Разработка лекарственных препаратов и биологически-активных добавок на основе пептидов из продуктов пчеловодства

Нами была разработана уникальная конструкция МТЭ, в которой в качестве анодного и катодного электродов использовали графитизированную ткань и активированный уголь. Анаэробное микробное сообщество культивировали в анодной камере МТЭ. В качестве субстрата для роста микроорганизмов использовали отход спиртовой промышленности барду послес-пиртовую. Микроорганизмы колонизировали поверхность анодного электрода, тем самым увеличивая мощность МТЭ. Разработанный МТЭ обладал стабильными операционными характеристиками на протяжении более 200 дней. Максимальная мощность разработанного МТЭ составила 1,5 мВт/л среды культивирования.

Дальнейшее развитие технологии МТЭ позволит создать бесперебойный маломощный источник питания, использующий в качестве сырья для генерации электроэнергии органические отходы.

Список литературы:

1. Hernandez M.E., Newman D.K. Extracellular electron transfer // Cellular and Molecular Life Sciences. - 2001. - Vol. 58. - P. 1562-1571.

2. Kostka J.E., Dalton D.D., Skelton H., Dollhopf S., Stucki J.W. Growth of iron(III)-reducing bacteria on clay minerals as the sole electron acceptor and comparison of growth yields on a variety of oxidized iron forms // Applied and Environmental Microbiology. - 2002. - P. 6256-6262.

3. Fredricson J.K., Zachara J.M. Electron transfer at the microbe-mineral interface: a grand challenge in biogeochemistry // Geobiology. - 2008. - Vol. 6. -P. 245-253.

РАЗРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ ПЕПТИДОВ ИЗ ПРОДУКТОВ ПЧЕЛОВОДСТВА

© Бегутов М.М.*, Соловьев В.Б.*, Генгин М.Т.¥

Пензенский государственный университет, г. Пенза

Впервые выделены фракции пептидов из гомогената личинок трутней пчел разных возрастов, определены молекулярные массы пептидов. Полученные результаты позволяют определить зоны поиска неизученных биологически активных веществ, а также могут быть ис-

* Аспирант кафедры Биохимии.

* Профессор кафедры Биохимии, доктор биологических наук.

" Заведующий кафедрой Биохимии, доктор биологических наук, профессор.

пользованы для разработки рекомендаций по использованию трутневого расплода в медицине.

Ключевые слова пептиды, пчелопродукты, трутневый расплод, пеп-тидгидролазы.

Продукты пчеловодства являются перспективным источником биологически-активных веществ для биотехнологии и медицины. К настоящему времени из мёда, маточного молочка и гомогената личинок пчел выделено и охарактеризовано большое количество индивидуальных веществ, комбинации которых широко используются для создания бадов и лекарственных препаратов. Совокупность свойств уже охарактеризованных веществ не может объяснить многообразие фармакологических эффектов продуктов пчеловодства в неочищенном виде [1]. Данные исследований последних лет свидетельствуют о достаточно высоком содержании регуляторных пептидов в маточном молочке и гомогенате личинок маток и трутневого расплода пчёл. Однако было охарактеризовано только небольшое количество индивидуальных пептидов. Поскольку биологически активные пептиды влияют практически на все физиологические процессы и регулируют деятельность всех регуляторных систем, перспективным направлением является изучение пептидного спектра пчелопродуктов с целью создания новых лекарственных препаратов на их основе. Изучение содержания уровня того или иного пептида в образце не дает достаточно точных представлений о его биологической роли. Более информативным является изучение процессов синтеза и трансформации регуляторных пептидов, поскольку концентрация биологически активных пептидов зависит от активности ферментов, участвующих в их обмене [2].

Таким образом, целью нашей работы являлось выделение и изучение свойств биологически-активных пептидов гомогената трутневого расплода пчёл, а также изучение процессов ферментативного метаболизма регуля-торных пептидов на разных этапах онтогенеза личинок пчел.

Регуляторные пептиды выделяли сочетанием методов высаливания, экстракции и хроматографии.

Активность пептидил-дипептидазы А определяли по отщеплению Gly-Arg от карбоксибензоил-Gly-Gly-Arg при рН = 8.2, с использованием капто-прила в качестве ингибитора [3]. Активность карбоксипептидазы N определяли по отщеплению Arg от карбоксибензоил-Gly-Arg при рН = 7.6, в качестве ингибитора использовали GEMSA [3]. Активность лейцинаминопепти-дазы определяли флюорометрически по гидролизу лей-р-нафтиламина при рН 7.4 с использованием пуромицина в качестве ингибитора. Активность карбоксипептидазы Е и PMSF-ингибируемой карбоксипептидазы изучали модифицированным методом Fricker and Snyder по гидролизу дансил-фен-лей-арг при рН 5.6, в качестве ингибиторов использовали GEMSA и PMSF соответственно [4].

