Материалы всероссийской научной школы для молодежи «Перспективы развития инноваций в биологии» (стр. 21 )

На основе результатов предстоящих исследований можно будет сделать вывод о том, какие из выделенных штаммов или какое их сочетание оказывают пробиотический эффект на организм трепанга, а также как именно применение данных микроорганизмов влияет на снижение смертности, активацию защитных функций и увеличение скорости роста голотурий.

В настоящее время выделяют следующие категории пробиотиков:

Монопробиотики - субстанции, содержащие представителей только одного вида микроорганизмов.

Полипробиотики (ассоциированные пробиотики) - субстанции, представляющие собой ассоциацию штаммов нескольких видов микроорганизмов (от 2 до 30).

Метаболические пробиотики – на основе компонентов микробной клетки и/или метаболитов.

Синбиотики - комплексные препараты на основе живых микроорганизмов и пребиотиков - соединений различного состава и происхождения, поддерживающих рост индигенных микроорганизмов.

В зависимости от назначения пробиотиков их также различают:

Гетеропробиотики - назначаются вне зависимости от видовой принадлежности хозяина, от которого первоначально были выделены штаммы пробиотических бактерий.

Гомопробиотики - назначаются только представителям того вида организмов, из биоматериала которых были выделены соответствующие штаммы.

Настоящая работа требует проведения определённого количества дополнительных исследований перед внедрением биопрепаратов в производство и использованием их в марикультуре, но, тем не менее, данное направление в биотехнологии имеет ряд преимуществ и является весьма перспективным. В настоящее время нами ведётся сотрудничество c Тренинг-инкубационным центром Дальневосточного института инновационных технологий и качества ДВГУ по привлечению инвесторов для реализации данной разработки. Проект «Пробиотики» был представлен на «ХII Всероссийской молодежной школе-конференции по актуальным проблемам химии и биологии», которая проходила на Морской экспериментальной станции ТИБОХ ДВО РАН. Кроме того, планируется участие в организованных компанией «Иннотех-Экспо» Международной выставке новых технологий и достижений "Инновации и технологии" и конкурсе «Идея года», основными задачами которых являются демонстрация наиболее перспективных инновационных решений, обеспечение государственной поддержкой и финансирование наиболее перспективных инновационных проектов.

Помимо этого, ведутся переговоры со специалистами ФГУП «ТИНРО-центр» и Института биологии моря ДВО РАН по проведению совместных испытаний биопрепаратов на живых объектах.

Стоит отметить, что исследования по созданию препаратов на основе пробиотиков для разведения дальневосточного трепанга проводится в нашей стране впервые, поэтому получение положительных результатов могло бы значительно поспособствовать развитию марикультуры в Приморском крае.

Библиографический список

1.  vanDuffel H., Dhert P., Swings J., Sorgeloos P. Use of potential probiotic Lactococcus lactis AR21 strain for the enhancement of growth in the rotifer Branchionus plicatilis // Aquaculture research. − 1998. − Vol. 29. − P. 411-417.

2.  Fuller R. A review, probiotics in man and animals // J. of Applied Bacteriology. − 1987. − Vol. 66. − P. 365-378.

3.  Moriarty D. J. W. Diseases control in shrimp aquaculture with probiotic bacteria. In: Microbial Biosystems: New Frontiers. Proceedings of the 8th International symposium on microbial ecology. - Atlantic Canada Society for Microbial Ecology, Halifax, Canada, 1999.

4.  Ringo E., Birkbeck T. H. Intestinal microflora of fish larvae and fry // Aquaculture research. − 1999. − Vol. 30. − P. 73-93.

5.  Robertson P., O’Dowd C., Burrels C., Williams P., Austin B. Use of Carnobacterium sp. as a probiotic for Atlantic salmon Salmo salar L. and rainbow trout Oncorhynchys mykiss Walbaum // Aquaculture. − 2000. − Vol. 185. − P. 235-243.

6.  Verschuere L., Rombaut G., Sorgeloos P., Verstraete W. Probiotic bacteria as biological control agents in aquaculture // Microbiology and Molecular Biology Reviews. − 2000. − Vol. 64 (4). − P. 655-671.

, ,

Глава 5. СОЗДАНИЕ фармацевтического препарата на основе соевого ингибитора трипсина

В статье представлены завершенные, текущие задачи научного проекта по исследованию соевого ингибитора трипсина. Результаты, полученные на сегодняшний день, указывают на перспективность использования в клинике данного белка в качестве регулятора протеолиза.

