Выявление технологически значимых денатурирующих воздействий по уровню олигомеризации и фрагментирования фракций, обогащенных IgG и альбуминами (Удмуртский государственный университет)
Список сокращений……………3
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………....4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……8
1.1Общая характеристика иммуноглобулина G 8
1.2 Альбумин.Структура,свойства,функции…14
1.3Инфекционная безопасность плазмы крови19
1.4 Применение фенола в качестве дезинфиктанта ………..…………...………24
1.5 Фракционирование белков сульфатом аммония ……………….…….……. .28
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ……………32
2.1. Материалы………………………………33
2.2. Приборы и дорогостоящая исследовательская техника…………………….33
2.3. Методы исследования………34
2.3.1. Получение полуфабрикатов………………34
2.3.2. Определение концентрации белка…34
2.3.3. Определение цветности и мутности раствора……………………………..34
2.3.4. Установление заданного рН………34
2.3.5. Диск-электрофорез……………34
2.3.6. Эксклюзионная хроматография……35
2.3.7. Микробиологический анализ……35
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ…37
3.1Получение гамма-глобулинового и альбуминового полуфабриката………..38
3.2 Влияние дезинфектанта гидрофобной природы и неионного детергента на белки гидрофобной природы (иммуноглобулин)……42
3.3 Влияние дезинфектанта гидрофобной природы и неионного детергента на белки гидрофобной природы (альбумин)……46
3.4Микробиологический анализ образцов ……50
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………...51
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….52
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………….58
В настоящее время уже нет сомнения, что биосферно - экологический
кризис на нашей планете – объективная реальность. Он продолжает
интенсивно развиваться, проявляясь прежде всего в том, что мы называем ухудшение качества жизни.
Существующая технократическая цивилизация, ее промышленный
и агропромышленный уклады абсолютно безжалостны к природе планеты [11].
Внимание так же стоит уделить биологическим отходам. Особое внимание уделяют утилизации биоресурсов, способные распространять опасные заболевания [12]. Следует обратить внимание на биологические отходы категорийных компаний животноводства и здравоохранения, которые массово производят опасные ресурсы, в составе которых входит возможный диапазон белков человеческого и животного происхождения.
Технология рекомбинантных ДНК при производстве терапевтических средств и методы очистки атмосферы вод и почвы с использованием биологических объектов не являются универсальными способами решения проблем в области здравоохранения и экологии [49].
В рамках стратегии очистки территории от биологических загрязнений предполагается изучить возможность использования невостребованных биоресурсов для сырьевого обеспечения предприятий фармацевтической биоиндустрии.
Распространение инфекций за счёт наличия в составе фармацевтических биопрепаратов вирусных агентов с позиций ВОЗ представляет собой актуальную научную проблему международного уровня значимости [21]. В технических докладах ВОЗ рекомендуется сконцентрировать усилия на двух основных направлениях исследований и разработок:
во-первых, на совершенствование исследовательских подходов, предназначенных для выявления вирусных агентов в составе индивидуальных сырьевых заготовок;
во-вторых, на создание методов-методологий-стадий предназначенных для дезактивации инфекционности вирусных агентов в составе сырья и полупродуктов без нарушения конформационной нативности целевых белков.
Данная работа ориентирована на создание оригинальной схемы перевода боенской крови в индивидуальные фракции плазмы, значимые для сырьевого обеспечения предприятий биоиндустрии. Участок по заготовке крови и её сепарированию размещается в категорийном объекте, а для его функционирования не требуется соблюдение стерильных условий [43]. На основе оригинальных нововведений формируются изолированные фракции, обогащенные гидрофобными или гидрофильными белками с нижеследующими показателями качества:
- стандартный белковый спектр полученных фракций и возможность его регулирования в зависимости от целей исследования. Допускается наличие примесных альбумин-трансферриновых белков в составе гамма-глобулиновой фракции. Допускается наличие иммуноглобулина G в составе фракций, обогащенной альбумином.
Теоретическая ценность исследования
Оригинальность исследовательского подхода позволяет исследовать денатурирующие свойства бактерицидно-вироцидных концентраций дезинфектантов на белки с известными гидрофобными свойствами. Теоретическую ценность имеют результаты фракционирования раствора, сложного по составу индивидуальных белков, под действием концентрированных растворов сульфата аммония за счет разведения осаждающего реагента образцами плазмы до обеспечения его содержания в пределах до 33 % [38]. Механизмы формирования белковых агрегатов под действием нейтральных солей базируются на разрушении гидратной оболочки вокруг белковых глобул и реализации белок-белковых взаимодействий под гидрофобным участком, расположенным на поверхности макромолекул [17]. Полученные нами результаты позволяют предположить, что в процессе избирательного осаждения гидрофобных и гидрофильных белков традиционно обсуждаемые электростатические взаимодействия также важны как и гидрофобные силы. В общем случае в рамках выполненного исследования мы намерены получить общественно значимый для биоиндустрии технико-технологический результат.