Показано, что водные экстракты личинок трутневого расплода, обработанные путем кипячения в течение 10 минут, содержат пептиды с молекулярной массой до 10 кДа (рис. 1). Пик I представлен белками с Мг > 10кДа, поскольку они выходят в свободном объеме колонки.

123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Рис. 1. Профиль элюции водного экстракта пептидов личинок трутневого расплода 3-4 (пунктирная линия) и 6-7 суточного возраста

Профили элюции пептидов личинок разных возрастов отличаются между собой. Так, личинки 3-4 суточного возраста имеют относительно большее количество низкомолекулярных пептидов (до 5 кДа), в то время как 6-7-су-точные личинки характеризуются относительно большим количеством более высокомолекулярных пептидов (> 5000 кДа).

В определенной степени спектры пептидов исследуемых двух возрастных групп коррелируют с уровнем активности КП Е, ФМСФ-КП (кроме АПФ), более высокая активность, которых наблюдается в личинках 3-4 суточного возраста. Там, где более высокая активность ферментов (3-4-суточ-ные личинки), наблюдается больше низкомолекулярных пептидов и наоборот. В личинках 6-7-суточного возраста на фоне сниженной активности ферментов обнаруживаются в больших количествах более высокомолекулярных пептидов (> 5000 Да).

Наши данные частично совпадают с данными Li J. и сотр. от марта 2011 года по изучению экспрессии белков у личинок трутней на разных этапах их развития, в которых они показывают существенное изменение степени экспрессии примерно 100 полипептидов в ходе онтогенеза, связанное с процессами роста и развития [5].

К более позднему возрасту (6-7 дней) в связи с процессами дифференциации подключается большее число факторов роста и дифференцировки тканей, что обуславливает увеличение объема второго пика фракций пептидов с молекулярной массой 4-9,5 кДа. Доля небольших пептидов (2-10 аминокислотных остатков, а. о.) уменьшается от возраста 4 дня к возрасту 7 дней. В профиле личинок 3-4 дневного возраста мы видим 2 пика, один из которых (второй пик) содержит пептиды, состоящие из 5-10 а. о., а третий пик - пептиды из 2-3 а.о. со значительно высокими концентрациями.

На основании полученных данных можно предположить, что наибольшую роль в процессах роста играют пептидные факторы роста. По данным литературы молекулярная масса факторов роста насекомых 10-20 кДа и, по-видимому, они содержатся в пике 1.

Изучение влияния биопрепарата из пептидов трутневого расплода на регистрируемые параметры в тесте «Открытое поле» показало выраженное стресс-литическое действие фракции пептидов на поведение крыс.

Препарат показал значительное увеличение показателей «горизонтальной двигательной активности» и «число заходов в центр» на фоне достоверного снижения «числа дефекаций» и «реакций отчаивания».

Таким образом, наши результаты показывают перспективность дальнейшего изучения регуляторных пептидов пчёл с целью создания новых лекарственных препаратов и биологически-активных добавок на их основе.

Список литературы:

1. Люсов В.А., Горин В.В. Влияние пчелиного маточного молочка, меда и цветочной пыльцы на переносимость физической нагрузки, липидный обмен и реологические свойства крови у больных ИБС // Кардиология. - 1992. -Т. 32, № 7, 8. - С. 45-48.

2. Соловьев В.Б. Роль пептидергической системы в адаптационных процессах и регуляции метаболизма при физической работе: автореф. дисс. ... д-ра биолог. наук / Российский университет дружбы народов (РУДН). - Москва, 2011

3. Solovev VB., Gengin M.T. Activity of peptidyl-dipeptidase a and carbox-ypeptidase N in the serum of patients with alzheimer disease // Украинский биохимический журнал. - 2007. - Т. 79, № 6. - С. 106-109.

4. Генгин М.Т., Соловьев В.Б. Влияние атропина на активность карбок-сипептидазы H и фенилметилсульфонилфторид-ингибируемой карбокси-пептидазы в отделах мозга и надпочечниках крыс // Нейрохимия. - 2007. -Т. 24, № 2. - С. 138-142.

5. Li J, Fang Y, Zhang L, Begna D. Honeybee (Apis mellifera ligustica) drone embryo proteomes // J. Insect Physiol. - 2011. - № 57 (3). - P. 84-120.