Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль водной компоненты и полисахаридов клеточной поверхности в процессах коммуникации живых систем
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Роль водной компоненты и полисахаридов клеточной поверхности в процессах коммуникации живых систем"

На правах рукописи

00344ОЗАЭ

РОГАЧЕВА СВЕТЛАНА МИХАЙЛОВНА

РОЛЬ ВОДНОЙ КОМПОНЕНТЫ И ПОЛИСАХАРИДОВ КЛЕТОЧНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ПРОЦЕССАХ КОММУНИКАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ: АНАЛИЗ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МОДЕЛЕЙ

03 00.02 - биофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

1 6 ОКТ 2003

Воронеж - 2008

003448915

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» и ГОУ ВПО «Саратовский военный институт биологической и химической безопасности»

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Кузнецов Павел Евгеньевич

доктор биологических наук, профессор Ковалева Тамара Андреевна

доктор биологических наук Антонюк Людмила Петровна

доктор химических наук, профессор Панкратов Алексей Николаевич

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт биофизики клетки РАН

Защита состоится "24" октября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.03 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет» по адресу: 394006, Россия, г. Воронеж, Университетская пл, 1, ауд. 59. *

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

Автореферат разослан ''¿^"сентября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Грабович М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Коммуникация живых систем происходит с участием разнообразных химических соединений и различного рода излучений. Во всех этих взаимодействиях восприятие физико-химического сигнала осуществляется на клеточном уровне, и основополагающую роль в них играют клеточные поверхности.

Особый интерес вызывают эффекты и механизмы действия биологически акгавных веществ (БАВ) в «сверхмалых дозах» (СМД). В малых и сверхмалых концентрациях (Ю'20-Ю'13 моль/л) проявляют свою активность многие природные хемомедиаторы - токсины и противоядия, вещества, предупреждающие об опасности, феромоны, криопротекторы, фитогормоны и другие (Чибисова, 1998). Описан парадоксальный характер действия низких концентраций токсичных веществ и лекарственных препаратов, который заключается, в частности, в бимодальной или полимодальной зависимости «доза-эффект» (Бурлакова и др. (обзор), 2004). Отмечается (Бурлакова, 2002), что последствия от воздействия СМД ксенобиотиков могут быть не менее серьезными, чем последствия от высоких разовых доз: под их влиянием могут меняться существующие связи, давать сбой некоторые системы адаптации, поскольку организм способен приспосабливаться лишь к эффектам, лежащим в обычном диапазоне проявлений воздействия. Установлена также высокая чувствительность биологических объектов к негепловому электромагнитному излучению (ЭМИ) крайне высоких частот (КВЧ), предполагается, что оно выполняет информационную функцию в живых системах (Бецкий и др., 2004).

Исследования в области слабых воздействий находятся на стадии накопления экспериментальных данных. Гипотезы, объясняющие их механизмы, немногочисленны и противоречивы. Решение данной проблемы позволит уточнить пределы токсичности ксенобиотиков, приведет к пересмотру доз лекарственных веществ и открытию новых направлений их использования, к переосмыслению многих принципов в биологии, экологии и медицине.

Известно, что основные закономерности эффектов СМД не связаны со структурой вещества или уровнем биологической организации мишени (Бурлакова и др., 2003, 2004). Ряд исследователей полагают, что в основе механизма их парадоксального действия лежит изменение структурных свойств воды. Следует отметить, что водная компонента биосистем признана первичной мишенью действия ЭМИ КВЧ малой интенсивности (Синицын и др., 1998). Поскольку свойства воды значительно различаются в объёме жидкости и вблизи поверхности раздела фаз, мы предположили, что химические вещества и ЭМИ изменяют структуру сетки водородных связей воды у клеточной поверхности, этот процесс является первой стадией в последовательности биохимических превращений в клетке и организме в целом.

Актуальной задачей при изучении роли водной компоненты биосистем в формировании отклика на низкоинтенсивное воздействие является разработка адекватных моделей клеточной поверхности. Они могут найти практическое применение: для прогноза биологического действия химических соединений и

физических факторов, при поиске веществ и средств, повышающих адаптационные возможности организма, при разработке тест-систем для определения низких концентраций физиологически активных и токсичных веществ.

Важным и новым аспектом использования экспериментального и компьютерного моделирования клеточной поверхности является изучение или уточнение механизмов межклеточных контактов, в частности малоизученных полисахарид-полисахаридных взаимодействий, которые могут иметь место в симбиотических процессах, например, при агрегации бактерий и адсорбции на поверхности корней растений.

Цель диссертационной работы: развитие методологии моделирования клеточных поверхностей для исследования молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

Для достижения указанной цели нами были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать модельные системы, имитирующие поверхностные свойства мембран и белков и позволяющие фиксировать изменение структуры и динамики приповерхностной воды.

2. Изучить концентрационные эффекты воздействия биологически активных веществ (индолил-3-уксусной кислоты, никотина, метронидазола) на биологические и модельные системы.

3. Исследовать влияние биологически активных веществ на состояние объемной и приповерхностной воды. Провести молекулярное моделирование динамики сетки водородных связей воды в их присутствии.

4. На основе биоподобных моделей сконструировать тест-системы для определения низких концентраций биологически активных веществ.

5. Исследовать изолированные и комбинированные эффекты воздействия электромагнитного излучения крайне высоких частот низкой интенсивности и биологически активных веществ на модельные биообъекты.

6. Создать модели клеточной поверхности бактерий А-о$р1гШит brasilcn.sc Бр245 на основе липосом и изучить роль липополисахарида наружной бактериальной мембраны в процессах образования микробных ассоциатов и адсорбции клеток на корнях пшеницы.

7. Осуществить компьютерное моделирование пространственной структуры О-специфического полисахарида внешней мембраны АгоярМИит ЬгаяЦеюе Бр245 и полисахарид-полисахаридного взаимодействия.

8. Разработать биоподобные наносистемы для целевой доставки химических соединений к корням растений.

Научная новизна работы:

В результате проведенных исследований получило развитие перспективное научное направление моделирования клеточной поверхности для исследования механизмов физико-химической коммуникации живых систем. Впервые разработана методология выбора и создания моделей для исследования участия воды у поверхности мембран и белков при воздействии на биосистемы БАВ в низких концентрациях и ЭМИ нетепловой интенсивности. В основу данной

методологии положены следующие принципы: отсутствие сродства модельной системы к БАВ; высокая чувствительность к изменению структуры и подвижности воды; возможность регистрации отклика системы на указанное изменение; комплексное применение моделей, соответствующих различным уровням организации биосистем. Исследовано дозо-зависимое воздействие фитогормона гетероауксина, алкалоида никотина и антимикробного препарата метронидазола на биологические и модельные системы, обнаружены немонотонный характер действия и эффекты низких концентраций ИУК (10"17-10"9 моль/л), никотина (10"12 - 10"9 моль/л) и цитопротекторное действие метронидазола (10'10 - 10'2 моль/л). Благодаря сочетанию экспериментального и компьютерного моделирования определено, что в основе указанных эффектов лежит неодинаковое воздействие БАВ на структуру воды у поверхности биологических объектов. В качестве наиболее вероятного молекулярного механизма действия низких концентраций БАВ предложен фазовый ^.-переход типа порядок-беспорядок, связанный с перестройкой сетки водородных связей воды, который индуцируется молекулами вещества в водном микроокружении. Установлено, что эффекты комбинированного воздействия ЭМИ КВЧ на резонансных частотах и БАВ в низких концентрациях зависят от характера воздействия вещества на структуру водной компоненты. Разработаны модели бактериальной поверхности, представляющие собой липосомы, инкрустированные липополисахаридами (ЛПС) внешней мембраны клеток А. ЬгсиИепяе Эр245. Они впервые использованы для изучения полисахарид-полисахаридных взаимодействий в межклеточных контактах в системах бактерии-бактерии, бактерии-злаки. Методами молекулярной динамики установлены термодинамически равновесные конформации О-специфического полисахарида (О-ПС) ЛПС А. ЬгсвИеме Бр245 в водной фазе и доказано, что две цепи полисахаридов только при антипараллельной ориентации взаимодействуют друг с другом с образованием структуры типа двойной спирали за счет межмолекулярных водородных связей. Сочетание экспериментального и компьютерного моделирования позволило доказать участие О-ПС ЛПС бактериальной поверхности в симбиотических взаимодействиях бактерий и предположить молекулярный механизм этих взаимодействий.

Научно-практическая значимость работы:

Разработаны методические подходы к конструированию биоподобных систем, чувствительных к изменению динамики приповерхностной воды. Впервые показана возможность создания сенсорных систем на этой основе для определения низких концентраций БАВ в водных средах. Оформлено 2 заявки на изобретение по способам определения ИУК (№ 2007140953, приоритет от 02.11.2007; № 2007142881, приоритет от 19.11.2007). Обнаружено цитопротекторное действие метронидазола в отношении ЭМИ и детергента. Предложено использовать разработанные модельные системы для поиска клеточных протекторов нового поколения. Осуществлен прогноз характера воздействия химических веществ на структурные характеристики воды с помощью методов молекулярного моделирования; в качестве структурных

характеристик использованы парные корреляционные функции радиального распределения, среднее время жизни и среднее количество водородных связей, распределение молекул воды по кластерам различного размера. Отмечена корреляция результатов экспериментального и компьютерного моделирования. Обнаружены новые биологически эффективные частоты в КВЧ диапазоне ЭМИ, показано, что данное излучение способно компенсировать негативное влияние токсичных веществ на живые системы. Впервые показана возможность применения биоподобных наносистем для проведения фундаментальных исследований симбиотических процессов взаимодействия бактерий и растений и для направленного транспорта химических веществ к корням растений. В модельных экспериментах показана высокая эффективность доставки химического соединения к корням пшеницы с помощью наночастиц диоксида кремния, обогащенных растительными полисахаридами, и липосом, инкрустированных ЛПС внешней бактериальной мембраны А. ЬгаяИете 8р245. Оформлена заявка на изобретение систем транспорта химических веществ к корням пшеницы (заявка № 2007145119, приоритет от 06.12.2007), применение которых позволит уменьшить антропогенную нагрузку на сельскохозяйственные угодья и окружающую среду.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Развитие методологии моделирования клеточной поверхности способствует установлению и уточнению молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

2. Предложенные модели для изучения роли приповерхностной воды во взаимодействиях живых систем с биологически активными веществами в низких концентрациях и ЭМИ КВЧ нетепловой интенсивности соответствуют различным уровням организации биосистем, не обладают сродством к БАВ и проявляют высокую чувствительность к структурным изменениям водной компоненты.

