Анотація до роботи:

Цейслєр Ю.В. Вплив магнітних полів наднизької частоти на структурно–функціональні властивості глобулярних білків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Дисертація присвячена вивченню змін структурно-функціональних властивостей окремих глобулярних білків, а саме, спектральних, кінетичних, електрофоретичних та інших характеристик, при дії змінного магнітного поля на розчини білків в умовах відсутності та наявності гідрофобних лігандів – хлороформу і бензолу.

Показано, що магнітне поле майже не впливає на спектри поглинання білків різної природи в нативному стані, але впливає на їх власну флуоресценцію в залежності від частоти МП. Водночас дія фізичного фактору на структурно-функціональні властивості білкових розчинів є більш помітною в умовах їх взаємодії з гідрофобними лігандами. Результати дослідження свідчать про те, що насичення водно-білкових розчинів лігандами супроводжується формуванням спектральних зсувів, які свідчать про зв’язування ліганду білковими молекулами. В таких умовах змінне магнітне поле впливає більш ефективно. Крім того хлороформ сприяє більш глибоким перебудовам в білкових макромолекулах порівнянно з бензолом як у випадку взаємодії з білковими розчинами в контрольних умовах, так і при опроміненні магнітним полем. Результати експериментів підтверджують припущення про те, що первинним акцептором магнітної дії може бути водне оточення макромолекул, вплив магнітного поля на яке призводить до змін його структурно-динамічних властивостей, внаслідок чого змінюється розчинність речовин і їх адсорбція на білкових макромолекулах.

1. Змінні магнітні поля наднизьких частот, як правило, не призводять до змін спектральних характеристик глобулярних білків. Зміни структурно-функціональних властивостей білкових макромолекул відбуваються внаслідок спільної дії магнітних полів і низькомолекулярних речовин гідрофобної природи, причому вплив поля в цілому прискорює і посилює структурні зміни, індуковані неспецифічним зв’язуванням білків з гідрофобними лігандами.

2. При дії змінного магнітного поля наднизької частоти на водні розчини гемоглобіну, метгемоглобіну і сироваткового альбуміну достовірні зміни в їх спектральних характеристиках не спостерігаються; при довготривалому добовому впливі поля на водні розчини цитохрому с в адсорбційних спектрах білку спостерігаються 20%-ий гіперхромний ефект і довгохвильовий «червоний» зсув смуги Соре.

3. Насичення метгемоглобіну і сироваткового альбуміну хлороформом викликає до формування достовірного «червоного» зсуву на диференціальних спектрах, що обумовлено зміною полярності оточення хромофорів. Слабке магнітне поле наднизької частоти збільшує величину цього зсуву, що свідчить про підсилення зв’язування ліганду з білками.

4. При спільній дії магнітного поля наднизької частоти і бензолу на метгемоглобін спостерігається уповільнення формування гіпохромного ефекту, викликаного впливом ліганду, але через 24 години експозиції він зростає на 15% відносно спектру неопроміненого біополімеру. Це є доказом того, що магнітне поле підсилює конформаційні перебудови білку, індуковані гідрофобними лігандами.

5. Спільний вплив магнітного поля і хлороформу призводить до зниження окиснювальної здатності цитохрому с в першу годину експозиції на 18%. Даний факт свідчить про те, що магнітне поле наднизької частоти сприяє зв’язуванню ліганду цитохромом с і посилює дестабілізуючу дію неполярного ліганду на структуру біополімеру.

6. Вплив слабкого магнітного поля наднизької частоти інгібує процес ренатурації метгемоглобіну, викликане хлороформом та бензолом, протягом перших чотирьох годин впливу і не призводить до достовірних змін при довготривалій експозиції.

7. Дія змінного магнітного поля наднизької частоти на особливості власної флуоресценції сироваткового альбуміну залежить від його частоти. На ділянці від 0 до 100 Гц відокремлюються частоти 46 Гц, 56-68 Гц, 72-74 Гц і 85 Гц, які підвищують інтенсивність флуоресценції, тоді як дія магнітного поля на частотах 2 Гц, 12-26 Гц, 36 Гц, 52-56 Гц, 76, Гц, 80 Гц, 88-92 Гц призводить до зниження інтенсивності власної флуоресценції сироваткового альбуміну.

Публікації автора:

Статті

1. Мартынюк В.С., Калиновский П.С., Цейслер Ю.В. Влияние слабого магнитного поля крайне низкой частоты на спектральные характеристики цитохрома с в присутствии хлороформа // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2001. – Т.14 (53), № 3 – С. 121-128. (здобувачем здійснено вивчення літератури з проблеми дослідження, проведення експериментальної частини досліджень і статистична обробка одержаних результатів).

2. Цейслер Ю.В., Калиновський П.С., Мартинюк В.С. Влияние переменного магнитного поля на спектральне характеристики альбумина при его взаимодействии с гидрофобными лігандами // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2003. – Т.16 (55), № 3. – С. 8 – 12. (здобувачем здійснено визначення наукової проблеми, проведення експериментальних досліджень. Разом з співавторами зроблено статистичну обробку результатів дослідження, їх узагальнення та висновки).

