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:
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.