3. БАВ в низких концентрациях оказывают различное воздействие на структуру воды у поверхности биологических объектов: структурирующее, деструктурирующее, разнонаправленное в зависимости от концентрации.

4. Прогноз характера воздействия БАВ на структуру приповерхностной воды проводится по совокупности определенных с помощью методов молекулярного моделирования структурных характеристик воды (парных корреляционных функций радиального распределения, среднему времени жизни и среднему количеству водородных связей, распределению молекул воды по кластерам различного размера) в присутствии молекулы вещества.

5. Биоподобные структуры, чувствительные к изменению диффузионной подвижности приповерхностной воды, используются в сенсорных системах для определения БАВ в низких концентрациях.

6. Модельные системы применяются для выявления биологически эффективных частот в КВЧ-диапазоне ЭМИ низкой интенсивности и исследования комбинированных эффектов воздействия ЭМИ и БАВ на биосистемы.

7. Молекулярное моделирование бактериальной поверхности позволяет изучать полисахарид-полисахаридные взаимодействия в симбиотических процессах агрегации бактерий и адсорбции на поверхности корней растений.

S. Разработанные наносистемы с углеводными детерминантами являются эффективными средствами для направленного транспорта химических веществ к корням растений.

Апробация работы:

Основные результаты исследований докладывались на российских и международных конференциях: III Международном симпозиуме «Механизмы действия сверхмалых доз» (Москва, 2002); I и И Российских школах-конференциях «Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине» (Саратов, 2002, 2004 гг.); 1, 2, 3 Всероссийских конференциях «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2003, 2005, 2007 гг.); Saratov Fall Meeting - Workshop on Optical Technologies in Biophysics & Medicine, (Саратов, 2003-2006 гг.); Международном симпозиуме "Biochemical interactions of microorganisms and plants with technogenic environmental pollutants" (Саратов, 2003 г.) , HUPO 2nd Annual & IUBMB XIX World Congress (Montreal, Canada,

2003); 41-st Congress of the European Societies of Toxicology "Eurotox-2003" (Florence, Italy, 2003); 10lh International Congress of Toxicology (Tampere, Finland,

2004); Всероссийский симпозиум "Тест-мегоды химического анализа" (Саратов, 2004 г.); Gordon Research Conference "Macromolecular Organization & Cell Function" (Oxford, Great Britain, 2004); 42nd Congress of the European Societies of Toxicology "Eurotox-2005" (Cracow, Poland, 2005); 10 и 11 Пущинских конференциях молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2006, 2007 гг.); Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2006 г.); III Научно-практическая конференции «Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при уничтожении, хранении и транспортировке химического оружия» (Москва, 2006 г.); VII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва 2006 г.); EUROTOX 2006/6 CTDC Congress, (Dubrovnik, Croatia, 2006); IV Международной научно-практической конференции «Экология речных бассейнов» (Владимир, 2007 г.); VII Международной крымской конференции «Космос и биосфера» (Судак, Крым, Украина, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 57 работ.

Декларация личного участия автора. Автор лично выбрал и теоретически обосновал тематику исследований, участвовал в экспериментальных исследованиях. Обработка полученных данных, их интерпретация и оформление осуществлены автором самостоятельно. В совместных публикациях вклад автора составил 60-80 %.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 287 страницах машинописного текста, включает 90 рисунков и 12 таблиц. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и приложения; список используемых источников включает 422 работы отечественных и зарубежных авторов.

Настоящая работа представляет собой часть плановых научно-

исследовательских работ Саратовского государственного технического университета, Саратовского военного института биологической и химической безопасности. Исследования проводились также в сотрудничестве с Институтом биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (НИР № гос. регистрации 01.200.116077) и лабораторией электромагнитных полей НИИ Естественных наук Саратовского государственного университета. Работа поддержана программой Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (раздел 3.3, проект № 45436).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования, его практическая и теоретическая значимость; сформулированы цель и основные задачи работы; намечены пути их реализации.

Глава 1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ КОММУНИКАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ - ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МОДЕЛЕЙ (обзор литературы)

Анализ литературных данных показал, что во взаимодействиях биосистем участвуют разнообразные химические соединения. Во-первых, это хемомедиаторы, выделяемые организмами в окружающую среду для хемокоммуникации или формирования благоприятных для жизнедеятельности условий и образующиеся в организме для повышения его устойчивости к природным и антропогенным факторам. Во-вторых, это компоненты клеточной поверхности, участвующие в межклеточных контактах. В-третьих, это вещества антропогенного происхождения, определяющие взаимоотношения человеческого общества и биосферы.

Большой интерес представляют биоэффекты сверхмалых доз природных и синтетических химических соединений, а также слабых электромагнитных полей. Основные закономерности этих эффектов не связаны ни со структурой вещества или разновидностью ЭМИ, ни с уровнем биологической организации мишени, и многие исследователи объясняют их парадоксальное действие участием водной компоненты биообъектов.

Поскольку вода является структурированной жидкостью, участвующей в построении и функционировании биомакромолекул, а ее свойства значительно различаются в объёме жидкости и вблизи поверхности раздела фаз, влияние молекул БАВ на структуру сетки водородных связей воды у поверхности биомишени может реализовываться в изменении конформации последней и, как следствие, функциональной активности.

Для исследования роли водной компоненты во взаимодействиях биосистем с БАВ нами предложено использовать различные модели клеточной поверхности. В основу их выбора и создания новых моделей положены следующие методологические принципы:

- отсутствие сродства модельной системы к химическому соединению;

- высокая чувствительность к изменению структуры и подвижности воды;

- возможность регистрации отклика системы на указанное изменение;

- последовательное применение моделей: от сложного к более простому уровню организации.

На основе указанных принципов осуществлен выбор в качестве модельных систем:

• популяционного, организменного, клеточного уровней организации -одноклеточных водорослей Scenedesmus quadricauda и инфузорий Paramecium caudatum - гидробионтов, традиционно используемых в биотестировании водных сред и системе первичных биологических испытаний химических соединений;

• клеточного и субклеточного уровня - эритроцитов - безъядерных клеток, имеющих типичную клеточную мембрану эукариотов;

• субклеточного уровня - липосом - традиционных моделей клеточной мембраны;

• субклеточного и молекулярного уровня - гидрозолей ультрадисперсных алмазов и наночастиц диоксида кремния. Нами установлена аналогия в структуре, размерах, наличии гидратной оболочки агрегатов УДА и белков (Бульенков, 1991; Апаркин и др., 2003); на примере опиатов показано, что водное окружение УДА является чувствительным к воздействию БАВ в низких концентрациях (Кузнецов и др., 2003).

• молекулярного уровня - ферментов АТФ-азы, ацетилхолинэстеразы, лизоцима и биоподобного полимера поли-М-винилкапролактама.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В диссертационных исследованиях использовались: культура простейших Paramecium caudatum и альгологически чистая культура протококковых зеленых водорослей Scenedesmus quadricauda (Тигр.) Breb. из коллекции ГосНИИОРХ, г. Саратов; бактериальная культура Azospirtllum brasilense Sp245 из коллекции ИБФРМ РАН, г. Саратов; растительная культура мягкой яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Саратовская 29; эритроциты, выделенные из крови белых беспородных крыс-самцов; ферменты лизоцим куриного яйца (КФ 3.2.1.17) и ацетилхолинэстераза (КФ З.1.1.7.); ультрадисперсные алмазы (УДА), размер 4 им, предоставленные Красноярским НЦ СО РАН; наночастицы оксида кремния (размер 7 нм) фирмы Sigma; поли-Ы-винилкапролактам (ПВКЛ) со средней молекулярной массой 1,3-103 г/моль, синтезированный по методике (Кирш, Калниньш, 1999) на кафедре неорганической химии СарГУ; сверхчистая вода, полученная пропусканием дистиллированной воды через систему высокой очистки «Водолей» (фирма «Аквилон», Россия). Выращивание культур и выделение эритроцитов проводили по известным методикам.

Использовались биологически активные вещества: индолил-3-уксусная кислота (ИУК) и никотин, фирмы Aldrich; метронидазол (1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол), который экстрагировали из таблетированной лекарственной формы «Трихопол» фирмы PolPharma SA (Польша), чистота,

определенная методом ТСХ, составляла 94 %. Липополисахарид (ЛПС) внешней мембраны бактерий Az. brasilense Sp245 выделен сотрудниками лаборатории биохимии ИБФРМ РАН (г. Саратов) (Федоненко, 2001).

В работе применялись реактивы: додецилсульфат натрия (ДСН) (Merk, Германия); мочевина (Fluka, Германия); яичный фосфатидилхолин («Биолек», Украина); флуоресцеин-натрий (ФН) и метиленовый синий (MC) (Вектон, Россия), 4-диметиламинохалкон (ДМХ), синтезированный на кафедре органической химии СарГУ по методике (Яновская и др., 1971); Sephadex G-75 (Pharmacia, Швеция). Все остальные реактивы были градации ХЧ и ХЧДА фирмы Экрос, Россия.

Источником ЭМИ в диапазоне частот 53-78 ГГц служил генератор Г4-142. Биологические объекты облучались с помощью пирамидальной рупорной антенны длиной 12 см и апертурой 42 х 50 см2. Плотность потока энергии (ППЭ) в месте расположения биообъекта составляла 120 мкВт/см2.