Полагаем, что результаты инкубирования электрофоретически гомогенных и хроматографически мономерных форм IgG и альбумина КРС не только внесут определенный вклад в расшифровку механизмов белок-белковых взаимодействий, но и наметят перспективные направления исследований для создания технологий, позволяющих удалять ароматические соединения и фенолы (экотоксиканты) из состава пищевых и лекарственных белков.
Практическая ценность работы
Направленность исследования на:
-Обеспечение заготовки биосырья на месте его добычи и производства, на объектах медицины и животноводства.
-Перевозки и хранение отобранного биосырья, без использования системы поддерживающей оптимальной температуры на протяжении всего пути.
-Преобразование имеющихся полуфабрикатов в соответствующие продукты, которые будут доступны для стадий фракционирования.
Цель: изучить влияние дезинфектанта, обладающего вироцидно-бактерицидным механизмом действия на гамма-глобулиновую и альбуминовую фракцию, полученную из плазмы КРС.
Задачи:
1.Получить фракции плазмы крови, обогащенные иммуноглобулином и альбумином.
2.Изучить влияние различных концентраций фенола и тритона Х-100 на показатели мутности в растворах образцов гамма-глобулиновой и альбуминовой фракций плазмы.
3.Обработать полученные фракции растворами с различными концентрациями фенола и тритона Х-100 и изучить их влияние на биохимические показатели.
4.Изучить белковый спектр полученных фракций.
1. При получении гамма-глобулиновой и альбуминовой фракций белков плазмы с помощью 100% от насыщения сульфата аммония добавление 1% фенола не влияет распределение общего белка во фракциях
2. В гамма-глобулиновой фракции использование 1% тритона Х-100 при инкубировании в 2% феноле снижает показатель мутности в 3,8 раза по сравнению с образцом без тритона Х-100.
3. Инкубирование гамма-глобулиновой фракции с фенолом (1-2%) приводит к увеличению олигомерной фракции при возрастании концентрации фенола. Использование 1% тритона Х-100 способствует повышению содержания высокомолекулярной фракции в образце с 2% фенолом до 89%.
4. Использование 1% Тритона Х-100 при инкубировании образцов альбуминовой фракции снижает денатурирующий потенциал фенола.
5. При инкубировании альбуминовой фракции в феноле (1-2%) добавление 1% тритона Х-100 в инкубационную среду способствует увеличению олигомерной фракции с 2 до 22%.
1. Большой энциклопедический словарь медицинских териминов / под ред. Э. Г. Улумбекова. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 2263 с.
2. ГОСТ 9097-82 Аммоний сернокислый (Сульфат аммония).
3. Глинн П. Структура и функции антител / Стюард М. – М: Мир, 1983. –С.268.
4. Дирихс А., Кубичка Р. Фенолы и основания из углей. Пер. с чешск. Под ред. С.Д.Федосеева. М., Гостоптехиздат, 1958, 468 с.
5. Джафаров Э.С., Алиев Л.А. Структура и конформационные особенности сывороточного альбумина. – Баку: Элм,1990. -240с
6. Жибурт Е.Б. Правила переливания плазмы. М.: 2008; 18—9.
7. Зубкова Н.В Обеспечение инфекционной безопасности препаратов из плазмы крови доноров. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика; 1998.
8. Захарова Г. Упоров И. Пероксидаза из корней хрена: модулирование свойств химической модификацией белковой глобулы и гема - 2011.
9. Иммунодиффузия в геле: 0ФС.1.8.2.0001.15. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. Том II.
10. Иммуноглобулины./ Г. Литмен, под ред. Р. Гуда. М. – 1981 – 189 с.
11. Кравчук, Ю.И. Краснов,В.Н. Малинин. Среда обитания // Глобальный экологический кризис: мифы и реальность. 2005.- 2с.
12. Кульберг А. Я. Молекулярная иммунология. Учеб. пособ. – М.: Высш. шк. – 1985. – 287с.
13. Кудашева Э.Ю. Современные технологические подходы к обеспечению вирусной безопасности препаратов иммуноглобулинов человека / Э.Ю. Кудашева, И.В. Борисевич и др. // Успехи современного естествознания. – 2015. - №5. – с. 132-138.
14. Мостовская Е.В. Оптимизация технологии получения жидкой формы иммуноглобулина для внутривенного введения. Автореф. дисс. канд. биол. наук. Уфа, 2004. – С.146.
