БИОХИМИЯ

УДК 577.23

Г.М. Симонян, М.А.Симонян, Э.А.Качворян, академик К.Г.Карагезян

Получение фракции стабильного супрола из сыворотки крови рыбы сиг из
оз. Севан и характеристика ее некоторых физико-химических
особенностей

(Представлено 2/IX 2002)

   Фракция супероксидпродуцирующего липопротеина - супрола, полученная из сыворотки крови млекопитающих (человек, бык, крыса), является НАДРН-содержащим липопротеином высокой плотности, способным продуцировать супероксидные анион-радикалы (O2-) in vivo и in vitro [1-3]. Его стабильность в сыворотке плацентарной крови человека выше, нежели у белых крыс, что создает определенные трудности в проведении экспериментальных исследований над этими животными. Истинная физиологическая функция супрола млекопитающих пока остается неясной, хотя уже известна его роль в холестеринтранспортирующей активности клеток [4,5]. С другой стороны, будучи энергичным O2--продуциентом супрол может быть также активно действующим компонентом иммунной системы, наподобие других O2--продуцирующих систем крови типа цитохромов B558, локализованных в мембранах фагоцитирующих лейкоцитов и лимфоцитов [6,7]. Определены характерные количественные и качественные изменения супрола как чувствительного маркера оксидативного стресса различного происхождения [8-10], в частности, как фактора сыворотки плацентарной крови человека, подавляющего рост лимфосаркомы Плисса и демонстрирующего дозозависимый стимулирующий или ингибирующий эффект в отношении пролиферации клеток куриного эмбриона in vitro [2]. Для исследования результативности действия супрола как энергичного генератора O2- в различных биосистемах необходимо повышать его стабильность, что пока трудно осуществимо, или пойти по пути поиска соответствующих биоисточников, из которых можно было бы выделить его в больших количествах и с достаточно высоким уровнем стабильности. В этой связи определенный интерес представляет исследование крови водных обитателей, в частности, рыб, у которых уровень O2--продуцирующих биосистем (в лице цитохромов B558 крови) намного превышает таковой у млекопитающих [11].
   Целью работы явилось получение супрола из сыворотки крови рыбы сиг (Coregonus lavaretus) из оз. Севан и определение некоторых его характерных физико-химических свойств.
   Кровь живых рыб забирали проколом шейной части и стабилизировали 2%-ным раствором оксалата натрия в объемном соотношении 1:5 при постоянном легком встряхивании. Выделение и очищение супрола в основном осуществляли известным методом [12], с небольшим видоизменением с целью повышения выхода фракции супрола; были использованы метод ионообменной хроматографии на целлюлозах ДЕ-52 и КМ-52 ("Whetman", Англия) и сефадексе ДЕАЕ А-50 ("Pharmacia", Швеция), а также центрифуги К-24 и К-70 (Германия) и хроматографические стеклянные колонки различных размеров (3х10, 4х20, 1х10 см). Оптические спектральные измерения осуществляли на спектрофотометре "Specond UV VIS" (Германия) с длиной оптического пути 1 см.
   Супероксидпродуцирующую активность супрола определяли с использованием нитротетразолиевого синего (НТС) с расчетом процента увеличения плотности оптического поглощения формазана (при 560 нм), образующегося при восстановлении НТС супероксидными радикалами. За единицу O2--продуцирующей активности принимали количество фракции супрола, способное увеличить плотность оптического поглощения формазана при 560 нм в пределах 50%. Отделившуюся от 20 мл крови сыворотку подвергали дополнительному центрифугированию при 10000 об/мин в течение 10 мин и диализу с целью удаления следов компонентов плазмы, после чего для изоляции следов сопутствующих белков основного характера супернатант пропускали через колонку с КМ-52, уравновешенную 0.005 М калий фосфатным буфером, рН 7.4 (КФБ). Не осевшую на этой колонке фракцию, уравновешенную 0.005 М КФБ, пропускали через сефадекс ДЕАЕ А-50 для полного освобождения от следов кислых белков. Не задерживающейся на этой колонке фракцией является супрол (20 мл), с плотностью оптического поглощения при 530 нм 0.4 и с O2--продуцирующей активностью 22 ед/мл фракции.
   Результаты проведенных исследований (рис. 1) демонстрируют существенные различия между оптическими спектрами поглощения супрола рыбы сиг и млекопитающих. В отличие от млекопитающих [3] фракция супрола рыбы сиг, имеющая характерную для липопротеинов опалесценцию, входит в комплексное соединение с сывороточным цитохромом B558 [13], участвуя в продукции O2- без активирования следов ионов переходных металлов (Fe+3, Cu+2). С другой стороны, налаживание спектров супрола (он имеет слабое поглощение при 430 нм) и сывороточного цитохрома B558 (в очищенном виде имеет поглощение при 412, 530, 560 нм [13]) приводит к определенному повышению фона поглощения спектра комплекса супрола с цитохромом B558 сыворотки в области волн при 400-500 нм, как это показано на рис. 1, с некоторым видоизменением спектра "чистого" цитохрома B558. Скорее всего супрол рыб в элементарном акте продуцирования O2- использует Fe+3 гемовой группы цитохрома B558 согласно следующей схеме:

НАДРН-супрол - Fe+3-цитохром B558 ® НАДР+ - супрол - Fe+2-
цитохром - B558 ® НАДРН-супрол - цитохром B558+O2-

Рис. 1. Оптические спектры поглощения супрола из сыворотки плацентарной крови
человека (1) и из сыворотки крови рыбы сиг (Coregonus lavaretus) из озера Севан
(2). Фракции супролов растворены в 0.01 М КФБ.

