Аннотация 2
Введение 4
Часть 1. Биологическая роль коротких пептидов 5
1.1. Короткие пептиды и их биологическая активность 5
1.2. Описание пептида AEDG 6
1.3. Описание пептида EDR 7
1.4. Описание пептида AEDL 8
1.5. Описание пептида KEDW 9
1.6. Механизм проникновения коротких пептидов в клетку, их взаимодействие с молекулой ДНК 10
Часть 2. Некоторые сведения о методической части работы 11
2.1. Материалы 11
2.2. Метод Спирина 13
2.3. УФ - спектрофотометрия 13
2.4. Плавление ДНК 15
Часть 3. Результаты и обсуждение 16
3.1. Исследование взаимодействия молекулы ДНК с AEDG (эпиталон) 16
3.2. Исследование взаимодействия молекулы ДНК с EDR (пинеалон) 18
3.3. Исследование взаимодействия молекулы ДНК с AEDL (бронхоген) 26
3.4. Исследование взаимодействия молекулы ДНК с KEDW (панкраген) 33
Часть 4. Вывод 37
Заключение 38
Список литературы 38
Старение человека - это биологический процесс, при котором организм теряет часть своих функций таких, как размножение и регенерация клеток. При этом частично или полностью теряется способность противостоять различным болезням, стрессу, а также становится труднее приспособиться к агрессивной окружающей среде. В целом ряде исследований, проведенных на клеточных культурах, лабораторных животных и добровольцах было показано, что ряд коротких пептидов оказывает биорегуляторное и геропротекторное действие. В связи с этим возникла необходимость проверки возможного воздействия таких пептидов на молекулярном уровне на структуру и свойства ДНК. Подтверждение такого взаимодействия на молекулярном уровне и изучение его механизма позволяет определить механизм действия пептидов на организм в целом.
Биологическая роль коротких пептидов разнообразна. Как уже отмечалось, влияние некоторых из них на организм оказывает заметное геропротекторное действие. Кроме того известно, что нейропептиды, например, регулируют большинство процессов организма человека, в том числе, принимают участие в процессах регенерации клеток. Пептиды иммунологического действия защищают организм от попавших в него токсинов.
Для правильной работы клеток и тканей необходимо адекватное количество пептидов. Однако с возрастом и при патологии возникает их дефицит, который существенно ускоряет износ тканей, что приводит к старению всего организма: происходит торможение ряда метаболических процессов, идет снижение экспрессии генов. Сегодня проблему недостаточности пептидов в организме научились решать. Пептидный набор клетки восполняют синтезированными в лабораторных условиях короткими пептидами. Они принимают участие в активации пролиферации и дифференцировки клеток.
Целью данной работы является анализ возможности взаимодействия ряда коротких пептидов с молекулой ДНК в растворе и исследование их влияния на конформацию молекулы ДНК in vitro.
Для работы были выбраны следующие короткие пептиды: AEDG (эпиталон, Ala-Glu- Asp-Gly), EDR (пинеалон, Glu-Asp-Arg), AEDL (бронхоген, Ala-Glu-Asp-Leu) и KEDW (панкраген, Lys-Glu-Asp-Trp). В качестве метода иследования использовалась УФ- спектрофотометрия. Все пептиды показывали выраженную биологическую активность в опытах на животных, а также прошли клинические испытания.
В результате проведенного исследования установлен факт взаимодействия коротких пептидов AEDG, EDR, AEDL, KEDW с ДНК. Актуальной задачей остается прямое экспериментальное подтверждение связывания пептидов с ДНК, оценка влияния пептидов на третичную структуру макромолекулы и определение непосредственных участков взаимодействия пептидов с ДНК. Выбранная модель изучения ДНК-пептид в растворе хлорида натрия позволила зафиксировать сам факт связывания пептидов с ДНК.
Для изучения взаимодействия ДНК и пептидов использовались только спектральные методы. Для дальнейшего изучения влияния пептидов на конформацию молекулы ДНК можно провести такие эксперименты, как вискозиметрия и двойное лучепреломление. Также рассмотреть плавление ДНК в присутствии не только эпиталона, но и других исследуемых пептидов.
В первой части работы приведены результаты научных исследований, которые раскрывают биологическую активность рассматриваемых пептидов. Далее рассмотрены методики проведения эксперимента и приведены обсуждения результатов. Тем не менее, остается нерешенной задача установления нуклеотидных последовательностей участков связывания пептидов с ДНК экспериментальным путем, которая может быть решена с помощью методов флуоресценции и ядерно-магнитного резонанса.
В заключение я хотел бы выразить благодарность своему научному руководителю проф. Касьяненко Н.А. и Морозовой Е.А. за помощь в проведении работы.
