Preview

БИОМЕДИЦИНА

Расширенный поиск

Изучение изотопных эффектов тяжелой воды (D2O) в биологических системах на примере клеток прокариот и эукариот

Полный текст:

Аннотация

Изучены изотопные эффекты дейтерия (D) в клетках различных таксономических групп прокари- отических и эукариотических микроорганизмов, реализующих метилотрофные, хемогетеротрофные, фотоорганогетеротрофные и фотосинтетические способы ассимиляции углеродных субстратов при ро- сте на средах с тяжёлой водой (D2О). Разработан метод ступенчатой адаптации клеток к D2О, заключа- ющийся в их рассеве на чашках Петри с твёрдыми (2% агар) питательными средами при ступенчатом увеличении градиента концентрации D2О (от 0 до 98% D2O) и последующей селекции устойчивых к D2O клеток. В результате этой техники на максимально дейтерированной среде с 98% D2О получены адап- тированные к D2О клетки, биологический материал которых вместо атомов водорода содержит атомы дейтерия с уровнем дейтерированности молекул 92-97,5% D. Использование адаптированных к D2О кле- ток и выделенных из них дейтерированных природных соединений (белки, аминокислоты, нуклеозиды, пигменты, углеводы, липиды) может найти дальнейшее применение в биофизических исследованиях и биомедицинских технологиях.

Об авторах

О. В. Мосин
Московский государственный университет пищевых производств, Москва
Россия


И. . Игнатов
Научно-исследовательский центр медицинской биофизики НИЦ МБ, София, Болгария
Россия


Список литературы

1. Денько Е.И. Действие тяжёлой воды (D2O) на клетки животных, растений и микроорганизмы // Усп. совр. биол. 1970. Т. 70. № 4. 41 c.

2. Ерёмин В.А., Чекулаева Л.Н. Выращивание бактерий Micrococcus lysodeikticus на дейтерированной среде // Микробиология. 1978. Т. 14. C. 125-136.

3. Кишенбаум И. Тяжелая вода // В кн: Физические свойства и методы анализа: Пер. с англ. - M.: Атомиздат. 1953. 8 с.

4. Лобышев В.Н, Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D2O в биологических системах. - М.: Наука. 1978. 215 с.

5. Мосин О.В., Складнев Д.А., Швец В.И. Включение дейтерированных ароматических аминокислот в молекулу бактериородопсина Halobacterium halobium // Прикл. биохим. Микробиол. 1999. Т. 35. № 1. C. 34-42.

6. Мосин О.В., Складнев Д.А., Швец В.И. Исследование физиологической адаптации бактерий на тяжёловодородной среде // Биотехнология. 1999. № 8. C. 16-23.

7. Мосин О.В., Складнев Д.А., Швец В.И. Методы получения белков и аминокислот, меченных стабильными изотопами 2Н, 13С и 15N // Биотехнология. 1996. № 3. C. 12-32.

8. Мосин О.В. Дейтерий, тяжелая вода, эволюция и жизнь // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2009. № 8. С. 64-70.

9. Мосин О.В., Игнатов И. Изотопные эффекты дейтерия в клетках бактерий и микроводорослей // Вода: химия и экология. 2012. № 3. С. 83-94.

10. Мосин О.В., Казаринова Л.А., Преображенская К.А., Складнев Д.А., Чеботаев Д.В., Юркевич А.М., Швец В.И. Рост бактерии Bacillus subtilis на высокодейтерированной среде // Биотехнология. 1996. № 4. C. 19-27.

11. Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Швец В.И. Массспектрометрическая оценка уровня включения 2Н и 13С в молекулы аминокислот бактериальных объектов // Биоорган. химия. 1996. Т. 22. № 10-11. C. 856-869.

12. Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Юркевич А.М., Швец В.И. Изучение биосинтеза аминокислот штаммом Brevibacterium methylicum при росте на средах, содержащих тяжелую воду и дейтерометанол // Биотехнология. 1996. № 3. C. 3-12.

13. Складнев Д.А., Мосин О.В., Егорова Т.А., Еремин С.В., Швец В.И. Метилотрофные бактерии – источники изотопномеченых 2Н- и 13С-аминокислот // Биотехнология. 1996. № 5. C. 25-34.

14. Стом Д.И., Пономарева А.Л., Вятчина О.Ф. Влияние воды с измененным количеством дейтерия на красного калифорнийского гибрида (Eusenia fetida Andrei Bouche) // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. 2006. Т. 6. № 52. C. 167-169.

15. Cioni P., Strambini G.B. Effect of Heavy Water on Protein Flexibility // Biophysical J. 2002. V. 82(6). P. 3246-3253.

16. Cleland W.N., O'Leary M.H, Northrop D.D. Isotope Effects on Enzyme- Catalyzed Reactions. - Baltimore, London, Tokyo: University Park Press. 1976. 303 p.

17. Crespi H.L. Fully deuterated microorganisms: tools in magnetic

18. Mosin O.V., Karnaukhova E.N., Pshenichnikova A.B., Reshetova O.S. Electron impact mass-spectrometry in bioanalysis of stable isotope labeled bacteriorhodopsin // In: 6th Intern. Conf. on Retinal proteins. - Leiden, the Netherlands: Springer Verlag. 1994. 115 p.

19. Mosin O.V., Skladnev D.A., Shvets V.I. Biosynthesis of 2H-labeled phenylalanine by a new methylotrophic mutantBrevibacteriummethylicum //Bioscience,biotechnology,and biochemistry. 1998. V. 62(2). P. 225-229.

20. Vertes A. Physiological effects of heavy water. Elements and isotopes: formation, transformation, distribution. - Dordrecht: Kluwer Acad. Publ. 2004. 112 p. resonance and neutron scattering. Synthesis and Applications of Isotopically Labeled Compounds // In: Proceedings of an International Symposium. Baillie T, Jones J.R eds. - Amsterdam: Elsevier. 1989. P. 329-332.

21. Kushner D.J., Baker A., Dunstall T.G. Pharmacological uses and perspectives of heavy water and deuterated compounds // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999. V. 77(2). P. 79-88.

22. LeMaster D.M. Uniform and selective deuteration in two-dimensional NMR studies of proteins // Ann. Rev. Biophys. Chem. 1990. V. 19. P. 243-266.

23. Lis G., Wassenaar L.I., Hendry M.J. High-Precision Laser Spectroscopy D/H and 18O/16O Measurements of Microliter Natural Water Samples // Anal. Chem. 2008. V. 80(1). P. 287-293.

24. MacCarthy P. Infrared spectroscopy of deuterated compounds: an undergraduate


Для цитирования:


Мосин О.В., Игнатов И... Изучение изотопных эффектов тяжелой воды (D2O) в биологических системах на примере клеток прокариот и эукариот. БИОМЕДИЦИНА. 2012;1(3):31-50.

For citation:


Mosin O.V., Ignatov I... Studying of isotopic effects of heavy water (D2O) in biological systems on example of prokaryotic and eukaryotic cells. Journal Biomed. 2012;1(3):31-50. (In Russ.)

Просмотров: 45


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2074-5982 (Print)
ISSN 2074-5982 (Online)