15. Панов В. П. Принципы обеспечения вирусной безопасности продуктов крови (обзор) / В. П. Панов // Химико-фармацевтический журнал. – 2004. - T.38. -№3. - С. 39-47.
16. Принципы обеспечения вирусной безопасности продуктов крови / В.П. Панов// Химико-фармацевтический журнал. – 2004.– т.38. – №3.–С.39-47.
17. Ройт А. Иммунология / А. Ройт, Дж. Бростофф, Д. Мейл // Пер. с англ. – М.: Мир. – 2000. – 592 с.
18. Скоупс Р.К. Методы очистки белков / Р.К. Скоупс – М.: Мир, 1985
19. Современные технологические подходы к обеспечению вирусной безопасности препаратов иммуноглобулинов человека / Э.Ю. Кудашева, И.В. Борисевич, В.Б. Иванов // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 5. – С. 132-138.
20. Справочник биохимика: Пер. с англ./ Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. –М.: Мир. – 1991. – С.544,464.
21. Теоретический риск передачи вирусов с ферментами // Безопасность лекарственных средств и фармаконадзор. – 2012. – №1.
22. Фазовое расслоение в растворах неионного поверхностно-активного вещества Тритон Х-100 в присутствии фенола / В.А. Дорощук, Н.А. Гонта, С.А. Куличенко//Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко. – 2008. – С.21-27.
23. Физико-химические методы исследования биополимеров и низкомолекулярных биорегуляторов / В. Л. Воейков, П. Д. Решетов, И. Р. Набиев [и др.]. – Москва: Наука, 1992. – 406 с.
24. Храмов В.А., Барсуков А.К. ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА ПОДКЛАССОВ IgG БЫКА (BOS TAURUS) -2007.-с 3-4.
25. Харлампович Г.Д., Чуркин Ю.В. «Фенолы».– М., «Химия», 1974, 376 с.
26. Худяков, А. А. Эффективная дезинфекция и подбор дезинфектанта / А. А. Худяков // Ветеринария Кубани. – 2011. - №5.
27. Чечеткин А.В. Влияние инактивации патогенов на качество и показатели биологической полноценности компонентов донорской крови / А.В. Чечеткин, А.Д. Касьянов, В.Е. Солдатенков, А.Б. Макеев // Medline. – 2015. – Т. 16. – СТ. 72. – с. 779-790.
28. 28.Чечеткин А.В. Предупреждение инфицирования ВИЧ при переливании донорской крови и ее компонентов / А.В. Чечеткин, А.Б. Макеев, В.Е. Солдатенков, и др. // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии.– 2014. – № 4. – С. 64-68.
29. Яворская Е.С. Современные направления в мембранной нанофильтрации биофармпрепаратов. Часть 2. Удаление бактериальных эндотоксинов, мембранная ионообменная и аффинная хроматография. Мембраны для контроля вирусов в воде / Мембраны. – 2007. – № 2(34). – с. 34–41.
30. Ali Jahanban-Esfahlan , Alireza Ostadrahimi , Rana Jahanban-Esfahlan , Leila Roufegarinejad , Mahnaz Tabibiazar , Ryszard Amarowicz Recent Developments in the Detection of Bovine Serum Albumin // - 2019 Jul 15.- № 138.60
31. Aleksandar Denic, Moses Rodriguez Polyclonal and Monoclonal Antibodies in Clinic Bharath Wootla // Affiliations expand. 24037837 DOI: 10.1007/978-1-62703-586c
32. Acc Chem Res Total Synthesis of Vinblastine, Related Natural Products, and Key Analogues and Development of Inspired Methodology Suitable for the Systematic Study of Their Structure-Function Properties - 2015 Mar. -№17.48
33. Béatrice Ramus , Omar Benbrahim , Patrick Chérin Use of Intravenous and Subcutaneous Human Immunoglobulins - 2019 Mar.- №64.833:13-18
34. Combination of Decentralized Waste Drying and SSF Techniques for Household Biowaste Minimization and Ethanol Production 2016 Jun;52:353-9. doi: 10.1016/j.wasman.2016.03.047. Epub 2016 Apr 12.
35. Cai H; Caswell J.L., Prescott J.F. "Nonculture Molecular Techniques for Diagnosis of Bacterial Disease in Animals: A Diagnostic Laboratory Perspective". Veterinary Pathology 51 (2), 2014. Pp. 341–350.
36. Christian M Mendez 1, Craig J McClain, Luis S Marsano Albumin Therapy in Clinical Practice PMID: 16207669 DOI: 10.1177/0115426505020003314
37. Cai H; Caswell J.L., Prescott J.F. "Nonculture Molecular Techniques for Diagnosis of Bacterial Disease in Animals: A Diagnostic Laboratory Perspective". Veterinary Pathology 51 (2), 2014. Pp. 341–350.