Введение к работе
Дктучп&ность исследования.!
Исследованием кислородных радикалов в химии и биологии интенсивно занимаются с 50-х годов. Широкое применение хинонсодержащих противоопухолевых антибиотиков, важная роль окислительного повреждения в биологии и медицине делает актуальным изучение восстановления хинонов и образования кислородных радикалов в биологических системах.
Одним из прямых способов регистрации кислородных радикалов является метод ЭПР спектроскопии с использованием спиновых ловушек. Спиновые ловушки - соединения, реагирующие с короткоживущими свободными радикалами с образованием долгоживущих парамагнитных продуктов. Однако идентификация захваченного радикала часто затруднительна. Первая часть работы посвящена исследованию новых спиновых ловушек на основе 2Н-имидазол-Ы-оксида, которые позволяют преодолеть некоторые недостатки метода спиновых ловушек и расширить его область применения.
Известно, что как противоопухолевое так и побочное действие хинонсодержащих антибиотиков обусловлены восстановлением хинонов и генерацией ими кислородных радикалов. Во второй части работы изучены механизмы восстановления природных и синтетических хинонов и генерации ими кислородных радикалов в ферментативных системах, а также в присутствии тиолов или аскорбата.
Генерация кислородных радикалов приводит к окислительному повреждению биомолекул, то есть к нарушению функций биомембран, повреждению ДНК и в итоге к развитию патологий и старению. Таким образом, изучение окислительного повреждения в животных, бактериальных и растительных клетках, а также способов защиты от кислородных радикалов, является весьма актуальной темой, изложенной в третьей части работы. Цель исследования,
Цель работы состояла в исследовании новых спиновых ловушек, в изучении восстановления хинонов и образования кислородных радикалов в биологических системах. Научная новизна и практическое значение.
Изучены новые спиновые ловушки на основе 2Н-имидазол-Ы-оксида. Показано, что они образуют спиновые аддукты с различными О-, С- и S-центрированными радикалами; по сравнению с широко применяемой спиновой ловушкой 5,5-диметшпирролин-М-оксидом не имеют фонового сигнала ЭПР; существенно отличаются по коэффициенту липофильности, и по ЭПР спектру аддуктов можно легко определить тип захваченного радикала. Благодаря этим положительным качествам можно надеяться, что новые спиновые ловушки найдут широкое применение в химии и биологии.
Впервые показана генерация ОН-радикалов олигонуклеотидными производными хинонов, что важно для разработки средств направленного повреждения онкогена.
Исследована роль ионов железа в восстановлении хинонов и генерации ими кислородных радикалов. Впервые обнаружено, что хиноны, хелатирую-щис ионы железа, по сравнению с хинонами-нехелаторами обладают большей способностью окислять аскорбат и глутатион и генерировать кислородные радикалы. Установлено, что это связано с обратимой реакцией переноса электрона в комплексе семихинона с Fe3+. Обнаружено, что, в отличие от адриамицина, новые хиноны-хелаторы подавляют перекисное окисление липіща, что позволяет выработать новые подходы для снижения побочного действия противоопухолевых хинонсодержащих антибиотиков.
Описаны основные побочные реакции и возможные ошибки при использовании оптических методов определения констант скорости реакции тиолов с супероксидным радикалом. Разработаны и апробированы новые ЭПР способы определения констант скоростей реакции ашиоксидантов с супероксидным радикалом.
Обнаружено, что развитие врожденной патологии в крысах линии Wistar/S, тепловой шок в бактериях E.coli, выращивание растительных клеток в каллусных и суспензионных культурах сопровождаются увеличением образования кислородных радикалов. Предложены способы защиты растительных клеток от кислородных радикалов при выращивании in vitro. Апробация работы.
Материалы диссертации были представлены на 3-ей Международной конференции по нитроксильным радикалам (Новосибирск, 1989), на 8, 9, 10-м международных семинарах "Роль кислородных радикалов в химии, биологии и медицине" (Москва, 1990; Санкт-Питербург, 1991; Минск, 1992), на Международной конференции Цитохром Р-450 (Москва, 1991); на Международной конференции по роли кислородных радикалов в химии, биологии и медицине (Вена, 1993), на Международной конференции по спиновым ловушкам и нитроксильным радикалам (Оклахома, 1993). Публикапии .
По материалам диссертации опубликовано S работ в международных журналах, 12 тезисов в сборниках международных конференций. Структура и объем работы.
Диссертация написана на 98 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков и 12 таблиц. Она состоит из введения, обзора литературы, описания используемых материалов и методов, результатов и обсуждения работы, списка цитируемой литературы.
