Введение к работе
Актуальность проблемы. В рамках исследования по химической коммуникации животных особый интерес представляет изучение узнавания пахучих вешеств обонятельной системой. Обонятельная система позволяет обнаруживать в воздухе пары индивидуальных вешеств и
-15
их смесей в чрезвычайно низких концентрациях (до 10 Н), воспри
нимать смесь как единое целое и в то зке время вычленять в ней
определенные компоненты, отличать смеси одних и тех хе веществ с
различными соотношениями. Молекулярные механизмы обоняния, в том
числе, механизмы узнавания пахучих вешеств, до настоящего времени
не выяснены. '
Исследование механизмов узнавания пахучих вешеств обонятельной системой целесобразно направить как на поиск и выделеление молекулярного обонятельного рецептора и изучение характеристик связывания с ним пахучих веществ, так и на изучение строения узнавшего центра рецептора с помощью корреляций структура вещества - обонятельные свойства.
Обонятельное действие пахучих веществ на животнь'ч может проявляется в виде их характерного поведения. До.-настоящего времени нет общепринятых строгих объективных критериев определения обонятельных свойств пахучих веществ для людей и литературные данные часто несопоставимы.
В исследованиях по химической коммуникации особенно важны работы по механизмам узнавания феромонов, и в частности, 5а-анд-рост-16-єн-З-она (1), являвшегося половым феромоном хряка. Самки свиньи высокочувствительны к нему, легко его узнают, показывая характерную поведенческую реакцию. Известно действие (1 ) на фи-
0 -J—" 'И
экологические состояния свиньи (синхронизация прихода в охоту, родов и др.), имеющее обонятельную природу.
Для людей (1I имеет характерний запах с низким обонятельным порогом (10" М), легко узнается в индивидуальном виде и в сложных смесях, для него характерна специфическая аносыия. Появились данные о действии (1) на физиологию зкенішш.
Бее это позволяет предположить существование специфических обонятельных рецепторов к (1) у человека и у свиньи, исследование механизмов узнавания которыми феромона и его- аналогов позволит выявить пути иелснаправлеиного создания активных аналогов (1), но более доступных для производства.
Работа выполнена в рамках темы: "Разработка новых направлений исследования генетического аппарата, основных биополимеров и структур клетки и внедрение достижений физико-химической биологии в народное хозяйство" НТП 0.74.05 ("Физико-химическая биология"), РАН N 10103-967 от 19.06.67.
Цель и задачи работы. Цель работы заключается в изучении молекулярного узнавания веществ с запахом 5а-андрост-16-ен-3-она (11 обонятельными системами человека и свиньи. Б связи с этим били поставлены следующие задачи: 1) в соответствии с нашей гипотезой о механизме узнавания (1 ) синтезировать ряд его моноциклических аналогов, определить их обонятельные свойства и выявить корреляции между пространственным строением и обонятельными свойствами; 2) обнаружить обонятельные рецепторы 5а-андрост-16-ен-3-она
в обонятельной ткани свиньи и исследовать узнавание рецептором 5а~андрост-16-ен-3-она и его аналогов методом связывания радиолнганда".
ШїІІЦая новизні Разработан методический подход к определению обонятельных свойств пахучих веиеств. Синтезирован ряд моноциклических аналогов 5а-андрост~16-ен-3-она; изучены их обонятельные свойства; выявлены корреляций между пространственным строением и обонятельными свойствами. Получены доказазательства, что веніества, имеюшме запах 5а-андрост-16-ен-3--она, взаимодействуют с одним типом обонятельных рецепторов. В обонятельной ткани свиньи выявлены компоненты, которые могут являться обонятельными рецепторами 5а-андрост-16-ен-3-она. Показана их мембранная локализация и возможность частичного перехода в водорастворимую Фракцию.
Практическая ценность. Полученные результаты могут бить использованы для определения обонятельных свояств веиеств при изучении механизмов обоняния, для целенаправленного синтеза и предварительной оценки активности новых синтетических аналогов феромона свиньи, а также для исследований в области химии душистых веществ.
В диссертации выносятся на защиту следующие положения: методический подход к оценке обонятельных свойств пахучих веществ; синтез и доказательство строения моноциклических аналогов 5а-анДрост-1б-ен-3-она: цис- и транс-изомеров 4-(4-гарет-бутил-циклогексил )-4-метил~пентан-2~она, 4-( 4-я>реяі-бутилциклогекс-3-енйл )-4-метилпентан-2-она, стереоизомеров 4-(4-трет~бутилцикло-гексил )-пент-3-ен-2-она, частичный конформационный анализ полу-
ученных соединений, результаты изучения их обонятельных СВОЙСТВ и их корреляция с пространственным строением; качественная модель узнающего центра обонятельного рецептора андростеноиа; экспериментальные доказательства существования специфических обонятельных рецепторов к андростєнону в обонятельной ткани свиньи.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на II w III Всесоюзных совещаниях по химической коммуникации животных (Москва, 1983; 198SI, на IX Совещании по эволюционной физиологии (Ленинград, 1986 1, на 8 Международном конгрессе Европейской Организации по Хеморецепции, ( 8 th International Congress ECRO, Warwick, 1988 I,
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 4 статьи и тезисы 3 докладов.
Объем работы. Диссертация изложена на /*у страницах машинописного текста, состоит из введения,3 глав, заключения и выводов. Материал иллюстрирован таблицами, рисунками и схемами. Список литературы включает/SV названий.