27 января 2015

Биологически активные вещества можно в экстремофилах

Проанализируем, какого типа новые биологически активные вещества можно найти в экстремофилах, в каком направлении перспективно использовать их в медицине. Первый тип веществ — это традиционные для живого мира вещества: ДНК, РНК, ферменты, липиды, полисахариды и другие, которые в экстремофилах выполняют те же функции, что в мезофилах, но в их структуре имеются некоторые изменения, обеспечивающие выполнение этих функций в аномальных условиях. У многих термофильных бактерий содержится ДНК с большей долей гуаниновых и цитозиновых оснований, чем у мезофильных видов, иногда содержание этих соединений в ДНК составляет 70% молярных процентов (Логинова и др., 1977), что повышает термоустойчивость ДНК.

ДНК-зависимая РНК-полимераза (РНК-нуклеотидилтрансфераза) из Thermus thermophilus отличается по структуре от аналогичного белка из мезофильных организмов, т. е. существующих при стандартных условиях. Активность белка из термофилов в 4—5 раз выше, чем у мезофильного аналога; резко различается термостабильность этих белков: при 70° С мезофильный белок полностью теряет активность через 10 мин; а термофильный полностью сохраняет ее даже через 3 ч (Логинова и др., 1977). Сходные данные можно найти для многих других белков, в том числе для ряда аминоацетиллирующих ферментов, аспартокиназы, глутаминсинтетазы, некоторых гликолитических ферментов, экзогенных протеаз, различных синтетаз и т. д. (Кашнер, ред., 1981).

Учитывая возрастающую роль ферментов как лекарственных средств, более активные и более стабильные ферменты экстремофилов могут во многих случаях заменить ферменты из мезофилов. Так, например, известно, что протеазы растительного происхождения используются как противоотечные средства (Вольф, Рансберг, 1976). В то же время протеаза из Bacillus caldolyticus, обладая при температуре 37° С активностью несколько более высокой, чем мезофильная протеаза, имеет оптимум активности при 70° С и не меняет своей активности при выдержке в течение 8 ч при 80° С (Логинова, Егорова, 1977).

Второй тип представляют вещества, характерные только для экстремофилов, которые осуществляют либо стабилизацию макромолекул и субклеточных структур, либо регуляцию «традиционных» биохимических процессов в экстремальных условиях.

Примерами стабилизаторов могут служить некоторые компоненты дезоксирибонук-леопротеида и мембраны из ацидофильного организма Thermoplasma acidophilum. В Thermoplasma найден специфический гистоноподобный белок, который ассоциируется с основной ДНК организма, повышая ее термостабильность и, возможно, предохраняя от депуринизации кислотой (Searcy, 1975).

Этот организм отличается одной из самых жестких мембран, большую часть углеводов которой составляет необычный липополисахарид—диэфир (маннозо)24-глюкозоглицерина (Mayberry-Carson et al., i974). Безусловно, эти вещества играют свою роль в том, что названный организм, лишенный клеточной стенки, имеет оптимум роста при рН2 и температуре 59° С, устойчив к ряду физических и химических агентов: нагревание до 100°, неионным детергентам, к ферментам протеазе, трипсину и лизоциму (Belly, Brock, 1972).


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Среди заболеваний, стимулируемых загрязнением среды, можно выделить некоторые типы, обусловленные различными причинами: непрерывное действие загрязнения в течение длительного времени (аллергические, респираторные, раковые, повреждения генетической системы); кратковременное резкое возрастание загрязнения среды (например, при смогах), многократно превышающее допустимые нормы; влияние искусственного фона физических и химических факторов на инфекционные начала — бактерии и вирусы; появление новой технологии и…

Мы полагаем, что экспериментальная часть базовой линии комплекса для биологических испытаний при модификации методов, технологии и техники, не имеющей принципиального характера, могла бы быть использована как реальная система биологического контроля за состоянием окружающей среды. В ряде случаев для этих же целей могли быть использованы отдельные методы и устройства, входящие в состав базовой линии автоматизированного комплекса….

Эксперименты с яйцами морских ежей позволили японским исследователям предложить для практического использования простой, быстрый и высокоточный анализ загрязненности морской воды по скорости протекания ряда биопроцессов (Technocrat, 1976). У некоторых черноморских водорослей нефть, эмульгированная в морской воде, вызывает одновременное ингибирование биосинтеза РНК и ДНК, причем степень ингибирования у отдельных водорослей отличается в зависимости от продолжительности воздействия…

Применение биологических объектов для контроля загрязненности среды

Сама по себе идея о применении биологических объектов для контроля загрязненности среды не нова. В настоящее время общепринято, что чувствительность биологических объектов к состоянию окружающей среды делает их ценными индикаторами для контроля за состоянием окружающей среды, особенно в случае охраны данного биоценоза. Методы контроля за химическим загрязнением биосферы (вариант классификации) Возможны три различных подхода к…

Очень важным направлением является поиск корреляций между отрицательными видами биологической активности. В настоящее время наука владеет ориентировочными данными о связи между мутагенным, эмбриотропным, гонадотропным и бластомогенным действием веществ. Система биологических испытаний ХС, ориентированная на большие массивы веществ и многие виды биологической «отрицательной» активности, позволит как минимум увеличить темп накопления соответствующих данных об этих связях. Принципиальная…