Источником ЭМИ в диапазоне частот 120 - 170 ГГц являлась лампа обратной волны ЛОВ-87 «А» (НПО «Исток», Россия). В качестве передающей и приемной антенн использовались параболические антенны с апертурой 15X25 см. Расстояние между ними было задано 80 см. Коэффициент усиления антенны - 50 дБ, ППЭ 8-10 мкВт/см2.

Для оценки концентрационного влияния И УК, никотина, метронидазола, а также низкоинтенсивного ЭМИ использовали характеристические показатели модельных систем, применимые для каждого отдельного случая:

- Численность клеток культуры 5. quadricauda измеряли по стандартной методике (Владимирова, Семененко, 1962). Фотосинтетическую активность и дыхание микроводорослей определяли по изменению концентрации кислорода в среде (метод Винклера) на свету и в темноте, соответственно.

- Подвижность P. caiidatum анализировали на специализированном импульсном фотометре «Биотестер-2» (Россия) (Еропкин, 1999).

- Гемолитическую устойчивость эритроцитов к детергенту ДСН проводили по изменению оптической плотности проб, на фотоэлектроколориметре КФК-3 (Россия) при X = 670 нм, I = 1 см, при 20°С (Черницкий, Сенькович, 1999).

- Активность мембраносвязанного фермента эритроцитов АТФ-азы определяли по известной методике (Якушева, Орлова, 1970), основанной на колориметрическом определении фосфора, образовавшегося при каталитическом гидролизе АТФ. Измерения проводили на спектрофотометре «Specord М40» при X = 735 нм, / = 1 см.

- Активность ацетилхолинэстеразы (АХЭ) определяли колориметрически методом Эллмана. Пробы фотометрировали на спектрофлуориметре «Флюорат-02-Панорама» при X = 412 нм.

За фолдингом лизоцима следили по изменению интенсивности флуоресценции растворов белка во времени. В качестве денатурирующего агента использовали б М раствор мочевины. Измерения проводили на спектрофлуориметре при Х,т6 = 280 нм, ХЭМ1)С = 340 нм.

- Липосомы получали методом инжекции 10 %-го этанольного раствора яичного фосфатидилхолина (до концентрации 5 г/л) в Ыа-фосфатный буфер, pH

7.4, при температуре 50°С и непрерывном перемешивании на магнитной мешалке до полного испарения растворителя. Полученную суспензию озвучивали на ультразвуковом дезинтеграторе «иО-П-а^ота^с» (Германия) 3 раза по 30 с на максимальной мощности (Дворкин, 1985; Марголис, 1986) с последующей фильтрацией недиспергированных липидов через фильтры МШех-СБ 0.22цт (Ирландия) с диаметром пор 0.2 мкм. Определяли устойчивость липосом (О450 = 1.0 при / = 1 см) к воздействию 160 мкМ раствора ДСН по изменению оптической плотности Исследовали диффузионную подвижность приповерхностной воды в суспензии липосом с помощью флуоресцентного зонда ДМХ (Владимиров, Добрецов, 1980). Интенсивность флуоресценции суспензий измеряли при Хюзб =419 нм, Хшт = 525 нм.

- Липосомы, загруженные красителем ФН, готовили описанным выше способом, вводя спиртовой раствор яичного фосфатидилхолина в 0.01 % водный раствор ФН. Оптическая плотность суспензии липосом при X = 450 нм была 1.0. Краситель удаляли из окружающей липосомы водной среды диализом против воды в течение 2-х суток. Определяли стабильность липосом к воздействию 160 мкМ раствора ДСН. Интенсивность флуоресценции суспензий на каждом этапе измеряли при = 491 нм, А.эм„с =512 нм.

- Гидрозоли УДА и диоксида кремния с концентрацией 0.1 г/л получали внесением наночастиц в очищенную дистиллированную воду при интенсивном перемешивании с последующим ультразвуковым дезинтегрированием три раза по 30 с при максимальной мощности прибора (Чиганова, 1997). Флуоресцентное зондирование гидрозолей наночастиц проводили с помощью Ю-5 М раствора ДМХ. Гидрозоли наночастиц выдерживали в герметичных бюксах в суховоздушном термостате при температуре 30°С в течение 1 ч. Интенсивность флуоресценции определяли при Хвозб = 422 нм, спектральный диапазон сканирования эмиссии 518-522 нм. Определение размеров агрегатов наночастиц УДА проводили по спектру мутности суспензий (Безрукова, Розенберг, 1981), измеряя значения их оптической плотности в интервале длин волн 250-600 нм.

Для изучения влияния ИУК на свойства воды определяли упругое (релеевское) светорассеяние (Вукс, Шурупова, 1976) и поверхностное натяжение (Балакирева, 2003) ее водных растворов. В первом случае проводились две независимые серии экспериментов с использованием двух спектрофлуориметров «Флюорат-02-Панорама» и «вЫтаски» модель НР-540 (Япония). Измерения осуществляли во флуориметрическом режиме работы приборов при длине волны возбуждения 560 нм, с регистрацией рассеянного света под углом 90°. Растворы ИУК перед анализом выдерживали в герметичных бюксах в суховоздушном термостате ТС-80 (Россия) 24 ч при температуре 30°С. Поверхностное натяжение растворов ИУК измеряли методом отрыва кольца через 6 ч, 1 сутки, 2 суток при температуре 25°С с помощью торсионных весов ВТ-500. Для изучения поверхностных свойств ИУК использовался метод определения изотерм адсорбции (Кротов, Малеев, 1979).

При создании сенсорных систем на низкие концентрации ИУК использовались две модели: ПВКЛ и водно-ацетоновый раствор ДМХ. В

первом случае регистрировали изменение окраски растворов визуально при их нагревании и охлаждении с шагом 0.1°С. Во втором случае определяли оптическую плотность суспензий в максимуме поглощения спектрального диапазона сканирования 410-440 нм.

Молекулярное моделирование влияния химических веществ на водное микроокружение проводили с помощью программы HyperChem Professional 7.1 (демо версия). Во всех экспериментах число молекул воды было около 200, чтобы плотность раствора была приблизительно равной 1 г/см3. Вода окружала единственную молекулу исследуемого вещества. Граничные условия -периодические, силовое поле - ММ2+, заряды рассчитывались методом CNDO/2 в неограниченном базисе Хартри-Фока. Молекулярно-динамический расчет проводился до выхода на динамическое равновесие, при котором полная энергия системы не менялась с точностью до флуктуаций. Температура 40°С, шаг по времени 0.5 пс. На конечном отрезке расчетов выбирали несколько позиций с временным интервалом 0.06 пс, запоминали их в файлах с расширением *.hin, которые затем использовали для расчета функций радиального распределения g(r), средней величины водородной связи, среднего времени водородной связи и распределения молекул воды по кластерам. Расчет указанных параметров реализован на языке Turbo Basic в программе MD_AN.

Моделирование бактериальной поверхности проводили с помощью липосом, инкрустированных ЛПС, которые получали введением 10 %-ного этанольного раствора яичного фосфатидилхолина до концентрации 1.4 г/л в водные растворы ЛПС с концентрацией 23 или 150 мг/л, при температуре 50°С и постоянном перемешивании. Полученную суспензию озвучивали на ультразвуковом дезинтеграторе 3 раза по 30 с на максимальной мощности. Недиспергированные фосфолипиды удаляли центрифугированием (центрифуга К-24, Германия) взвеси в течение 10 мин при 8000 об/мин. Размеры липосом определяли по спектру мутности суспензий, они составили 100-180 нм. Размеры агрегатов липосом определяли методом динамического рассеяния света в режиме «записи аналогового сигнала» (Khlebtsov et al., 2003).

Для определения положения О-ПС ЛПС относительно билипидного слоя использовали метод лежачей капли. Каплю 1-бромбутана, содержащего 10° % фосфатидилхолина, помещали на дно стеклянной кюветы с дистиллированной водой, вносили в воду растворы ЛПС, увеличивая его концентрацию. С помощью цифровой камеры FinePix А405, Япония (4 Mpixels) фиксировали изменение во времени контура капли. Определяли поверхностное натяжение капли в зависимости от концентрации ЛПС в водной фазе, используя формулы и таблицы Кошевника (1953).

Моделирование взаимодействия между полисахаридными фрагментами О-ПС бактериального липополисахарида, а также определение геометрического пространственного строения О-ПС и его расположения относительно плоскости липосомы проводилось в коммерческой программе HyperChem Professional 7.1 (демо версия) методом молекулярной динамики с молекулярно-механическим силовым полем Amber S.

Для изучения адсорбции модельных систем на корнях пшеницы Triticum aestivum L. проводилось инкубирование (45 мин и 24 ч) корней проростков в следующих растворах и суспензиях: 1) раствор МС, 1.0 мг/л; 2) раствор ЛПС (150 мг/л) + раствор МС (0.9 мг/л); 3) липосомы, загруженные МС (0.7 мг/л); 4) липосомы с низким содержанием ЛПС (23 мг/л) и загруженные МС (0.7 мг/л); 5) липосомы с высоким содержанием ЛПС (150 мг/л) и загруженные МС (0.7 мг/л). После инкубации в суспензиях и растворах корни промывали дистиллированной водой, растирали в ступке и экстрагировали 96 %-ным этанолом в течение 1 ч. В спиртовом экстракте корней содержание красителя определяли спектрофотометрически при X = 632 нм.

Для оценки влияния N-ацетилглюкозамина на адсорбцию модельных систем корни пшеницы предварительно выдерживались в 15 и 30 мМ растворах аминосахарида в течение 1 ч. Отрезанные корешки инкубировали в течение 45 мшг и 24 ч в суспензиях липосом, содержащих МС и ЛПС (ПО мг/л). Срезы корней фиксировали над поверхностью суспензии. Количество адсорбированного маркера определялось снекфофотометрически.