   Известно, что цитохромы B558 в основном являются НАДРН-зависимыми O2--продуцирующими биосистемами крови, локализованными в мембранах форменных элементов плазмы, в частности, фагоцитирующих лейкоцитов и лимфоцитов [14,15].
   Таким образом, не исключена роль Fe+3 гемовой группы цитохрома B558 как переносчика электрона от группы НАДРН супрола к молекулярному кислороду с превращением его в O2-. Удельное содержание супрола в 1 мл сыворотки крови рыбы сиг превышает таковую млекопитающих в 1.5-2 раза. С другой стороны, если стабильность супрола крови крыс и плацентарной крови человека сохраняется соответственно в течение 4-5 и 10-19 суток в замороженном состоянии, то супрол рыбы сиг практически сохраняет свою стабильность (растворимость без признаков самоагрегации) и O2-- продуцирующую активность в течение 1.5-2 месяцев. Согласно данным рис.2, количественные и качественные (спектральные) отличия супрола рыб, по-видимому, связаны не только с генетическими различиями, факторами, обусловленными давностью эволюционного развития, но и с энергичным продуцированием им O2-.

Рис. 2. Кинетические кривые изменения активности (стабильности) супрола (в отн.
единицах) из сыворотки крови крыс (1), из сыворотки плацентарной крови человека
(2) и из сыворотки крови рыбы сиг (Coregonus lavaretus) из озера Севан (3).

   Таким образом, супрол рыбы сиг из оз. Севана как стабильный, энергичный и естественный источник O2- существенно отличается от супрола млекопитающих и, вероятно, может быть использован для подавления роста модельных экспериментальных злокачественных новообразований in vivo, а также для стимулирования или ингибирования процессов пролиферации клеток в культуре in vitro [2] и определения молекулярных механизмов воздействия O2- на различные биосистемы.
   Работа выполнена благодаря финансовой поддержке Международного научно-технического фонда проекта А676.

     Институт молекулярной биологии НАН РА
     Институт биохимии им. Г.Х. Бунятяна НАН РА


Литература

     1. Симонян М.А., Карапетян А.В., Бабаян М.А., Симонян Р.М.  -Биохимия. 1996. Т.61. С.932 - 938.
     2. Симонян М.А., Карапетян А.В., Симонян Р.М., Галстян Д.А., Бабаян М.А.  - Биохимия. 1996. Т.61. С. 1578 - 1583.
     3. Симонян Г.М., Бабаян М.А., Симонян Р.М., Симонян М.А.  - Биол. журн. Армении. 1999.Т.52. С. 18 - 21.
     4. Страйер Л.В.  В кн.: Биохимия. Т.2. М. Мир. С. 218-220.
     5. Schonfeld G., Pleger B., Roy R.  - J. Biol. Chem. 1975. V.250. P.7943-7950.
     6. Jonsson G., Harmsringdohl M.  - Free Radic. Res. Commun. 1993. V.18. P.87-98.
     7. Batot G., Paclet M.H., Doussiere J.,Vergnaud S.at al.  - Biopchem. Biophys. Acta. 1998. V.1406. P. 188-202.
     8. Шакарян М.А., Карагезян К.Г., Симонян М.А., Баблоян А.С.  - Укр. биохим. журн.1997. Т.69. С.208-212.
     9. Karageuzyan K.G., Simonyan M.A., Hoveian G.A., Simonyan R. M.  - Inst.Intern. Conf. of FMF. Jerusalim. 1997. P.70.
     10. Григорян В.А., Карагезян К.Г., Симонян М.А., Бадалян М.А., Овеян Г.А., Карагезян М.К.  Укр. биохим. журн.1998. Т.70. С.101-105.
     11. Симонян Г.М., Серопян Н.А., Симонян М.А., Качворян Э.А., Карагезян К.Г.  - ДНАН Армении. 2001. Т.101. С.183-187.
     12. Симонян М.А., Симонян Г.М., Мелконян Р.В.  - Промышленная собственность. Официальный бюллетень Армпатента. 1997. Т.1(3). С.34.
     13. Симонян М.А., Бабаян М.А., Симонян Г.М.  - Биохимия. 1995. Т.60. С.1977-1987.
     14. Condino-Neto A., Newburger P.E.  - Arch. Biochem. Biophys. 1998. V.360. P.158-164.
     15. Park H.S., Park J.W.  - Arch. Biochem. Biophys. 1998. V.360. P.165 -172.