Том 50, № 5 (2024)

Желатины образуются при технологических процессах переработки белков соединительной ткани животных (прежде всего коллагенов) и с биохимической точки зрения представляют собой различные полипептидные продукты. В большинстве случаев желатины, как коммерческие продукты, на 52.5% производятся из кожи и костей крупного рогатого скота (КРС), на 46.0% – из кожи свиней и только на 1.5% – с использованием других видов животных. В начале XXI века основная масса произведенных желатинов используется в пищевых продуктах, около трети – в медицинском секторе и только ~6% – в технических или других областях промышленности. В настоящее время усилилась тенденция к здоровому образу жизни, что, наряду с религиозно-культурными традициями многих стран, побуждает ученых искать источники желатинов, не относящиеся к млекопитающим, но близкие к ним по физико-химическим и функциональным характеристикам. Поэтому в последнее время появилась тенденция к некоторому снижению гигантского объема производства желатинов из млекопитающих (КРС и свиней), но пока несущественному по сравнению с относительным ростом производства желатинов из субпродуктов и отходов промышленного птицеводства, тем более что за последние десятилетия мировое производство мяса птицы выросло более чем на треть. Показано оптимальное содержание аминокислот (АК) и их соотношений в желатинах из кожи КРС и свиней для их дальнейшего использования. Конечно, содержание АК в желатинах из кожи свиньи и КРС, определенное в различных технологических условиях, может существенно отличаться, но в целом эти отличия носят не критический характер, поэтому иногда желатины получают из смеси отходов животноводства. Недавно в России была предложена композиция белковых ингредиентов из гидролизатов кожи свиньи и КРС с добавками высушенной плазмы крови, которая имела более “ценный” АК-состав, чем в традиционных желатинах, что позволило авторам сделать предположение о повышенной биологической и пищевой ценности разработанного продукта. Кроме того, ряд авторов обнаружил улучшение отдельных показателей и биологических свойств желатинов из смеси отходов животноводства при образовании некоторых специфических пептидов. Таким образом, в настоящее время активно разрабатываются новые композиции на основе известных желатинов с оптимальным АК-составом, способствующим улучшению питательных и функциональных свойств. Научная и практическая значимость данного обзора заключается в детальном описании основных исследований по АК-составу желатинов и выявлении взаимосвязи их АК-состава с ключевыми биохимическими и технологическими показателями материалов на основе желатинов.

В последние годы достигнут значительный прогресс в лечение больных раком толстой кишки, однако в большинстве случаев лечение сопровождается развитием лекарственной резистентности. Обнаруженная недавно железозависимая гибель клетки, ферроптоз, позволяет надеяться на продление периода ремиссии. В работе изучена возможность индукции ферроптоза в клетках рака толстой кишки новыми производными 3-гидроксихиназолина. Исследования проводили на двух клеточных линиях рака толстой кишки HCT-116 и DLD-1. Гибель опухолевых клеток по типу ферроптоза идентифицировали по уровню перекисного окисления липидов. Уровень перекисного окисления липидов в клетках НСТ-116, индуцируемый некоторыми производными 3-гидроксихиназолина, приближался к активности референтного препарата эрастина. Картина существенно менялась при исследовании индукции ферроптоза в клетках DLD-1. Два производных 3-гидроксихиназолина индуцировали уровень перекисного окисления липидов в клетках DLD-1, превышающий этот показатель у эрастина. Полученные предварительные результаты позволяют предположить, что три новые соединения могут рассматриваться в качестве противоопухолевых средств для лечения рака толстой кишки, а также указывают на перспективность дальнейшего поиска индукторов ферроптоза среди производных 3-гидроксихиназолина.