3. Емельянова Н.С., Калиновский П.С., Цейслер Ю.В., Мартинюк В.С. Влияние переменного магнитного поля на связывание тамоксифена с сывороточным альбумином // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2003. – Т.16 (55), № 3. – С. 65 – 68. (здобувачем здійснено вивчення проблематики, аналіз літературних даних. Разом з співавторами проведено узагальнення результатів та висновки).

4. Мартынюк В.С., Цейслер Ю.В. Влияние некоторых гидрофобных лигандов на спектральне характеристики гемоглобина // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2004. – Т.17 (56), № 1. – С. 150-155. (здобувачем здійснено вивчення літературних даних з вказаної проблематики, проведено експериментальну частину дослідження і статистичну обробку одержаних результатів. Спільно з співавтором здійснено узагальнення отриманих результатів та формулювання висновків).

5. Мартынюк В.С., Цейслер Ю.В., Калиновский П.С. Влияние электромагнитного поля крайне низкой частоты на конформационное состояние сывороточного альбумина при его насыщении хлороформом // Таврический медико-биологический вестник. – 2004. – Т.7, № 1. – С. 86-90. (здобувачем здійснено вивчення літератури з проблеми дослідження, проведення експериментальної частини досліджень, статистична обробка одержаних результатів. Разом з співавторами зроблено узагальнення результатів та формулювання висновків дослідження).

6. Martynyuk V.S., Kalinovsky P.S., Tseisler Yu.V. Influence of 8 Hz Magnetic Fiseld on The Binding of Chloroform With Proteins // Biophysics. - 2004. – V. 49. – N. 1. – P.17-22. (здобувачем здійснено вивчення проблеми на основі літературних даних. Спільно з співавторами було проведено експериментальне дослідження і статистична обробка одержаних результатів, а також узагальнення результатів та формулювання висновків).

7. Мартынюк В.С., Цейслер Ю.В. Изменение спектральних характеристик метгемоглобина в условиях его взаимодействия с хлороформом под действием магнитного поля крайне низкой частоты // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2005. – Т.18 (57), № 1. – С. 52-58. (здобувачем здійснено визначення наукової проблематики, аналіз літератури з цього питання, проведено експериментального дослідження і статистичного аналізу отриманого матеріалу).

8. Мартинюк В.С., Цейслєр Ю.В., Мірошниченко М.С. Ренатурация метгемоглобина под влиянием гидрофобних лигандов // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2005. – Т.18 (57), № 2. – С. 65-69. (здобувачем здійснено самостійне вивчення і узагальнення літературних даних з проблеми, виконано експериментальну частину дослідження і статистичну обробку даних. Разом з співавторами здійснено узагальнення результатів та формулювання висновків).

9. Martynyuk V.S., Tseysler Yu. V. The Hydrophobic-Hydrophilic Balance in Water Solution of Proteins as The Possible Target for Extremely Low Frequency Magnetic Fields // In: Biophotonics and Coherent Systems in Biology - Berlin-Heidelberg-New York: Springer, 2006. – Р. 105 – 122. (здобувачем здійснено аналіз літературних даних з проблематики, проведено частину експериментальних досліджень і статистична обробка одержаних результатів. Спільно з співавтором зроблено узагальнення результатів та формулювання висновків).

10. Мартинюк В.С., Цейслєр Ю.В., Мірошниченко М.С. Дія електромагнітного поля на процес ренатурації метгемоглобіну, насиченого неполярними лігандами // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, серія «біологія». – 2006. – Т. 46-47. – С. 20 – 23. (здобувачем проведено експериментальну частину дослідження і статистичний аналіз отриманих результатів. Спільно з співавторами здійснено узагальнення результатів та формулювання висновків).

Матеріали наукових конференцій, тези

11. Цейслер Ю.В., Калиновский П.С., Мартынюк В.С. Влияние переменного магнитного поля на спектральные характеристики альбумина при его взаимодействии с гидрофобными лигандами // Тезисы докладов Всеукраинской конференции молодых учених «Актуальные вопросы современного естествознания – 2003», 11-13 апреля 2003, Сімферополь. – Сімферополь, 2003. – С. 92. (здобувачем здійснено визначення наукової проблеми, проведення експериментальних досліджень. Разом з співавторами зроблено статистичну обробку результатів дослідження, їх узагальнення та висновки).

12. Мартынюк В.С., Калиновский П.С, Цейслер Ю.В. Влияние переменного магнитного поля на спектральне характеристики сывороточного альбумина и цитохрома С при их взаимодействии с хлороформом // Тезисы докладов III Международного конгресса «Слабые и сверхслабые поля и из-лучения в биоло-гии и медицине», 01-04 июля 2003, Санкт-Петербург, Россия. – СПб, 2003. - С. 51. (здобувачем проведено експериментальну частину дослідження і статистичний аналіз отриманих результатів. Спільно з співавторами здійснено узагальнення результатів та висновків).

