Оренбургский государственный университет

Исследование антиоксидантной активности молекул с применением репортерных бактериальных штаммов

Проект № 17-44-560554 р_а

Руководитель — доцент кафедры биохимии и микробиологии, канд. биол. наук Каримов И.Ф.

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы, связанной с изучением особенностей антиоксидантной защиты биологических систем, в частности на исследование эффективности нейтрализации активных форм кислорода и азота антиоксидантными молекулами с использованием бактериальных люминесцирующих штаммов, несущих плазмиды, детектирующие развитие окислительного стресса в клетке.

Ключевой новизной предлагаемого проекта является использование бактериальных люминесцирующих штаммов для оценки эффективности нейтрализации антиоксидантными молекулами реактивных форм кислорода и азота.

Понимание эффективности и спектра антиоксидантной активности молекул является важным аспектом их использования в качестве лекарственных препаратов, однако в большинстве случаев исследуется in vitro с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразина, а в системах in vivo — по уровню липопероксидации и активности ферментов. Более адекватной моделью являются клеточные системы, способные сигнализировать об уровне развивающегося в них окислительного или нитрозирующего стресса, что позволит понять эффективность работы антиоксидантых молекул на клеточном уровне.

В ходе выполнения проекта были получены следующие научные результаты:

1) определена чувствительность и специфичность штаммов к различным АФК и РФА исходя из диапазона воспринимаемых концентраций и спектра детектируемых метаболитов;

2) установлена взаимосвязь уровня токсичности и бактерицидности активных форм кислорода и азота и возможностей клетки воспринимать данные свободные радикалы, и сформирован ряд антибактериальной эффективности АФК и РФА с учетом отсутствия рецепторных систем к ним;

3) выявлено воздействие антиоксидантных молекул на рецепторные системы детекции окислительного стресса, а также обнаружены их прооксидантные свойства (обусловленные активацией рецепторных белков) с сопоставлением протекающих процессов в неклеточных системах;

4) получены данные об эффективности антиоксидантых молекул по снижению состояния окислительного стресса в бактериальных клетках, что позволяет более адекватно оценивать формируемые в отношении живых систем эффекты по сравнению с моделями на бесклеточных системах, используемыми в большинстве случаев;

5) сформирована модель «биосенсор — окислитель — антиоксидант», которая позволяет судить о снижении активности промоторов окислительного стресса по изменению (уменьшению) уровня индукции биолюминесценции.

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования позволяют ожидать высокой востребованности полученных результатов при проведении микробиологических и фармакологических исследований.