Анотація до роботи:

Демченко М.О. Водорозчинні комплекси білків з похідними декстрану та поліакрилової кислоти. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю

02.00.10 – біоорганічна хімія. Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2002.

Дисертація присвячена дослідженню кон'югації білків з модифікованими полісахаридами, їх комплексоутворенню з поліаніонами за участю перехідних металів, вивченню їх фізико-хімічних властивостей та імуногенності.

На основі розроблених нових сенсорних матриць вивчена кінетика утворення полімер-білкових кон'югатів методом поверхневого плазмонного резонансу. Показана залежність цієї реакції від хімічної структури матриці.

Проведено порівняльний аналіз конформаційного стану білка (БСА) в потрійних комплексах за участю іонів Cu²⁺ з похідними поліакрилової кислоти і декстрансульфату, а також ковалентних кон'югатів - похідних декстрану з БСА методом флуоресценції. Показано, що в залежності від співвідношення гідрофільних і гідрофобних груп в полімері утворюється два типа комплексів - з відкритою поверхнею білкової глобули і з поверхнею, покритою полімерним ланцюгом.

Вивчені імуногенні властивості отриманих комплексів і ковалентних кон'югатів з БСА і -глобуліном в дослідах на мишах і встановлено зростання імуногенності білкових антигенів після їх включення до складу полімерних систем. Ці результати можуть бути використані як в області фундаментальної біоорганічної хімії, так і в області створення полімерних вакцин.

1. У дисертації зроблено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає в створенні нових імуногенних препаратів на основі ковалентних кон'югатів полісахаридів та їх потрійних комплексів.

   Оптимізовані умови реакції модифікації полісахариду та його кон'югації з білками для досягнення максимального виходу кон'югату.

   В результаті дослідження утворення кон'югатів з бичачим сироватковим альбуміном (БСА) та -глобуліном показано, що при модифікації різко падає кількість реакційноздатних зовнішніх аміногруп білка, що свідчить про утворення численних ковалентних зв'язків між компонентами. Показана неоднорідність продуктів цієї реакції за їх складом.

   Розроблені нові сенсорні матриці на основі модифікованих полісахаридів, за допомогою яких вивчена реакція утворення білок-полімерних кон'югатів методом поверхневого плазмонного резонансу. Показана залежність швидкості реакції кон'югації і кількості імобілізованого білка від хімічної структури матриці.

   Порівняльне дослідження потрійних комплексів на основі декстрансульфату і БСА в присутності ряду іонів перехідних металів, показали, що іони металів Cu²⁺, Fe²⁺ і Fe³⁺ є найкращими агентами, здатними утворювати найбільш стабільні потрійні комплекси в дослідженій системі. Визначено умови, за яких ці комплекси є найменш гетерогенними.

   Проведено порівняльний аналіз конформаційного стану білка (БСА) в потрійних комплексах за участю іонів міді з похідними поліакрилової кислоти та декстрансульфату, а також ковалентних кон'югатів - альдегідних похідних полісахаридів з БСА методом флуоресценції. Встановлено, що в цих системах конформаційний стан білка змінюється в залежності від гідрофобності полімерної матриці. У випадках поліакрилової кислоти, декстрансульфату та альдегідних похідних декстрану білкова глобула в значній мірі гідратована. Але якщо в складі полімеру з'являються гідрофобні ланки N-ізопропілакриламіду, то картина істотно змінюється - білок сильно екранується від водного оточення.

   В результаті дослідження імуногенних властивостей синтезованих водорозчинних потрійних комплексів та ковалентних кон'югатів на основі декстрану і декстрансульфату з БСА та -глобуліном, встановлено 2-3.5 кратне зростання імуногенності білкових антигенів після їх включення до складу полімерних систем.

Публікації автора:

1. V. Chegel, Yu. Shirshov, S. Avilov, S. Verevka, M. Demchenko, M. Mustafaev. Oxidized polysaccharides as matrix structures for surface plasmon resonance biosensors // Функціональні матеріали.- 2000.- Т.7, N 4(1).- С. 703-710.

2. V. Chegel, Yu. Shirshov, M. Demchenko, Z. Mustafaeva, S. Avilov. Polymeric gel structures for chromatography. Characterization by surface plasmon resonance // Функціональні матеріали.- 2000.- Т.7, N 4(1).- С. 717-721.

