РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 6
1. Литературный обзор 6
1.1. Фуллерены и их влияние на биологические объекты 6
1.1.1 Водорастворимые производные фуллерена 9
1.1.2 Структура и свойства эндоэдральных фуллеренов 10
1.1.3 Эндоэдральный фуллеренол с атомом гадолиния - Gd@Cs2Oy(OH)x 11
1.2 Использование 1,4-бензохинона в качестве модельного окислителя 13
1.3 Биолюминесцентные методы и их использование для мониторинга токсичности 13
1.4. Хемилюминесцентный люминольный метод и его использование для выявления содержания активных форм кислорода 14
1.5 Роль Активных формы кислорода в биологических процессах 15
1.6 Способы оценки токсичности наноматериалов 16
2. Материалы и методы 19
2.1 Получение и характеристика фуллеренолов 19
2.2 Реактивы и материалы 19
2.3 Регистрация интенсивности хемилюминесцентной и биолюминесцентной реакции 20
2.4 Приготовление реакционных смесей для биолюминесцентной 20
ферментативной тестовой системы 20
2.5 Расчет коэффициентов детоксикации 23
2.6 Исследование содержания активных форм кислорода. Хемилюминесцентный люминольный метод 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 33
Фуллерены - углеродные наноматериалы, известные своей уникальной структурой. Первый представитель группы фуллеренов был открыт Гарольдом Крото и его группой в 1985 году [1,2]. Открытие и структурное изучение фуллерена положило начало новой области углеродных аллотропов - химии фуллеренов. Эта новая область позволила получить различные производные фуллерена с потенциальными свойствами, полезными для многочисленных применений в различных областях медицины и биологии. Таким образом, фуллерены и их производные являются перспективными фармацевтическими агентами, изучение их биологической активности является актуальной задачей.
Но для использования фуллеренов и их производных в медицинской практике необходимо понимание механизмов прямых и отдаленных последствий их воздействий. В частности, известно, что производные фуллеренов характеризируются различной токсичностью.
В настоящее время синтезируется множество различных водорастворимых производных фуллерена с гидроксильными заместителями. Чрезвычайно актуальной является возможность сравнить одним методом токсические и антиоксидантные свойства водорастворимых производных фуллерена различной структуры.
Биолюминесцентные биотесты являются удобными системами для изучения и сравнения биологической активности производных фуллеренов благодаря своей простоте, чувствительности и высокой скорости анализа (1-10 мин). Эти биотесты используют интенсивность люминесценции в качестве физиологического параметра, который может быть легко измерен с помощью простых физических устройств и приборов. Преимущества биолюминесцентных биотестов позволяют исследователям проводить большое количество тестов в сопоставимых условиях в течение короткого периода времени, обеспечивают получение значительного набора экспериментальных данных и, следовательно, статистическую достоверность полученных результатов. Получение статистически достоверных результатов особенно важно при исследовании низкоинтенсивных (низкодозовых) воздействий, которые обычно характеризуются "шумными" откликами и описываются в терминах "стохастичности".
Целью работы было выявление токсических и антиоксидантных свойств фуллеренола Сбо(ОН)10-12 и эндоэдрального фуллеренола с атомом гадолиния - Gd@C82Oy(OH)x, (где х+у=40-42) с использованием биолюминесцентной ферментативной тестовой системы НАД(Ф)Н:ФМН- оксидоредуктаза - люцифераза.
В работе поставлены следующие задачи:
• Оценить и сравнить токсические свойства фуллеренолов Сб0(ОН)10-12 и Gd@C82Oy(OH)x с использованием биферментной системы НАД(Ф)Н:ФМН-оксидоредуктаза - люцифераза.
• Выявить антиоксидантный эффект фулеренола Gd@C82Oy(OH)x в условиях модельного окислительного стресса, оценив изменение токсичности раствора модельного окислителя 1,4-бензохинона в присутствии фуллеренола.
• Выявить роль активных форм кислорода хемилюминесцентным люминольным методом в процессах изменения токсичности под действием фуллеренола Gd@Cs2Oy(OH)x.
• С помощью биолюминесцентного ферментативного биотеста исследована зависимость интенсивности биолюминесценции от концентрации двух фуллеренолов - Gd@Cs2Oy(OH)x и Сб0Оу(ОН)х. На основе величин эффективных концентраций этих фуллеренолов (4*10-1 и 8*10-4 г/л соответственно) показано, что первый фуллеренол характеризуется меньшей токсичностью.
• Показано, что в условиях модельного окислительного стресса (т.е. в растворах органического окислителя - 1,4-бензохинона) фуллеренол Gd@C82Oy(OH)x проявляет умеренную (до 25-50%) антиоксидантную активность при малых временах инкубирования (0-30 минут) с ферментативной системой; при больших временах антиоксидантный эффект отсутствует.
• Выявлена обратная корреляция между зависимостями (1) интенсивности биолюминесценции от концентрации фуллеренола и (2) содержанием АФК от концентрации фуллеренола в условиях модельного окислительного стресса, что указывает на то, что его антиоксидантный эффект связан с уменьшением содержания АФК в растворах модельного окислителя.
