Анотація до роботи:

Харитоненко Г.І. Встановлення особливостей функціонування

5-ліпоксигенази з використанням ліпофільних нітроксильних сполук. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 02.00.10 – біоорганічна хімія. – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2008.

Обґрунтовано використання 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидинилових естерів гідрофобних кислот для вивчення особливостей функціонування ліпоксигеназ. 1-Оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидиниловi естери гідрофобних кислот в міцелярній системі зменшують швидкість окиснення лінолевої кислоти або лінолевого спирту, що каталізуються 5-ліпоксигеназою. Запропоновано механізм інгібування, який включає взаємодію ліофільних нітроксильних сполук з радикальними інтермедіатами, що утворюються в каталітичному циклі та блокування подальших радикальних перетворень. Показано, що ефективність інгібування визначається природою субстрату реакції та присутністю алостеричного ефектора – додецилсульфату натрію. Висунуто припущення, що взаємодія 5-ліпоксигенази з додецилсульфатом натрію посилює дисоціацію радикальних інтермедіатів з активного центру ферменту.

Визначено термодинамічні параметри термоінактивації 5-ліпоксигенази. Показано, що в присутності додецилсульфату натрію константи швидкості термоінактивації та енергія активації термоінактивації ферменту збільшуються.

Встановлено, що фосфатидилхолін та фосфатидилінозит заміщують молекули субстрату в центрах зв’язування ферменту. Ці результати свідчать про алостеричний механізм регуляції активності 5-ліпоксигенази цими фосфоліпідами.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у встановленні особливостей функціонування 5-ліпоксигенази та значення алостеричних ефекторів в ліпоксигеназному каталізі. В результаті роботи обґрунтовано використання ліпофільних нітроксильних похідних у визначенні участі ліпоксигеназного каталізу в ініціації вільнорадикального окиснення ненасичених сполук та вивчено роль алостеричної регуляції у функціонуванні ферменту.

1. 1-Оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидинилові естери гідрофобних кислот знижують швидкість окиснення лінолевої кислоти або лінолевого спирту, що каталізуються 5-ЛО. На підставі кінетичних досліджень запропоновано механізм дії 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидинилових естерів гідрофобних кислот, який полягає в перехопленні нітроксильними сполуками інтермедіатів радикальної природи, що утворюються під час каталітичного циклу, та не передбачає безпосередньої взаємодії нітроксильних сполук з ферментом.

2. Ступінь інгібування ферментативного окислення 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидиниловими естерами гідрофобних кислот не залежить від хімічної будови ліпофільного замісника і визначається хімічною природою субстрату реакції та присутністю алостеричного ефектора.

3. Взаємодія 5-ЛО з алостеричним ефектором – додецилсульфатом натрію приводить до збільшення кількості короткоіснуючих вільних радикалів під час каталітичного циклу. Висунуто припущення, що алостеричний ефектор викликає передчасну дисоціацію фермент-субстратного комплексу та виток радикальних інтермедіатів з активного центру ферменту, що дозволяє використовувати систему 5-ліпоксигеназного каталізу у присутності додецилсульфату натрію за умов міцелярної системи як модель перекисного окиснення ліпідів для скрінінгу потенційних інгібіторів.

4. Алостеричний ефектор – додецилсульфат натрію змінює термодинамічні параметри термоінактивації 5-ЛО та збільшує енергію активації термоінактивації ферменту.

5. Фосфатидилінозит та фосфатидилхолін при ферментативному окисненні лінолевої кислоти за умов міцелярної системи заміщують молекули субстрата, зв’язані з ферментом, що передбачає алостеричний механізм регуляції активності 5-ліпоксигенази цими фосфоліпідами.

Публікації автора:

1. Харченко О. В., Кулініченко (Харитоненко) Г. І., Бутович І. А. Кінетичні механізми окислення лінолевої кислоти 5-ліпоксигеназою із Solanum tuberosum L. // Укр. біохім. журн. - 1999. - Т. 17, № 4. - С. 40-44.

2. Вовк А. И., Харченко О. В., Харитоненко А. И., Кухарь В. П., Бабий Л. В., Казачков М. Г., Мельник А. К., Хильчевский А. Н. Гидрофобные нитроксильные радикалы – ингибиторы окисления линолевого спирта 5-липоксигеназой // Биоорг. химия. – 2004. – Т. 30, № 4. – С. 436-440.

3. Харченко О. В., Вовк А. И., Харитоненко А. И., Кухарь В. П., Бабий Л. В., Казачков М. Г., Мельник А. К., Хильчевский А. Н. Ингибирующие свойства стабильных нитроксильных радикалов в реакциях окисления линолевой кислоты и линолевого спирта, катализируемых 5-липоксигеназой // Укр. біохім. журн. – 2005. – Т. 77, № 1. – С. 82-87.

4. Вовк А. И., Мищенко И. Н., Харченко О. В., Бугас Р. В., Харитоненко А. И., Бабий Л. В., Самусь Н. В., Канивец Н. П., Мельник А. К. Влияние липофильных тиазолиевых солей на фотофосфорилирование в хлоропластах гороха. // Физиол. и биохим. культ. раст. – 2005. - Т. 37, № 2. – С. 106-116.

5. Харитоненко Г. І., Харченко О. В. Фосфатидилхолін та фосфатидилінозит – алостеричні регулятори 5-ліпоксигенази з бульб картоплі // Біополімери і клітина. – 2008. - Т. 24, № 3. – С. 254-259.

   Харитоненко Г.І., Скатерна Т.Д., Мельник А.К., Бабий Л.В., Харченко О.В. Дослідження взаємодії 5-ліпоксигенази з алостеричним ефектором – додецилсульфатом натрію // Укр. біохім. журн. – 2008. – Т. 80, № 3. – С. 31-39.

   Babenko V., Butovich I., Kazachkov M., Kulinichenko (Kharitonenko) A., Paliy T. Phospholipids as possible 5-lipoxygenase regulator on membrane level. // Abstr. of 24^th Meeting FEBS, Barcelona, Spain. –1996. – P. 210.

   Вовк А.І., Міщенко І.В., Харченко О.В., Бугас Р.В., Бабій Л.В., Харитоненко Г.І. Вплив ліпофільних тіазолієвих катіонів на фотофосфорилювання в хлоропластах гороху // XX Українська конференція з органічної хімії. Тези доповідей. – Одеса, 2004. - С. 395.

   Харитоненко A. И., Харченко О. В. Роль фосфатидилинозита и фосфатидилхолина в липоксигеназном катализе // Межд. конф. „Современная физиология растений: от молекул до екосистем”. Материалы докладов. - Сыктывкар, 2007. – С. 152-153.

   Харченко О. В., Казачков М. Г., Скатерная Т. Д., Харитоненко A. И., Копич В. Н. Кинетические особенности ферментативного окисления линолевого спирта в присутствии 5-липоксигенази клубней картофеля (Solanum tuberosum L.) // Межд. конф. „Современная физиология растений: от молекул до екосистем”. Материалы докладов. - Сыктывкар, 2007. – С. 153-154.

   Kharitonenko G.I., Kharchenko O. V. Phoshatidylcholine and phosphatidilinositol are allosteric regulators of 5-lipoxygenase from potato tuber // Abstr. of 2nd International Symposium Plant Growth Substances: Intracellular Hormonal Signaling and Applying in Agriculture, Kyiv, Ukraine. – 2007. - P. 85.