В экспериментах по изучению возможности доставки химических веществ к корням растений использовались наночастицы диоксида кремния, обогащенные растительными полисахаридами, и липосомы, инкрустированные ЛПС и загруженные И УК.

Гидрозоль наночастиц получали трехкратным ультразвуковым дезинтегрированием водной суспензии диоксида кремния 3 раза по 30 с на максимальной мощности. Гидрозоль наночастиц с ФН, получали разбавлением исходного гидрозоля 10"5 М раствором красителя до концентрации частиц 10"\ 10"3, 10"4 г/л при перемешивании в течение 1 ч. Для приготовления наночастиц, инкрустированных полисахаридами, к суспензии частиц приливали растворы высокомолекулярных или низкомолекулярных фракций полисахаридов до концентрации 10"1, 10"2, 10"3 г/л при перемешивании в течение 1 ч. Полисахариды выделяли из биомассы корней пшеницы методом концентрирования этанольного экстракта с последующей гель-фильтрацией (Коннова и др., 2005).

Для регистрации адсорбции наночастиц на корнях пшеницы от проростков пшеницы отделяли целые корни, помещали их в бюксы с 10"5 М раствором ФН или суспензией наночастиц с красителем. По окончании инкубации корни экстрагировали водой в течение 1 ч, ценрифугировали 10 мин при 10000 об/мин, отбирали 1 мл супернатанта, смешивали с 5 мл фосфатного буфера рН 8.25 (1:5). Измеряли интенсивность флуоресценции при Яв015 = 491 нм, >.эмпс = 512 нм. Концентрацию ФН определяли по калибровочной кривой. Растворами сравнения для экстрактов служил водный экстракт корней пшеницы с содержанием фосфатного буфера рН 8 25 в соотношении 1:5.

Липосомы с ИУК готовили инжекцией 10 %-ного спиртового раствора фосфатидилхолина в цитрат-фосфатный буфер (рН=б.0), содержащий ЛПС в концентрации 150 мг/л и ИУК в концентрациях 0.1; 1 и 10 мг/л. Концентрацию ИУК определяли по реакции Сальковского. Оптическую плотность измеряли при 490 нм, I = I см. Суспензию липосом вносили в пробирки с гидропонной

комплексной средой в соотношении 1:10, на поверхность гидропонного раствора помещали наклюнувшиеся семена пшеницы Triticum aestivum L. и выращивали в климатокамере KTLK 1250 (Германия) в течение 2-х недель с режимом: 16-часовой световой период, 25°С. Измеряли длину проростков. Оценивали также эффективность доставки ИУК липосомами с ЛПС к колеоптилям пшеницы, контроль проводили по приросту их длины.

Математическую обработку полученных данных проводили с использованием компьютерной программы Excel 2003. Рассчитывали среднее арифметическое, доверительный интервал, стандартное отклонение. Достоверность результатов оценивалась при уровне значимости 0,05. При построении линейных графиков использовалась многочленная аппроксимация, полученная по методу наименьших квадратов.

Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БИОСИСТЕМ С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ В НИЗКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ

Для изучения механизмов неспецифического взаимодействия биосистем с гетероауксином (индолил-3-уксусной кислотой), алкалоидом никотином и антимикробным препаратом метронидазолом использовались различные модели клеточной поверхности.

Известно, что ИУК является участником разнообразных взаимодействий экологического характера: межвидовых, внутривидовых и обусловленных хозяйственной деятельностью человека. Однако при этом не изучена биологическая активность ИУК в низких концентрациях, окончательно не определен молекулярный механизм фитогормонального действия ИУК, нет объяснения двухфазности воздействия гетероауксина на растения. В связи с этим нами исследованы дозо-зависимые эффекты ИУК на биосистемы различных уровней организации (популяционного, организменного, клеточного, субклеточного, молекулярного).

Для моделирования действия ИУК на популяцию использовалась культура зелёных протококковых водорослей 5 quadricauda, водоросли этого рода продуцируют ИУК и накапливают её в культуральной среде (Mazur, 2001). В качестве показателя воздействия химического вещества на популяцию использовалось изменение ее численности. Подсчет клеток микроводорослей в водных средах с ИУК проводился на свету и в темноте, контролем служила среда без ИУК. Оказалось, что на свету ИУК в низких концентрациях (10"17-10*" моль/л) сдерживает рост численности популяции микроводорослей. В темноте вещество в концентрации 5,7><10'7 моль/л стимулирует рост популяции, аналогичное действие наблюдается для высших растений.

Применение оптической микроскопии позволило установить, что гетероауксин в концентрации порядка 10'5 моль/л вызывает изменение формы клеток и их содержимого (рис.1), что свидетельствует о токсичности ИУК в данных концентрациях для одноклеточных водорослей.

: ' -

Рис. I Фотографии клеток 5. диаЫп'саис!а, инкубированных в водных средах: (а) - без ИУК; (б) - с 5,7 х 10"5 М ИУК. Фотографии получены при помощи цифровой камеры-окуляра

для микроскопа ЗСОРЕТЕК, модель ОСМ 35

Как известно, уровень химического воздействия, в том числе ИУК, на клетки Я. циасЬ'каийа можно проследить по изменению интенсивности их фотосинтеза и дыхания (рис. 2).

'|д (С, моль/л)0

-15 -20

|д (С,моль/л)

а б

Рис. 2. Изменение интенсивности фотосинтеза (а) и дыхания (б) микроводорослей циасЬчсаиск в зависимости от концентрации ИУК (С, моль/л). Значению 0 соответствует

отсутствие ИУК

Нами установлен немонотонный дозо-зависимый характер воздействия ИУК на указанные показатели гидробионтов, положительные и отрицательные значения на графиках свидетельствуют о стимулирующем и ингибирующем эффектах ИУК, соответственно (рис.2). Показано, что в определенных низких концентрациях ИУК оказывает прямо противоположное действие на фотосинтез и дыхание микроводорослей. Например, в концентрации 5,7x10"'1 моль/л гетероауксин стимулирует фотосинтез и ингибирует дыхание; в концентрациях 5,7><10"7 и 5,7* Ю"17 моль/л действует противоположным образом.

В качестве модели организменного и клеточного уровней использовались инфузории Р.саисЬгШт. Показано, что в зависимости от концентрации в водной среде ИУК уменьшает или увеличивает их подвижность. Обнаружен эффект малых доз ИУК (5.7* !0"17 моль/л) (рис.З).

контроль А- 1 —*—2 -В—3 —4—4 -*-5 6

Концентрация ИУК, моль/л. 1 - 5 7х10"6,2-5 7x10"'°, 3 - 5.7*КГ12, 4 - 5 7хЮ"15, 5 - 5.7ХЮ"17; 6 - 5.7хКГ19 Рис 3 Изменение подвижности Р.саи^а1шп во времени в зависимости от концентрации ИУК

По аналогии с растительной клеткой (Шишова, 1999) можно предположить, что ИУК изменяет активность мембраносвязанных белков парамеций, ответственных за транспорт ионов Са2+ в клетку, тем самым воздействует на их подвижность. Поскольку активность ферментов и функционирование ионных каналов зависит от конформационного состояния белковых молекул, на которое большое влияние оказывает диффузионная подвижность воды, далее нами изучалось влияние вещества на биомакромолекулы, не обладающие к нему сродством.

В экспериментах использовали ацетилхолинэстеразу (АХЭ). Определяли ее активность в присутствии ИУК в различных концентрациях. Установлено, что при концентрациях порядка 10"б-10"13, 10"15, 10~18 моль/л происходит значительное снижение её активности по сравнению с контролем (р<0,05) (рис. 4). Характер зависимости указывает на то, что ИУК не является для АХЭ субстратом или ингибитором. Поэтому можно предположить, что изменение активности АХЭ под действием гетероауксина обусловлено изменением его конформации в результате воздействия ИУК на структуру и динамику связанной на поверхности белка воды.

Далее изучался процесс сворачивания полипептидной цепи лизоцима, связанный с перестройкой сетки водородных связей воды, в присутствии ИУК. За ходом процесса следили по изменению интенсивности флуоресценции растворов белка во времени. Полученные значения интенсивности флуоресценции в относительных единицах использовали для расчета параметра насыщения (//) - показателя окончания фолдинга белка:

где I - текущее значение интенсивности;

1о- значение интенсивности, принятое за 100% (начальная точка измерений); /„- значение интенсивности в точке, где интенсивность принята за 0 %.

Для описания влияния ИУК на фолдинг лизоцима, использовали величину т -характерное время сворачивания полипептидной цепи белка:

г = -(1-1о)/1п(Н/100), (2)

где (- (ц— время от начала эксперимента.

!д (С, моль/л)

Рис. 4. Зависимость относительной активности АХЭ от концентрации ИУК (результаты кинетического опыта). Единице соответствует активность АХЭ в отсутствии ИУК

-8 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 1д (С,моль/л)

Рис. 5. Зависимость времени сворачивания лизоцима от концентрации ИУК. Жирная линия соответствует времени фолдинга белка в отсутствии ИУК

Оказалось, что зависимость времени фолдинга от концентрации ИУК имеет немонотонный характер (рис.5). Причем некоторые концентрации этого соединения, даже очень низкие, способны значительно увеличивать скорость процесса. Это может быть обусловлено воздействием ИУК на состояние сетки водородных связей воды, окружающей белок.

Для оценки изменения диффузионной подвижности приповерхностной воды использовался метод флуоресцентного зондирования. Изучалось влияние ИУК на состояние воды вблизи твердых поверхностей. В качестве флуоресцентного зонда был выбран 4-диметиламинохалкон (ДМХ), интенсивность флуоресценции которого снижается при увеличении подвижности молекул воды. Для моделирования гидрофобной и гидрофильной поверхности макромолекул использовались наночастицы ультрадисперсных алмазов и диоксида кремния, соответственно.

