Оптимизация температурного режима высушивания иммобилизованной биферментной системы NADH: FMN -
оксидоредуктаза - люцифераза для обеспечения максимальной
интенсивности свечения и точности иммобилизованных реагентов.
Реферат 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Обзор литературы 6
1.1. Биферментная система светящихся бактерий NAD(P)H:FMN -
оксидоредуктаза-люцифераза - тест- объект для биолюминесцентного анализа 6
1.1.1. Характеристика биферментной системы NAD(P)H:FMN -
оксидорудуктаза-люцифераза 6
1.1.2. Применение биферментной системы NAD(P)H:FMN -
оксидоредуктаза-люцифераза 8
1.2. Определение метода иммобилизации ферментов светящихся
бактерий 10
1.3. Физико-химические характеристики иммобилизованной совместно
с субстратами биферментной системы светящихся бактерий NAD(P)H:FMN -оксидоредуктаза-люцифераза 14
1.3.1. Влияние pH при иммобилизации ферментов 14
1.3.2. Температурное влияние на активность ферментативных реагентов
биолюминесценции 16
2. Материалы и методы 20
2.1. Материалы 20
2.2. Методы 21
3. Результаты и обсуждение 23
3.1. Оценка влияния температурного режима высушивания
иммобилизованной совместно с субстратами биферментной системы NAD(P)H:FMN-oкcидopeдyктaзa-люцифepaзa 23
3.2. Оценка влияния режима хранения иммобилизованной совместно с
субстратами биферментной системы ПА0(Р)Н:ЬМЫ-оксидоредуктаза- люцифераза 26
ВЫВОДЫ 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 29
Современные аналитические методы, основанные на
биолюминесцентных реакциях, катализируемых различными люциферазами, могут обеспечить широкий спектр задач, от мониторинга окружающей среды в человеческой среде (интегральные биологические анализы) до анализа метаболитов и ключевых ферментов необходимых для определения состояния различных заболеваний. Использование биолюминесцентных методов может позволить создать систему, которая включает в себя биологические анализы, основанные на разных уровнях живой организации: биохимический (ферментативный) и биотесты, которые основанны на живых организмах (бактериях и грибах).
Для решения различных задач экологического мониторинга используется большое количество методов биологического тестирования. В том числе широко используются не только живые организмы, но и их ферментативные системы. Однако при использовании ферментов возникает ряд затруднений, таких как: необходимость обеспечения специальных условий для сохранения стабильности препаратов ферментов, неточность дозирования реагентов и т. д. Решением вышеизложенных проблем может быть использование препаратов иммобилизованных ферментов. Иммобилизация является способом фиксирования ферментов внутрь специализированного носителя посредством физико-химических преобразований.
Биотесты на основе иммобилизованных ферментов являются стабильными и используются для определения токсичности различных объектов окружающей среды. Для целей мониторинга качества окружающей среды большой интерес представляет разработка и использование совместно иммобилизованных ферментов и субстратов светящихся бактерий. На сегодняшний день реагент на основе совместно иммобилизованной с субстратами биферментной системы НА0(Р)Н:БМЫ-оксидоредуктаза- люцифераза характеризуется высоким разбросом значений активности при многократных измерениях, что может объясняться влиянием различных условий иммобилизации: температура геля, режим перемешивания компонентов реагента, режим дозирования, температурный режим высушивания реагентов. Влияние условий температурного режима высушивания иммобилизованных совместно с субстратами ферментов светящихся бактерий на активность реагентов и точность результатов анализа изучено мало.
Цель исследования заключалась в определении оптимального температурного режима высушивания и хранения реагентов на основе совместно иммобилизованной с субстратами биферментной системы КАВ(Р)Н:РМЫ-оксидоредуктаза-люцифераза для обеспечения
максимальной интенсивности свечения и минимального разброса значений интенсивности свечения.
Задачи исследования:
1. Оценить влияние температурного режима высушивания иммобилизованной совместно с субстратами биферментной системы НА0(Р)Н:ГМЫ-оксидоредуктаза-люцифераза на активность реагентов и разброс значений максимальной интенсивности свечения.
