Оберіть свою мову

Телефонний довідник

 
 

GoogleTranslate

Ukrainian English Estonian French German Italian Latvian Lithuanian Polish Spanish
 

Шановні колеги, вітаю Вас! Після літніх відпусток науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії» Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою роботу. Отже, 25 вересня (ВІВТОРОК) в Актовій залі Інституту плануємо заслухати доповідь професора КОЛЬТОВЕРА В.К. (Інститут проблем хімічної фізики Російської Академії Наук); тема доповіді: «Магнітно-ізотопні ефекти в бімолекулярних нанореакторах клітини". Проте прошу звернути увагу на наступне: за об’єктивних обставин семінар розпочнеться у нетиповий для його проведення час – о 15 год.00 хв.(а не о 10 год.30 хв., як ми це робили раніше). Як завжди до цього листа додаються авторські тези доповіді. Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару. З повагою – С.О.Костерін.

Магнитно-изотопные эффекты

в биомолекулярных нанореакторах КЛЕТКИ

В.К. Кольтовер

Институт проблем химической физики РАН,

Черноголовка, Московская область, Россия,

Многие химические элементы имеют магнитные и немагнитные изотопы. Например, из трех стабильных изотопов магния, 24Mg, 25Mg и 26Mg с природным соотношением приблизительно 79, 10 и 11%, только 25Mg имеет ядерный спин (I = 5/2) и, соответственно, создает магнитное поле, тогда как 25Mg и 26Mg не имеют ядерного спина (I = 0) и не создают магнитного поля. Возникает вопрос, способна ли живая клетка «чувствовать» магнитное поля атомного ядра? В экспериментах с дрожжами S. cerevisiae было обнаружено, что магнитный 25Mg, по сравнению с немагнитным 24Mg, существенно эффективнее способствует восстановлению клеток после облучения коротковолновым УФ светом. Скорость восстановления клеток, обогащенных 25Mg, оказалась вдвое выше по сравнению с клетками, обогащенными немагнитным изотопом [1]. В экспериментах с другой общепринятой клеточной моделью, бактериями E. coli, было обнаружено, что клетки, выращенные на магнитном изотопе, 25Mg, существенно быстрее адаптируются к новой среде роста, чем клетки, выращенные на немагнитных изотопах 24Mg и 26Mg [2]. Для репарационных процессов и для адаптации к новым условиям роста (стрессу) клеткам необходим ATP, а для синтеза ATP – ион Mg2+ в качестве кофактора. В работах А.Л. Бучаченко и его сотрудников было обнаружено, что окислительное фосфорилирование в митохондриях (изолированных из сердечных мышц крыс), идет эффективнее с 25Mg, чем с 24Mg или 26Mg, и высказано предположение, что ключевую роль в синтезе ATP играет ион-радикальная пара Mg+-фосфатный радикал аденозина [3]. Гипотеза о роли подобных виртуальных пар в окислительном фосфорилировании высказывалась и ранее [4]. В условиях конформационного напряжения в активном центре ATP-синтазы возможен переход комплекса Mg2+ADP3? в электронно-возбужденное состояние, в котором существенно возрастает вероятность его реакции с фосфатом с образованием ATP. Однако синглетное возбужденное состояние быстро релаксирует обратно в основное состояние. Магнитное поле ядерного спина 25Mg катализирует, снимая спиновый запрет, переход комплекса Mg2+ADP3? из короткоживущего синглетного возбужденного состояния (электронный спин S = 0) в относительно долгоживущее триплетное состояние (S = 1). Соответственно, повышается выход реакции синтеза ATP. Имеются основания полагать, что изотоп 25Mg оказывает также превентивный антиоксидантный эффект – препятствует образованию свободных радикалов в клетках [5]. Помимо фундаментального значения, магнитно-изотопные эффекты в живых клетках открывают пути создания новых анти-стрессовых препаратов, в том числе радиопротекторов, на основе стабильных магнитных изотопов.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 10-03-01203a.

Литература

1. Гродзинский Д.М., Евстюхина Т.А. и др. / Доклады НАН Украины, 2011. № 12. С. 153-157.

2. Кольтовер В.К., Шевченко У.Г. и др. / ДАН, 2012. Т. 442. С. 272-274.

3. Бучаченко А.Л. Новая изотопия в химии и биохимии. Москва: Наука, 2007.

4. Блюменфельд Л.А., Кольтовер В.К. / Мол. биол., 1972. Т. 6. С. 161-166.

5. Koltover V.K. In: Biomedicine (Ed. Lin C.). Zagreb: InTech, 2012, pp.105-122.