Установлено, что ИУК в низких концентрациях значимо снижает интенсивность флуоресценции ДМХ в гидрозолях диоксида кремния, и увеличивает ее в гидрозолях УДА (рис. б). Полученные результаты свидетельствуют о способности ИУК изменять подвижность приповерхностной воды в зависимости от полярности поверхности.

Таким образом, с помощью предложенных нами различных модельных систем получены результаты, свидетельствующие о том, что двухфазный характер биологического действия ИУК в какой-то мере обусловлен влиянием вещества на структуру сетки водородных связей воды вблизи клеточных мембран. Этот эффект затем может распространяться на структуру билипидного слоя мембраны и на состояние интег рального рецептора.

■10 -15 -20

|д (С, моль/л)

10 .13 -20

(С, моль/л)

Рис б. Изменение относительной интенсивности флуоресценции ДМХ в зависимости от концентрации ИУК в гидрозоле наночаетиц УДА (а), диоксида кремния (б) с концентрацией твердой фазы 0 1 г/л Интенсивность флуоресценции ДМХ в отсутствии ИУК - 100 %

Далее в исследованиях использовали никотин - алкалоид табака. Его выбор обусловлен катастрофическим распространением табакокурения, с которым связан рост различных заболеваний (Радбиль, 1982; Лисицин и др., 1986; Радбиль, Комаров, 1988). Известно, что привыкание к табаку определяет никотин, признанный в последние годы наркотиком (Сахарова, Чучалин, 2001). Представляло интерес изучить неспецифическое воздействие низких концентраций никотина на клеточные мембраны, поскольку именно они участвуют в реализации биологического эффекта данного вещества.

С помощью методов быстрого и медленного гемолиза эритроцитов ДСН (рис.7) установлено дестабилизирующее действие никотина в микромолярных (физиологически значимых) и низких (10"'\ 10"9 моль/л) концентрациях на мембраны.

£ 1.5

О

? 1.4 а

С * 1 3 3 I

5 I1-2

С 2

г ¡¡и

0,9

1 1 1 X

. ---- 3- л

3 5 7 9 11 13 15 17 -1д (С, моль/л)

Рис. 7. Зависимость относительного процента медленного гемолиза эритроцитов ДСН (40 мкМ) от концентрации никотина в суспензиях эритроцитов Конгроль -суспензия клеток без никотина

11 13 15 - 1д (С, моль/л)

Рис 8 Зависимость активности АТФ-азы от концентрации никотина

Отмечено увеличение активности мембраносвязанной АТФ-азы эритроцитов (рис.8) от концентрации никотина в среде инкубирования. Эффекторное действие вещества может быть обусловлено его неспецифическим связыванием с мембранами, с определенными участками белка, а также с изменением подвижности и структуры приповерхностной воды, влияющей на конформацию белка. Последнее предположение более вероятно, о чел» свидетельствует эффект низких концентраций никотина.

Чтобы выяснить характер воздействия алкалоида на мембраны использовались их простейшие модели - липосомы, загруженные флуоресцентным красителем ФН (рис.9). Определялась относительная

интенсивность флуоресценции 1от„ обратно пропорциональная стабильности липосом. Расчеты проводили по формуле:

1„т11 = (1-1о)/(1,-1о)*100, (3)

где 10 - интенсивность флуоресценции суспензии липосом, инкубированных в течение суток без никотина (контроль);

Л - интенсивность флуоресценции суспензии липосом после разрушения раствором ДСН;

/ - интенсивность флуоресценции суспензии липосом после инкубирования в течение суток с никотином.

Коэффициент распределения никотина в системе октанол-вода ¡g Р ~ 1,72 свидетельствует о том, что никотин в 52,5 раза лучше растворим в жирах, чем в воде. Поэтому никотин может встраиваться в бислой липосомы, нарушая его структуру. Результаты опытов и расчетов показали, что полное разрушение липосом происходит в присутствии никотина в концентрации 1 ммоль/л, когда на одну молекулу никотина приходится 3 молекулы фосфолипида, при таком соотношении никотин встраивается в билипидный слой, нарушая его целостность. При содержании никотина в суспензии 10'5 и 10"9 моль/л липосомы имеют одинаковую стабильность, которая заметно отличается от контроля; в данных случаях соотношение молекул никотина и фосфолипида составляет 1.300 и 1:3000000. Это свидетельствует о том, что уменьшение стабильности липосом в присутствии никотина в низких концентрациях не связано с воздействием вещества на билипидный слой, а, возможно, обусловлено изменением подвижности и структуры воды у его поверхности.

Проведено флуоресцентное зондирование суспензии липосом (рис.10) и гидрозолей УДА с помощью ДМХ, а также определена агрегационная устойчивость гидрозолей УДА и наночастиц диоксида кремния (рис.11) в присутствии никотина в различных концентрациях.

¡5 15

X

О 12- _

9 ■ -

в- -

3 • -

П -

-11 -13 -15 -17 |д (С, молЫл)

Рис 9 Относительная интенсивность флуоресценции липосом, загруженных ФН, в зависимости от концентрации никотина в смеси инкубации

\д (С, моль/л)

Рис 10 Зависимость относительной интенсивности флуоресценции ДМХ в эмульсии липосом от концентрации никотина

Время, сутки —«— контроль - • - никотин

Рис. 11. Динамика изменения размеров агрегатов наночастиц диоксида кремния в средах с никотином в концентрации 10"12 моль/л и без него

Поскольку интенсивность флуоресценции ДМХ снижается, а размеры агрегатов уменьшаются с увеличением подвижности воды, экспериментальные данные свидетельствуют о способности никотина в низких концентрациях увеличивать подвижность приповерхностной воды.

Результаты исследований позволяют заключить, что в основе механизма неспецифического действие никотина в низких концентрациях на клеточные мембраны лежит дестабилизация структуры сетки водородных связей приповерхностной воды.

Следующим БАВ в исследованиях являлся метронидазол -противомикробный и противопаразитарный препарат (Чекман, Пелещук, 1986; Лоуренс, Бенетт, 1991). Известно, что метронидазол проявляет протекторные свойства по отношению к мембранам эукариотических клеток. Механизм его протекторного эффекта не исследован.

Чтобы оценить влияние метронидазола на структурно-функциональное состояние плазматической мембраны, нами изучалась гемолитическая устойчивость эритроцитов к действию ДСН в присутствии соединения в различных концентрациях. Показано, что скорость гемолиза хорошо описывается кинетическими кривыми первого порядка с независящей от времени константой скорости, о чем свидетельствует линейность зависимостей, приведенных на рис. 12. Тогда для зависимости оптической плотности D от времени t справедливы соотношения:

dD(,) = -kl)(i) => D{t) = D(0)e~1' => к = -]n(D(i)/£>(0)) dl

k _ !g(D(i)/0(0))

......~ „„„(')/A„„,„„(0)) '

где кот,,- относительная константа скорости гемолиза; Dhmmp - оптическая плотность суспензии эритроцитов в отсутствии метронидазола.

Из рис.13 видно, что значимые отличия константы гемолиза в присутствии метронидазола от контроля наблюдаются в диапазоне концентраций вещества

от 3* 10"ш до Зх 10"2 моль/л, следовательно, в этих концентрациях метронидазол проявляет выраженное протекторное действие по отношению к эритроцитам.

О 5000 10000 15000

1,0

• - контроль (отсутствие метронидазола), ▲ -ЗхЮ''0 моль/л, ■ -Зх 10"8 моль/л, ♦ —ЗхЮ"2 моль/л метронидазола

Рис 12 Зависимости оптической плотности

суспензии эритроцитов от времени в условиях гемолиза ДСН За 100% принята

оптическая плотность суспензии эритроцтов в начальный момент времени

-а -8 -10 -12 1д (С,моль/л)

Рис 13 Зависимость относительной константы скорости гемолиза эритроцитов ДСН (/.-,„„„) от концентрации метронидазола За единицу принята константа скорости в отсутствии вещества

Установлено также увеличение устойчивости липосом к детергенту ДСН в присутствии метронидазола в концентрационном интервале ЗхЮ"2 - ЗхЮ'10 моль/л (рис.14), что свидетельствует о неспецифическом характере его действия на клеточные мембраны. С помощью флуоресцентного зонда ДМХ определена способность вещества снижать коэффициент диффузии воды вблизи липосом (рис.15). Предположено, что метронидазол способствует увеличению гидратной оболочки у клеточной поверхности.

г? 200 I

° 175 150

125 (00

-10 -12 -14 -16 1д (С,моль/л)

Рис 14 Зависимость огносигельпой оптической плотности суспензии липосом от концентрации метронидазола За 100 % принята опгическая плотность в отсуютвии вещества

2-4-6-8-10 -12 |д (С,моль/л)

Рис 15 Зависимость интенсивности флуоресценции ДМХ в суспензии липосом от концентрации метронидазола За 100 % принята интенсивность флуоресценции в отсутствие метронидазола

Чтобы проверить данное предположение, определялась удельная вязкость [г;] гидрозолей УДА с концентрацией дисперсной фазы 0.1 г/л, проинкубированных в течение часа в водных растворах метронидазола различных концентраций. Из рис. 16 видно, что значимое увеличение удельной вязкости гидрозоля УДА наблюдается в концентрационном интервале метронидазола ЗхЮ'5 - ЗхЮ"9 моль/л, в котором зафиксирован стабилизирующий эффект вещества на клеточные и модельные мембраны.