Создание управляемых систем редактирования генома на основе технологии CRISPR/Cas – актуальная задача современной молекулярной биологии и генетической инженерии. Интересный вариант ее решения – модификация направляющих РНК путем введения фоточувствительных групп. Мы разработали подход к получению циклических фоторасщепляемых направляющих CRISPR РНК (crРНК) для системы CRISPR/Cas9, содержащих линкеры на основе 1-(2-нитрофенил)-1,2-этандиола (PL). В циклизованном состоянии такие направляющие РНК нефункциональны, а при облучении УФ-светом они линеаризуются, индуцируя активацию системы CRISPR/Cas9. Опробованы два химических подхода к образованию циклической РНК на основе реакции Михаэля (тиол-малеимидная конденсация) и медь-катализируемого азид-алкинового циклоприсоединения (реакция “клик”-химии). Для этого получены 5′,3′-модифицированные РНК, содержащие соответствующие реакционные группы. Продемонстрировано преимущество реакции азид-алкинового циклоприсоединения для получения циклических РНК. Эффективность образования циклических РНК зависит от их вторичной структуры и возможности сближения реакционных групп в пространстве. Получены серии фоторасщепляемых циклических crРНК и их контрольных нерасщепляемых аналогов. Показано, что циклические направляющие crРНК менее эффективно направляют нуклеазу Cas9 для расщепления плазмиды, при этом линеаризация фоторасщепляемых циклических crРНК значительно увеличивает эффективность расщепления плазмиды. Разработанный подход позволяет получать циклические фоторасщепляемые РНК, в том числе направляющие РНК для активации геномного редактирования CRISPR/Cas9 в заданный момент времени в определенном месте. Фоторегуляция геномного редактирования позволит снизить нежелательные нецелевые эффекты и проводить редактирование более прицельно.

Семейство Lon-протеаз относится к ключевым пептидгидролазам системы контроля качества белков (СКК), которая играет ведущую роль в поддержании сохранности клеточного протеома во всех природных царствах. При этом Lon-протеазы – единственное семейство АТР-зависимых протеаз СКК, которое объединяет целый ряд структурно различных подсемейств. Недавно было выдвинуто предположение о наличии в семействе Lon ранее неклассифицированного подсемейства LonBA, включающего ферменты бактерий классов Bacilli и Clostridia. С помощью биоинформатического анализа получены данные об особенностях строения ферментов предполагаемого нового подсемейства и о существовании двух различающихся групп Lon-протеаз в этом подсемействе.

Разработан метод получения активных аминогрупп на поверхности подложки из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Разработан метод количественной оценки концентрации и распределения химически доступных аминогрупп на поверхности ПЭТ-подложки с использованием цианинового красителя Cy5 и цифровой флуоресцентной микроскопии. Аминогpуппы могут быть использованы для дальнейшей xимичеcкой модификации поверхности ПЭТ, прививки различных функциональных групп и ковалентного cвязывания c биомолекулами, что открывает перспективы широкого использования недорогого ПЭТ в качестве функциональных подложек в биочипах, биосенсорах, устройствах “лаборатория на чипе” и других биотехнологических приложениях.

Определение драйверных мутаций в опухоли – крайне важная задача в онкологии для выбора стратегии лечения и оценки эффективности терапии. Во многих случаях, особенно при мониторинге заболевания, возникает необходимость выявления малого количества копий мутантного аллеля на фоне избыточного содержания ДНК дикого типа. В данной работе исследованы возможности высокочувствительной детекции мутаций в генах IDH1 и IDH2 при подавлении амплификации ДНК дикого типа с помощью олигомеров “замкнутых” нуклеиновых кислот (locked nucleic acid, LNA) с последующей гибридизацией флуоресцентно меченого продукта полимеразной цепной реакции на биологическом микрочипе (биочипе). Предел обнаружения мутантной ДНК составляет 0.1% на фоне ДНК дикого типа. Эффективность данного подхода продемонстрирована на примере анализа 26 образцов хондроидных опухолей и глиальных опухолей мозга с низкой представленностью мутантного аллеля, в трех случаях были выявлены ранее не обнаруженные мутации R132C, R132L и R132H.