2. Оценить влияние режима хранения
иммобилизованной совместно с субстратами биферментной системы NAD(P)H:FMN-
оксидоредуктаза-люцифераза на активность реагентов и разброс значений максимальной интенсивности свечения.
В результате работы были сделаны следующие выводы:
1. Оптимальная температура высушивания и хранения для обеспечения максимальной интенсивности свечения и стабильности активности иммобилизованной совместно с тетрадеканалем и NADH биферментной системы NAD(P)H: FMN - оксидоредуктаза - люцифераза 10 0С.
2. Температурный режим высушивания и хранения иммобилизованной совместно с тетрадеканалем и NADH биферментной системы NADH:FMN-oкcидopeдyктaзa-люцифepaзa не оказывает влияние на разброс значений максимальной интенсивности свечения в диапазоне от 5 до 25 0С и от -5 до 25 0С соответственно.
1. Hasan A., Nurunnabi M., Morshed M. Recent Advances in Application of Biosensors in Tissue Engineering.//BioMed Res Int. 2014.
2. Puget K. Studies in bioluminescence. Bacterial NADH: FMN - oxidoreductase / K. Puget, A.M. Michelson, S. Adrameas // Anal. Biochem.,1977. -V.79.-P. 447-456.
3. Esimbekova E.N., Kondik A.M., Kratasyuk V.A. Bioluminescent enzymatic rapid assay of water integral toxicity. - Environ Monit Assess. - 2013. - V. 185. - I 7. - P. 5909-5916.
4. Vetrova EV, Kudryasheva NS, Kratasyuk VA (2007) Redox compounds influence on theNAD(P)H:FMN-oxidoreductase-luciferase bioluminescent system. Photoch Photobiol Sci6:35-40.
5. Kratasyuk VA, Kuznetsov AM, Rodicheva EK et al (1996) Problems and prospects of bioluminescence assays in ecological monitoring. Sib J Ecol 5:397-40.
6. PD 53.18.24.83-89 (1990) Methods of estimation of kinetic indices of surface water quality/ Gidrometeoizdat, Moscow.
7. Vetrova EV, Kratasyuk VA, Kudryasheva NS (2002) Bioluminescent characteristics of Shira Lake water. Aquat Ecol 36:309-315.
8. Deryabin DG (2009) Bacterial bioluminescence: base and applied aspects. Science, Moscow.
9. Gitelson JI, Kratasyuk VA (2002) Bioluminescence as an educational tool. In: Kricka LJ, Stanley PE (eds) Bioluminescence and chemiluminescence: progress and current applications. World scientific publishing, River Edge, pp 175-182.
10. Kratasyuk VA, Gusev SM, Remmel NN et al (2007) Bioluminescence in the spaceflight and life science training program at Kennedy space center. In: Szalay A, Hill P, Kricka L, Stanley P (eds) Bioluminescence and chemiluminescence: chemistry, biology and applications. World scientific publishing, San Diego, pp 257-260.
11. Kratasyuk VA, Kuznetsov AM, Gitelson JI (1997) Bacterial bioluminescence in ecological education. In: Hastings JW, Kricka ZJ, Stanley PE (eds) Bioluminescence and chemiluminescence (molecular reporting with photons). Willey, Chichester, pp 177-180.
12. Жеребцов, H.A. О механизме кислотного и ферментативного гидролиза крахмала/ H.A. Жеребцов, И.Д. Руадзе, А.Н. Яковлев // Прикладная биохимия и микробиология. 1995. - том 31, № 6. - С. 599603.
13. Ugarova, N., and Lebedeva, O. (1987) Appl. Biochem. Biotechnol., 15, 3551.
14. Kratasyuk, V., and Esimbekova, E. (2003) in Polymeric Biomaterials. The PBM Series, vol. 1 (Arshady, R., ed.), Citus Books, London, pp. 301-343.
15. Esimbekova, E., and Kratasyuk, V. (2005) in Bioluminescence & chemiluminescence: progress & perspectives, (Tsuji, A., Matsumoto, M., Maeda, M., Kricka, L., Stanley, P., eds), World Scientific Publishing Co., Singapore, pp. 237-240.
... всего 22 источников