0,14 0,12 0,10

0,04

-д-

-А / N

3 ¿эи 3" 300

X

§ 250 £

£ 200

100 50

___т <г • ---- *

[л 0

ЛЬ:

-7 -9 -11 |д(С, моль^л)

Рис 16 Зависимость удельной вязкости УДА от концентрации метронидазола в гидрозоле Пунктирная линия - удельная вязкость УДА в отсутствии вещества

-1 -3 -5 -7 -9 -11

|д (С,моль1л)

Рис 17 Зависимость изменения толщины гидратной оболочки ианочастиц УДА (нм) от концентрации в гидрозолях метронидазола Пунктирная линия соответствует толщине гидратной оболочки УДА в отсутствие вещества Звездочками помечены точки, значимо отличающиеся от контроля (р<0,05)

Известно, что удельная вязкость гидрозолей зависит от гидродинамического радиуса частиц г, в котором учитывается слой связанной на поверхности частицы воды (Чанг, 1980):

[//] = Юлят3 /3

где п - количество частиц в единице объема. 3 <р

Алгп'

(6)

где <р - объемная доля частиц,

г0 - радиус частицы УДА (84 нм). Подставив выражение 6 в формулу 5, получаем:

Ы = 2,5<р(г/ГаУ, (7)

Поскольку удельная вязкость гидрозоля зависит от концентрации метронидазола (С), получаем зависимость:

ш (8)

г(С) = /'„

Тогда изменение толщины гидратной оболочки Дг, обусловленное наличием метронидазола, есть:

По формуле (9), используя экспериментальные данные вязкости гидрозолей, нами рассчитано изменение толщины гидратной оболочки частиц в зависимости от концентрации метронидазола (рис. 17), значимые величины наблюдаются в интервале концентраций вещества 3><10'3-3х 10"9 моль/л, в котором находятся и его фармакологически активные концентрации.

Результаты данного эксперимента подтверждают наше предположение о способности метронидазола стабилизировать структуру сетки водородных связей приповерхностной воды. Вероятно, аналогичное явление имеет место вблизи клеточных мембран, чем и объясняется протекторное действие препарата на клетки.

Таким образом, показано, что эффекты малых доз различных БАВ реализуются посредством неодинакового воздействия веществ на структуру воды у поверхности биологических объектов: клеток, мембран, белков. Целесообразно в связи с полученными результатами исследовать влияние указанных БАВ на свойства жидкой воды.

Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ВОДЫ ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С КЛЕТОЧНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Известно, что вода - это сложная динамическая система, в которой постоянно образуются и распадаются разнообразные по количеству молекул и геометрии ассоциаты — кластеры, составляющие ее структуру, время жизни кластеров < 10'9 с (Аксенов, 1990; Калниньш, Павлова, 2005). Любые вещества, независимо от их химического строения и растворимости, влияют на мгновенную структуру воды. По характеру этого воздействия их делят на вещества, структурирующие и деструктурирующие воду. Аналогично, но более интенсивно, вещества могут влиять на приповерхностную воду. Экспериментальные модели биосистем позволяют нам регистрировать эти эффекты.

Определена возможность прогнозирования характера воздействия веществ на воду методами молекулярного моделирования. Проведены молекулярно-динамические расчеты для следующих систем: 1 - чистая вода; 2 - частица алмаза, содержащая атомы углерода двух элементарных ячеек в воде; 3 - а-Б-глюкоза в воде; 4 - дофамин в воде; 5 - ацетилхолин в воде; 6 - ИУК в воде; 7 -никотин в воде; 8 - метронидазол в воде. В качестве структурных характеристик водных систем использованы: парные корреляционные функции радиального распределения goo(r), ёонМ, gнн(г). среднее время жизни водородных связей (т), среднее количество водородных связей (п) (табл.1), распределение молекул воды по кластерам различного размера (рис. 18).

(9)

Таблица I

Расчетные данные функций радиального распределения

Значение параметров Номер системы

1 2 3 4 5 6 7 8

Г1 2.75 2.75 2.75 2.66 2.66 2.75 2.75 2.76

Roo 2.92 3.02 2.88 2.59 2.50 2.79 2.92 2,499

Г2 4.88 4.95 4.80 4.67 4.47 4.75 4.75 4.97

goo 1.53 1.52 1.43 1.36 1.43 1.52 1.45 1.01

ri 1.85 1.95 1.85 1.86 1.86 1.85 1.85 1.96

gOH 1.38 1.41 1.39 1.30 1.10 1.45 1.36 1.097

Г2 3.38 3.45 3.45 3.67 3.37 3.35 3.45 3.37

Вон 1.35 1.30 1.29 1.30 1.28 1.33 1.38 1.19

I'l 2.65 2.65 2.65 2.56 2.66 2.55 2.55 2.56

йнн 1.42 1.48 1.38 1.38 1.31 1.43 1.41 1.31

Г2 4.92 5.05 4.95 4.67 4.68 4.75 4.95 4.97

Внн 1.12 1.11 1.08 1.08 1.07 1.09 1.07 0,93

11 2.89 2.87 2.82 2.62 2.58 2.80 2.81 2.66

т, пс 0.19 0.19 0.20 0.20 0.16 0.18 0.17 0.27

При оценке ошибок рассчитываемых величин получены следующие средние значения стандартных отклонений. Для величины функции радиального распределения = 0.01. Для положения экстремумов ЭТОЙ фуНКЦИИ Бннт 0.01А. Эта же величина с учётом ошибки шкалы

(функции радиального распределения строились как гистограммы с

интервалом 0.1 А) составляет 8,шт = О.ОбА. Ошибка определения величины молекул в кластере 8С= 0.17. Ошибка среднего времени жизни составила 8Т= 0.01 пс, эта же величина с учётом ошибки шкалы (шаг по времени составил 0.05 пс) равна 0.03 пс. Полученные величины погрешностей свидетельствуют о достоверности возмущений, вносимых в структуру сетки водородных связей воды различными соединениями.

По совокупности указанных параметров установлено, что метронидазол может оказывать структурирующее действие на воду (стабилизирующее сетку водородных связей), а никотин — деструктурирующее (дестабилизирующее сетку водородных связей). Это согласуется с результатами экспериментального

% '

I 1'5

а

I 1

и 0,5 О

1 2 3 4 5 6 7 8

Размер кластера, количество молекул воды

□ вода йманочастица □ ИУК П никотин а метронидазол

Рис, 18. Расчетные данные по распределению молекул воды по кластерам для водных систем, содержащих молекулу химического вещества

моделирования. Для ИУК однозначных выводов не сделано, что может являться подтверждением двойственности действия гетероауксина на приповерхностную воду.

Для выяснения причины разнонаправленного действия ИУК на водную фазу, нами проведены исследования разбавленных водных растворов ИУК методами упругого рассеяния света и поверхностного натяжения. Характер концентрационных зависимостей интенсивности упругого рассеяния света (рис.19) свидетельствует о существовании флуктуаций плотности растворителя в присутствии ИУК в определенных низких концентрациях. Это указывает на способность ИУК вызывать фазовый Х-переход в структуре сетки водородных связей воды, что может обуславливать эффекты малых доз и двухфазность биологического действия вещества.

-17

|д (С, моль/л)

а б

Рис. 19 Относительная интенсивность рассеяния света (%) растворами гетероауксина в зависимости от концентрации вещества и условий проведения анализа' (а) - спектрофлуориметр «БЫтаски» модель КГ-540 (Япония), (6) — спектрофлуориметр «Флюорат-02-Панорама» (Россия) За 100 % принята интенсивность рассеяния света

чистой водой

Адсорбционную способность веществ оценивали по величине удельной адсорбции (Л (Кротов, Малеев, 1979):

Г = - с х*7, (10)

ЯТ с/с '

где с - концентрация вещества, моль/л; Т— абсолютная температура,°К;

Л-универсальная газовая постоянная, Дж/(мольхК).

а-коэффициент поверхностного натяжения исследуемой жидкости, Н/м.

Для нахождения с1а/<1с использовали уравнение Шишковского (Евграфова,

Каган, 1970):

Лег - <Т0-сг = Вх1п (1+Ахс), (11)

где и0, сг - межфазное натяжение при с = 0 и при с -Ф- 0, соответственно, Н/м; А, В - эмпирические константы (л/моль и Н/м, соответственно). После подстановки (11) в (10), уравнение изотермы адсорбции имеет следующий вид:

г В Ас Г = - х- — ЛГ 1 + Ас

Для определения значений эмпирических параметров А, В применимы численные методы. В этом случае используется набор экспериментальных значений концентраций с, и Г, и метод максимального правдоподобия. При этом минимизируется сумма квадратов отклонений расчетных значений Г от Г, В Ас, КГ * 1 + Ас,

£

г.

-> Ш111

(13),

где 5, - оценка стандартного отклонения.

Полученные данные по адсорбции ИУК на границе раздела фаз вода-воздух (рис,20) указывают на то, что

должна припо-о чем кривая, аппрок-

Г,10"6м"2

/

Ж £ А-1 У1 / 1

■ г 1дС(М)

Рис 20 Удельная адсорбция ИУК на границе

раздела фаз вода-воздух в зависимости от концентрации Жирная линия соответствуют аппроксимации Шишковского

теоретически ИУК вытесняться из верхностной воды, свидетельствует соответствующая симации Шишковского. Но характер экспериментально полученной зависимости позволяет заключить, что в отдельных концентрационных интервалах имеются области достоверного накопления вещества Причем, они хорошо совпадают с областями

наиболее интенсивного светорассеяния (рис.19). Т.е. ИУК в концентрациях порядка 10"5, 10~15 моль/л лучше растворяется в приповерхностной воде, упорядочивает ее структуру, что может способствовать более эффективному взаимодействию с мембраной или рецептором.

Основываясь на известных термодинамических и кинетических характеристиках лиганд-рецепторного взаимодействия, а также на результатах проведенного нами молекулярного моделирования процесса взаимодействия ауксина с рецептором АВР1, можно заключить, что слой структурированной воды способствует значительному снижению активационного барьера при образовании комплекса лиганд-рецептор.

Обнаруженная нами способность ИУК в определенных концентрациях изменять структуру воды далее реализована при создании сенсорных систем. В первой системе в качестве детектора использован полимер ПВКЛ, температура фазового перехода «растворение-осаждение» которого чувствительна к состоянию воды. Установлено, что с его помощью можно визуально определять ИУК в водной среде в концентрации не менее Ю"10 г/л (рис.21). Во второй системе использован индикаторный раствор, изменение седиментационных

свойств которого зависит от состояния воды и может быть зарегистрировано фотометрически. Показано, что с помощью данного детектора можно количественно определять ИУК в водных средах в диапазоне концентраций 10"3-10-'°г/л (рис.22).