3. A. Filenko, M. Demchenko, Z. Mustafaeva, M. Mustafaev. Behavior of ternary complexes: bovine serum albumin –Cu²⁺ - copolymers of acrylic acid with N-isopropylacrylamide (fluorescent approach) // Фізика живого.- 2000.-Т. 8, N 2.- С. 72-81.

4. A. Filenko, M. Demchenko, Z. Mustafaeva, Y. Osada and M. Mustafaev. Fluorescence Study of Cu²⁺-induced Interaction between Albumin and Anionic Polyelectrolytes // Biomacromolecules.- 2001.- V.2, N1.- P. 270-277.

5. A. Salman-Dilgimen, Z. Mustafaeva, M. Demchenko, T. Kaneko, Y. Osada, M. Mustafaev. Water-soluble covalent conjugates of bovine serum albumin with anionic poly(N-isopropyl-acrylamide) and their immunogenicity // Biomaterials.- 2001.- V. 22.- P. 2383-2392.

6. V. Chegel, Yu. Shirshov, S. Avilov, M. Demchenko, M. Mustafaev. The Novel Aldehyde-Sulfonate (ADS) Matrix for Affinity Biosensors // J.Biochem and Biophys. Methods.- 2002.- V. 50.- P. 201-216.

7. M. Demchenko, Z. Mustafaeva, E. Ergen, M. Mustafaev. Spectroscopic investigations of covalent conjugates of polysaccharides with proteins // Proceedings of XIV International School-Seminar “Spectroscopy of molecules and crystals”.- Одеса (Україна).- 1999.

8. Z. Mustafaeva, M. Demchenko, E. Ergen, A. Salman-Dilgimen and M. Mustafaev. Water soluble covalent conjugates of Bovine Serum Albumin with anionic poly(N-isopropyl-acrylamide) and their immunogenecity // Proceedings of the Wold Polymer Congress 38^th Macromolecular IUPAC Symposium.- Warsaw (Poland).- 2000.

9. Z. Mustafaeva, M. Demchenko, E. Ergen, A. Salman-Dilgimen and M. Mustafaev. Immunogenecity of amphifilic water soluble conjugates of serum proteins with temperature-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) // Proceeding of the Internation Mini-Symposium "Polymers in Medicine".- Prague (Chech Republic).- 2000.

10. V. Chegel, Yu. Shirshov, M. Demchenko, M. Mustafaev, S. Avilov. Interfacial matrix based on aldehyde dextran for biomolecules interaction analysis // Proceeding of 3^rd International Conference Electronic Processes in Organic Materials.- Харків (Україна).- 2000.

11. V. Chegel, Yu. Shirshov, M. Demchenko, M. Mustafaev, S. Verevka, S. Avilov. Aldehyde dextran sulfate layer as matrix for surface plasmon resonance biosensors // Proceeding of 8^th International Meeting on Chemical Sensors.- Basel (Switzerland).- 2000.

12. V. Chegel, Yu. Shirshov, S. Avilov, S. Verevka, M. Demchenko, M. Mustafaev. The Novel Aldehyde Dextran Sulfate matrix for affinity Biosensors // Proceeding of the International Conference “Era of Biotechnology”.- Jerusalem (Israel).- 2000.

13. A. Filenko, M. Demchenko, Z. Mustafaeva and M. Mustafaev. Ternary complexes Serum Albumin – Cu²⁺ - polymers // Proceeding of First Russian-Ukranian-Polish Conference on Molecular Interactions School of Physical Organic Chemistry.- Gdansk (Polish).- 2001.

14. M. Karahan, P. Vural, M. Demchenko, Z. Mustafaeva, M. Mustafaev. Interactions of ternary Me-Polycomplexes between dextran sulfate and serum albumin // Proceeding of the XV International School-Seminar “Spectroscopy of molecules and crystals”.- Чернігів (Україна).- 2001.

15. M. Karahan, M. Demchenko, Z. Mustafaeva, M. Mustafaev. Spectroscopic Study of Interaction between anionic polyelectrolytes and serum albumin // Proceeding of the Europolymer Congress.- Eindhoven (Netherlands).- 2001.

16. M. Karahan, M. Demchenko, Z. Mustafaeva, M. Mustafaev. Spectroscopic Study of Interaction between anionic polyelectrolytes and serum albumin // Proceeding of 8^th Biomedical Symposium.- Ankara (Turkey).- 2001.