13. Мартынюк В.С., Калиновский П.С., Цейслер Ю.В. Влияние переменного магнитного поля частотой 8 Гц на спектральне характеристики сывороточного альбумина при его взаимодействии с хлороформом // Тезисы докладов Международной крымская конференция «Космос и биосфера», 28 сентября – 4 октября 2003, Партенит, Украина. - С. 169. (здобувачем здійснено визначення наукової проблематики, аналіз літератури з цього питання, проведено експериментального дослідження і статистичного аналізу отриманого матеріалу).

14. Мартынюк В.С., Абу Хада Р.Х., Цейслер Ю.В., Калиновский П.С. Модуляция биологической активности веществ низкочастотними магнитними полями // Тези доповідей XX Української конференції з органічної хімії, 20-24 вересня 2004, Одеса, України. – Одеса: Вид-во «Астропринт», 2004. – С. 66. (здобувачем проведено експериментальну частину дослідження і статистичний аналіз отриманих результатів. Спільно з співавторами здійснено узагальнення результатів та формулювання висновків).

15. Martynyuk V.S., Tseyslyer Yu.V., Kalinovsky P.S., Panov D.A. Hydrophobic interactions in biological structures as a possible target for extremely low frequency magnetic fields // Abstracts Book of 3rd Alexander Gurwitsch Conference “Biophotons and Coherent Systems in Biology, Biophysics and Biotechnology”, September 26 – October 2, 2004, Partenit, Ukraine. – 2004. – P.22. (здобувачем здійснено аналіз літературних даних з проблематики, проведено частину експериментальних досліджень і статистична обробка одержаних результатів. Спільно з співавтором зроблено узагальнення результатів та формулювання висновків).

16. Мартинюк В.С, Абу Хада Р.Х., Цейслер Ю.В., Калиновський П.С. Низкочастотные магнитные поля влияют на связывание веществ неполярной природы с белками // Тезисы докладов Украинской конференции «Прикладная физическая химия», 14-18 сентября 2004, Алушта, Украина. – 2004. – С.74. (здобувачем проведено експериментальну частину дослідження і статистичний аналіз отриманих результатів).

17. Цейслер Ю.В. Сравнительный анализ изменений спектров поглощения метгемоглобина при его взаимодействии с хлороформом и бензолом в условиях воздействия переменного магнитного поля // 77-ая научно-практическая конференция Крымского государственного медицинского университета им. С.И. Георгиевского, Сімферополь. - 2005. – С. 22.

18. Цейслєр Ю.В., Мартинюк В.С, Мірошниченко М.С. Ренатурація метгемоглобіну та вплив гідрофобних лігандів на цей процес // Тези доповідей V Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів, 15-16 вересня 2005, Київ-2005. – С. 111-113. (здобувачем здійснено визначення наукової проблеми, проведення експериментальних досліджень, зроблено статистичну обробку результатів дослідження).

19. Мартынюк В.С, Цейслер Ю.В., Мирошниченко Н.С. Действие слабого магнитного поля частотой 8 Гц на пространственную структуру и ренатурацию метгемоглобина в условиях его взаимодействия с гидрофобными лигандами // Тезисы докладов Международной крымской конференции «Космос и биосфера», 26 сентября – 1 октября 2005, Партенит, Крым, Украина. - С. 103. (здобувачем проведено експериментальну частину дослідження і статистичний аналіз отриманих результатів).

20. Мартынюк В.С., Цейслер Ю.В., Мирошниченко М.С. Влияние магнитного поля крайне низкой частоты на спектры поглощения и ренатурацию метгемоглобина, насыщаемого неполярними лигандами/ Тезисы докладов IV Международного Конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биолигии и медицине», 3-7 июля, 2006, С.-Пб., Россия. – С.-Пб., 2006. - С. 60. (здобувачем здійснено вивчення літератури з проблеми дослідження, проведення експериментальної частини досліджень, статистична обробка одержаних результатів. Разом з співавторами зроблено узагальнення результатів та формулювання висновків дослідження).

21. Цейслєр Ю.В., Мартинюк В.С, Мірошниченко М.С. Вплив магнітних полів наднизької частоти на флуоресцентні властивості сироваткового альбуміну при його навантаженні гідрофобними сполуками // Тези доповідей VI Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспірантів “Біологічні дослідження молодих вчених в Україні”, 21-22 вересня 2006, Київ-2006. – С.75-76. (здобувачем здійснено визначення наукової проблематики, аналіз літератури з цього питання, проведено експериментальне дослідження і статистичний аналіз отриманого матеріалу).

22. Цейслєр Ю.В., Мартинюк В.С, Мірошниченко М.С. Вплив магнітних полів наднизької частоти на спектри поглинання і ренатурацію метгемоглобіну при його взаємодії з неполярними лігандами // Тези доповідей IV з’їзду Українського біофізичного товариства, 19 -21 грудня 2006, Донецьк. – 2006. – С. 326 – 327. (здобувачем здійснено визначення наукової проблематики, аналіз літератури з цього питання, проведено експериментального дослідження і статистичного аналізу отриманого матеріалу).