35,2

Рис 21 Зависимость температуры фазового перехода ПВКЛ от концентрации ИУК в растворе

Рис 22 График зависимости оптической плотности индикаторных растворов от концентрации ИУК

Таким образом, результаты наших исследований могут найти практическое применение при разработке сенсорных систем.

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КРАЙНЕ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА

БИОСИСТЕМЫ

Анализ литературных данных свидетельствует о том, что ЭМИ КВЧ низкой интенсивности оказывает значительное влияние на биосистемы различных уровней организации (Бецкий и др., 2004). Как считают авторы, первичными мишенями действия этого излучения являются водная компонента биосистем и клеточные мембраны, ответственные за регуляцию биохимических превращений в клетке. Несмотря на высокую способность воды поглощать КВЧ-излучение, волны на определенных «резонансных» частотах глубоко проникают в водные среды, вызывая ответную реакцию биологических структур. Такое свойство воды связывают с ее кластерной структурой. Малоизученным остается терагерцовый диапазон этого спектра, в котором исследователи ожидают обнаружить новые биологически эффективные частоты. Кроме того, в литературе имеются единичные сведения о комбинированных эффектах КВЧ-излучения и химических веществ.

Первоначально для изучения изолированного и сочетанного действия КВЧ-излучения и БАВ на биосистемы использовалась культура Р.саис1ашт. С ее помощью установлен резонансный характер взаимодействия низкоинтенсивного излучения терагерцового диапазона 120-170 ГГц с

клеточными мембранами и выявлены наиболее значимые резонансные частоты:

156.6, 161.3 ГГц, обусловленные увеличением подвижности инфузорий; 151.8,

155.7, 167.1 ГГц, связанные с уменьшением тест-отклика.

В исследовании комбинированных эффектов ЭМИ КВЧ и БАВ использовались никотин и метронидазол, которые как отмечалось выше, в низких концентрациях оказывают различное влияние на структуру приповерхностной воды - дестабилизирующее и стабилизирующее, соответственно.

Изучение концентрационных эффектов никотина (10"4 - 1СГ15 моль/л) на тест-культуру показало, что в концентрациях 10"4 и 10"9 моль/л вещество изменяет тест-реакцию инфузорий, вызывая значительное увеличение их подвижности. При сочетании действия никотина в малой концентрации (10"9 моль/л) с ЭМИ на резонансных частотах 156.6 и 161.3 ГГц обнаружено усиление, а на частоте 167.1 ГГц - снижение эффекта воздействия никотина (рис.23).

□ - ЭМИ; Я - никотин (10"5 моль/л); П - ЭМИ + никотин (10"9 моль/л);

И - никотин (10'10 моль/л); И- ЭМИ + никотин (10"ю моль/л)

Рис. 23. Относительная подвижность инфузорий в зависимости от изолированного и

комбинированного с никотином воздействия на культуру ЭМИ на частотах: I -156.6 ГГц; 2 - 161.3 ГГц; 3 - 167.1 ГГц. За 100% принята подвижность клеток без предварительного воздействия

Комбинированное действие метронидазола в концентрации 1СГ9 моль/л и ЭМИ 167.1 ГГц приводит к обратному результату: усилению тест-отклика по сравнению с изолированным эффектом вещества. Противоположное влияние ЭМИ данной частоты на эффекты изучаемых веществ в низких концентрациях, мы связываем с различным характером воздействия БАВ на структуру сетки водородных связей примембранной воды.

На эритроцитах нами изучено влияние ЭМИ 55-73 ГГц нетепловой интенсивности (ППЭ 120 мкВт/см2) на мембраны и установлено его гемолитическое действие (табл.2).

Таблица 2

Количество негемолизированных эритроцитов в исследуемых образцах

Проба Число негемолизированных эритроцитов, %

контроль 98.5±10.4

эритроциты + метронидазол 84.8i5.6

ЭМИ (65 ГГц) 36.9±4.2

ЭМИ + метронидазол 67.3±5.4

Показано, что стабилизация структуры сетки водородных связей воды, индуцированная лекарственным препаратом метронидазолом (порядка 10"7 моль/л), способствует уменьшению гемолитического воздействия на мембраны эритроцитов КВЧ-излучения на резонансных частотах (55, 65 ГГц) Это доказывает, что резонансные частоты воздействуют на биообъекты, разрушая структуру их гидратной оболочки.

При исследовании комбинированного действия ЭМИ 65 ГГц (ППЭ 120 мкВт/см ) и никотина в концентрациях 10"12, 10'', 10"6, Ю"5 моль/л на мембраны эритроцитов с использованием модели медленного гемолиза клеток ДСН установлен аддитивный эффект ЭМИ и вещества в концентрации Ю"5 моль/л. Для остальных исследованных концентраций никотина наблюдается антагонизм действия вещества и ЭМИ на мембрану. По-видимому, на фоне структурных нарушений в мембранах, вызванных ЭМИ, небольшое дестабилизирующее воздействие никотина в низких концентрациях на гидратное окружение мембран не регистрируется.

С помощью модельной системы на основе УДА (рис.24) показано дестабилизирующее влияние ЭМИ на частоте 65 ГГц на структуру сетки водородных связей воды вблизи поверхности, что согласуется с результатами исследований на эритроцитах.

Не обнаружено отрицательного воздействия ЭМИ резонансных частот в диапазоне 150-170 ГГц (ППЭ 10 мкВт/см2) на мембраны эритроцитов (табл.3).

Показано, что излучение на частотах 151.8; 156.6; 161.3 ГГц потенцирует дестабилизирующее действие никотина (10"5, 10"6 моль/л) на мембраны, а излучение на частотах 155.7 и 167.1 ГГц снижает эффект никотина, что свидетельствует о протекторных свойствах волн указанных частот. Отмечена

Время, сутки

1 контроль — • — никотин

—•— ЭМИ - ■*- • ЭМИ+никотин

Рис. 24. Изменение размеров агрегатов УДА под действием ЭМИ КВЧ и никотина

корреляция эффектов воздействия ЭМИ частот 155.7 и 167.1 ГГц на клетки инфузорий и мембраны эритроцитов.

Таблица 3

Относительный процент гемолиза эритроцитов, после изолированного и комбинированного воздействия никотина и ЭМИ

№ серии опытов / (ГГц) Относительный процент гемолиза

ЭМИ без никотина никотин 10° моль/л никотин 10'° моль/л

изолир. комбинир с ЭМИ изолир комбинир с ЭМИ

1 151 8 1 33 ±0 19 121 ±0 19 1 75 ±0 16 0 92 ± 0 14 2 00 ± 0 25

2 155.7 0.57 ±0 08 1 03 ± 0 09 0 65 ±0.16 0 86 ±0.12 0 86±0 12

3 1566 1 11 ±0 17 0.97 ±0 21 1 38 ± 0 24 0 95 ± 0 20 1 35 ±0 23

4 1613 0 94± 0.13 1 00 ± 0 08 1 56 ±0 32 1 03 ±0 13 1 33 ± 0 02

5 167 1 0 92 ±0 20 1.22 ±02 1 16 ± 0 24 0 92 ± 0 07 100±0 19

Таким образом, применение двух модельных систем, позволяющих регистрировать структурно-функциональные изменения в клеточных мембранах в результате изменения структуры и подвижности примембранной воды, помогло нам обнаружить в малоизученном терагерцовом диапазоне новые резонансные частоты. Предполагается, что они являются биологически эффективными и могут содействовать адаптации живого организма к неблагоприятному воздействию токсичных веществ.

Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ В ИЗУЧЕНИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМАХ БАКТЕРИИ-БАКТЕРИИ, БАКТЕРИИ-ЗЛАКИ

Анализ литературных данных показал, что способность бактерий к агрегации и сорбции на корнях растений зависит от структуры компонентов бактериальных и растительных клеточных поверхностей (Вигс!тап ег а1., 1998, 1999; Никитина и др., 2001; Федоненко и др., 2001, 2004). Макромолекулы, определяющие специфичность этих процессов, а также механизмы взаимодействий окончательно не установлены.

Как правило, в системе азоспириллы-злаки большее внимание уделяется белок-углеводным взаимодействиям, поскольку этот механизм лежит в основе реакции антиген-антитело. В последние годы открыт новый тип молекулярного распознавания - углевод-углеводное взаимодействие, которое, по утверждению 8. Накотоп (2001), происходит за счет образования межмолекулярных водородных связей. Мы предположили, что в процессах образования микробных агрегатов и микробно-растительных ассоциаций могут иметь место полисахарид-полисахаридные взаимодействия. Для исследования таких сложных многокомпонентных процессов нами использовались приемы и методы моделирования. Исходными данными послужили известные для бактерий А ЬгаяНепяс Бр 245 состав ЛПС (липид А, погруженный в

билипидный слой мембраны, олигосахаридный «кор» и О-ПС, который обращен в окружающую среду) и структура повторяющегося звена О-ПС, состоящего из пяти остатков Б-рамнозы (Рес1опепко е( а!., 2002).

Нами предложены модели бактериальной поверхности, представляющие собой липосомы, инкрустированные ЛПС внешней мембраны клеток А. Ъгаэйете Бр 245.

В рамках модифицированной континуальной модели Хопфингера-Шераги проведено молекулярное моделирование пространственного расположения молекулы О-ПС, состоящего из пяти звеньев О-рамнана, относительно границы раздела фаз вода-липофильная среда (рис.25). Определено межфазное натяжение на границе вода-липид в зависимости от концентрации в водной среде ЛПС (рис.26). В результате доказано, что ЛПС встраиваются в липосому липидной частью, их О-ПС направлены в окружающую среду и расположены по нормали к поверхности липосом.

