS study of plant steroid glycosides, Міжнародний симпозіум “Biotechnology approaches for exploitation and preservation of plant resources”, Никитський ботанічний сад, Ялта.- 2002. – С. 51.