Организм человека содержит более пятисот протеаз (Puente et al., 2004). Типичными представителями протеаз являются трипсин, калликреин, тромбин, плазмин, урокиназа, пепсин. С участием протеаз осуществляется гидролиз пептидных связей белковых субстратов – протеолиз. Регуляция действия протеаз происходит под действием белков-ингибиторов. К таким ингибиторам в организме человека относятся α1-антитрипсин, α2-макроглобулин, С1-ингибитор. Протеазы и их ингибиторы образуют протеазно-ингибиторные системы, лежащие в основе функционирования важнейших физиологических процессов (свертывание крови, фибринолиз, активация системы комплемента, ангиогенез, пищеварение и др.). При патологии протеазно-ингибиторный баланс значительно смещается в сторону протеаз. Чрезмерная активация протеолиза представляет один из наиболее общих молекулярных механизмов повреждения тканей в условиях патологии, в частности, является важнейшим биохимическим механизмом развития фундаментального патологического процесса – воспаления (Lindstedt et al., 2004). Воспаление, протекающее с массовым выделением протеаз, сопутствует таким многим заболеваниям, таким как язвы, альвеолиты, эмфизема, аневризмы, артриты и другим (Lancaster et al., 2005; Akbasheva, 2007; Santos et al., 2007; Nichols et al., 2008). С помощью протеолиза патогенные простейшие разрушают клетки, в которых паразитируют (Rementeria et al., 2005). Сегодня протеазы рассматривают как один из факторов канцерогенеза (Bashir T. et al., 2003; Doherty F. J. et al., 2003; Søreide, 2008). Поэтому регулирование протеолиза в условиях патологии является актуальной проблемой в медицины.

В клинике среди фармацевтических препаратов – ингибиторов протеолитических ферментов наиболее востребован апротинин – поливалентный ингибитор протеаз, получаемый из органов крупного рогатого скота (легкие, поджелудочная железа). Апротинин является полипептидом, состоящим из 58 остатков аминокислотных остатков. Препараты апротинина выпускаются рядом зарубежных фирм под различными торговыми названиями («Контрикал», «Трасилол», «Гордокс») и используются в клинике при профилактике и лечении острого панкреатита, панкреонекроза, кровотечений, сопряженных с гиперфибринолизом, шока и жировой эмболии. Как фармацевтический препарат апротинин обладает рядом существенных недостатков: возможность развития аллергических осложнений вплоть до анафилактического шока; вероятность одновременного внесения в организм инфекционного начала, характерная для всех белковых препаратов, выделяемых из тканей животных; высокая цена, обусловленная технологией его производства. Поэтому представляет интерес разработка аналогов апротинина, лишенных указанных недостатков. Один из подходов к решению этой задачи состоит в исследовании возможности использования для регуляции протеолиза ингибиторов протеаз растительного происхождения, в частности, ингибиторов трипсина из бобов сои. В последних в большом количестве (до 10% от всех белков) содержатся ингибиторы трипсина двух типов – Кюнитца и Боумана-Бирка (Моссе и соавт., 1986; Csáky et al., 2004). В настоящее время интенсивно исследуются антиканцерогенные свойства соевого ингибитора трипсина типа Боумана-Бирка и рассматривают этот белок в качестве универсального антиканцерогенного средства. В США проводятся его клинические испытания в качестве противоракового лекарственного препарата (Kennedy, 1998, Losso, 2008). В свете вышеизложенного представляется актуальным выявление возможности использования соевого ингибитора трипсина типа Кюнитца (далее СИТ) в качестве фармацевтического регулятора протеолиза.

Нами запланирован научный проект, целью которого является исследовать возможность использования СИТ как фармацевтического регулятора протеолиза в организме человека.

На данном этапе достигнуты следующие задачи:

1.  Определена трипсин-ингибиторная активность апротинина и соевого ингибитора трипсина in vitro.

2.  Изучено влияние апротинина и СИТ на свертывание крови (протромбиновое время, активированное частичное тромбопластиновое время и тромбиновое время) in vitro.

3.  Определено влияние апротинина и СИТ на фибринолиз (время фибринолиза) in vitro.

4.  Определено влияние апротинина и СИТ на агрегацию тромбоцитов (скорость и степень агрегации) in vitro.

5.  Проведен первый этап исследования влияние апротинина и СИТ на функциональное состояние системы комплемента (гемолитическая активность комплемента) in vitro.

6.  Изучено влияние приема изолята соевого белка, содержащего СИТ, на общую протеолитическую и трипсин-ингибиторную активности в сыворотке крови людей.

7.  Методами биоинформатики установлена степень структурной гомологии апротинина и СИТ.

8.  Предпринята попытка выявления спектра биологической активности апротинина и СИТ, а также поиска потенциальных молекул-мишеней данных ингибиторов из числа протеаз организма человека поиска компьютерными методами.

Библиографический список

1.  Puente X. S., Lopez-Otin C. A. Genomic Analysis of Rat Proteases and Protease Inhibitors // Genome Res. - 2004. - Vol. 14. - P. 609-622.

2.  Lindstedt K. A., Leskinen M. J., Kovanen P. T. Proteolysis of the Pericellular Matrix. A Novel Element Determining Cell Survival and Death in the Pathogenesis of Plaque Erosion and Rupture // Arterioscler. Thromb Vasc. Biol. - 2004. - Vol. 24. - P. 1350-1358.

3.  Lancaster L. H., Christman J. W., Blackwell T. R., Koay M. A., Blackwell T. ppression of lung inflammation in rats by prevention of NF-kappaB activation in the liver // Inflammation. - 2001. - Vol. 25, № 1. - P. 25-31.