Вода

Липид

40

30

5 10

1 10

и 10 '

Рис. 26. Зависимость межфазного натяжения (о) от молярной концентрации (СО ЛПС. Кривая -аппроксимация по формуле Шишковского

Из полученных экспериментальных данных по формуле Гиббса рассчитана площадь, которую занимает одна молекула ЛПС в монослое - 92±4 А

Рис. 25. Ориентация ЛПС на границе раздела фаз "вода-липофильная среда"

Методом динамического рассеяния света изучен процесс агрегации липосом, имитирующий агрегацию бактерий. Установлено, что размеры агрегатов липосом, инкрустированных ЛПС, значительно увеличиваются по сравнению с размерами агрегатов пустых липосом (рис.27).

Методами молекулярной динамики установлены термодинамически равновесные конформации О-ПС А. ЬгавИепэе 8р245 в водной фазе. Показано, что при взаимодействии двух цепей полисахаридов с антипараллельной ориентацией наиболее энергетически выгодной является структура типа двойной спирали, образованная за счет межмолекулярных водородных связей. Полисахариды, ориентированные параллельно друг другу не образуют устойчивого комплекса (рис.28,29).

Автокорреляционная функция

еСт)

ё(т)~ехр(-ат)

а=0.68

5йе=430 Ш11

• 1-А 2-П а=1.4 тУ.

5ке=210 шй

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 I, мс

Рис. 27. График зависимости нормированной автокорреляционной функции флуктуации фототока рассеянного света при температуре 298 К от времени I для липосом (1) и липосом со встроенным ЛПС (2).

Размер липосом определялся по параметру а автокорреляционной функции, рассчитанному из приведенных на графике данных по методу наименьших квадратов с применением аппроксимации §(т)~ехр(-а т)

Рис. 28. Расположение двух цепей, состоящих из одного звена

О-ПС бактериального ЛПС, направленных параллельно друг другу и по нормали к поверхности сферы, имитирующей липосому

• - выделены фиктивные атомы с молекулярной

массой 1000 Да; —> - показано направление, которое принимают относительно друг друга полисахаридные цепи через 1000 рс моделирования

Рис. 29. Комплекс, полученный в результате молекулярно-динамического моделирования взаимодействия двух цепей, состоящих из пяти звеньев О-ПС при исходной параллельной ориентации

----- — И ------

1 |§-1 1 1 11

Н45 мин

024 ч

Следовательно, липосомы, содержащие на своей поверхности О-ПС азоспирилл, образуют агрегаты посредством полисахарид-полисахаридного взаимодействия.

Для изучения роли ЛПС в процессе адсорбции бактериальных клеток на корнях пшеницы нами созданы модельные системы, представляющие собой липосомы, инкрустированные ЛПС и загруженные красителем

метиленовым синим. Исследовался процесс их сорбции на корнях пшеницы сорта Саратовская 29 (рис.30).

Установлено, что модельные системы, подобно живым бактериальным клеткам,

сорбируются на корневой поверхности пшеницы.

Показано, что степень сорбции зависит от присутствия и содержания в мембранах ЛПС, что доказывает участие ЛПС во взаимодействиях в системе «азоспириллы-злаки».

Таким образом, установлено, что экспериментальные и компьютерные модели можно успешно использовать при исследовании молекулярных механизмов межклеточных контактов.

Кроме того, нами изучалась возможность применения модельных систем для целевой доставки химических соединений к корням пшеницы. Первоначально в экспериментах использовали липосомы, загруженные флуоресцентным зондом ФН, изучалась их способность к адсорбции на корнях пшеницы. Интенсивность флуоресценции зонда, сорбированного корнями из эмульсии липосом, оказалась выше по сравнению с контролем в 547.5 раз. Высокое сродство липосом к корневой поверхности объясняется встраиванием молекул ФН в их мембрану определенным образом. Подобный результат можно ожидать и в случае применения в качестве активного химиката в системах доставки соединения со структурным подобием ФН.

Далее использовались липосомы, обогащенные ЛПС и загруженные ИУК. Исследовалось их влияние на рост колеоптилей пшеницы в фазе растяжения и на рост пшеницы в гидропонном растворе (табл.4). В обоих экспериментах доказана эффективность транспорта этих систем к корням растений.

а - контроль, б - липосомы без ЛПС, в - липосомы с низким содержанием ЛПС, г - липосомы с высоким содержанием ЛПС, д - раствор ЛПС

Рис. 30. Количество красителя (млн. доли от веса

сухого корня), адсорбированного корнями пшеницы из растворов и суспензий после полного погружения корней в среды и инкубации в течение 45 мин; после фиксации среза корней над поверхностью сред и инкубации в течение 24 ч

Таблица 4

Длина проростков пшеницы, выращиваемой в гидропонной среде _различного состава __

Раствор /Суспензия Длина растения, мм

Гидропонный раствор (контроль) 1456±30

Раствор ИУК, 10 мг/л 1620±10

Липосомы с ЛПС (150 мг/л) и ИУК, 10 мг/л 1697±20

Наночастицы диоксида кремния использовались в качестве другой вероятной системы целевой доставки химических веществ к корням пшеницы. Их выбор обусловлен возможностью инкрустации частиц полисахаридами растений, которые являются более привлекательными по сравнению с бактериальными ЛПС. В качестве углеводной детерминанты использовали полисахариды высокой молекулярной массы (ВПС) и низкой молекулярной массы (НПС), выделенные из корней пшеницы, в качестве зонда - 10'5 М раствор ФН. Из рис. 31 видно, что наибольшая степень сорбции наблюдается для наночастиц; инкрустированных ВПС и НПС в концентрации 10"' г/л, при их содержании в гидрозоле 10"4 г/л. По сравнению с частицами без полисахаридного покрытия она возрастает в 22.2 раза для ВПС (рис. 31а) и в 11.3 для НПС (рис.316).

10"' г/л ВПС, -

—а--без ВПС,

- 1<Г г/л ВПС,

■Ю-1 г/л НПС;

• 10" г/л НПС;-6

- 10" г/л НПС; .— без НПС

Рис. 31 Зависимость относительной интенсивности флуоресценции экстракта корней после их инкубации в гидрозолях наночастиц, инкрустированных ВПС (а), НПС (б), от концентрации частиц С) и полисахаридов

Таким образом, установлено, что липосомы и наночастицы, несущие на поверхности углеводные детерминанты, как бактериальной, так и растительной природы, являются эффективными системами для направленного транспорта химических веществ к корням растений.

Результаты исследований позволяют заключить, что разработанные нами модельные системы могут найти применение не только для исследования фундаментальных основ неспецифических и специфических взаимодействий, но и практического применения в биотехнологиях.

выводы

1. Получила развитие методология моделирования клеточных поверхностей для исследования молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

2. Методами экспериментального и молекулярного моделирования установлено, что эффекты малых доз биологически активных веществ реализуются посредством их неодинакового воздействия на структуру воды у поверхности биологических объектов.

3. Разработаны модели клеточной поверхности для изучения роли водной компоненты во взаимодействиях живых систем с биологически активными веществами в низких концентрациях. С их помощью исследованы концентрационно-зависимые эффекты воздействия индолил-3-уксусной кислоты, никотина и метронидазола на биосистемы различных уровней организации.

4. Обнаружены дозо-зависимый разнонаправленный характер действия индол ил-З-уксусной кислоты на биосистемы популяционного, организменного, клеточного, молекулярного уровней организации и эффект низких концентраций (Ю'п моль/л). Определено разнонаправленное действие ИУК на подвижность и структуру приповерхностной воды в зависимости от свойств поверхности.

5. Показано, что никотин в низких (10",2-10"9 моль/л) концентрациях оказывает дестабилизирующее действие на клеточные мембраны, что обусловлено увеличением подвижности приповерхностной воды.

6. Установлено, что метронидазол в концентрационном интервале 3x10"" -ЗхЮ"10 моль/л оказывает протекторное действие на клеточные мембраны, что связано с его способностью стабилизировать структуру сетки водородных связей примембранной воды.

7. Установлена способность ИУК в определенных концентрациях накапливаться на границе раздела фаз и вызывать фазовый Х-переход в структуре сетки водородных связей воды, что может обуславливать эффект малых доз и разнонаправленность биологического действия вещества.

8. Разработаны сенсорные системы для определения ИУК (до Ю"10 г/л) в водной среде на основе способности вещества в определенных концентрациях изменять структуру приповерхностной воды.

9. Изучено изолированное и сочетанное действие КВЧ-излучения и БАВ на модельные биосистемы. Установлено литическое действие ЭМИ 55-73 ГГц нетепловой интенсивности на мембраны. В диапазоне 150-170 ГГц обнаружены новые резонансные частоты, вызывающие биологический отклик. Показано, что эффект комбинированного действия ЭМИ КВЧ на резонансных частотах и БАВ в низких концентрациях зависит от характера воздействия вещества на структуру водной компоненты.

10. Разработаны молекулярные модели для исследования механизмов межклеточных контактов в процессах агрегации бактериальных клеток и их адсорбции на корневой поверхности пшеницы. Доказано участие О-специ-

фнческого полисахарида липополисахарида внешней мембраны бактерий А. brasilense Sp245 и показана возможность полисахарид-полисахаридных взаимодействий в этих симбиотических процессах.

11. Установлено, что липосомы и наночастицы, несущие на поверхности углеводные детерминанты бактериальной или растительной природы, являются эффективными наносистемами для направленного транспорта химических веществ к корням растений, что может найти применение в биотехнологиях.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Экспериментальное и теоретическое изучение водных растворов некоторых лекарственных соединений / П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине: тез. докл. I Рос. школы-конф., Саратов, 18-20 сентяб., 2002 г. - Саратов, 2002. - С. 28.

2. Экспериментальное и теоретическое исследование применения 4-диметиламинохалкона для изучения структуры водных растворов / В.А. Злобин ... С.М. Рогачева [и др.] // Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине: тез. докл. I Рос. школы-конф., Саратов, 18-20 сентяб., 2002 г. -Саратов, 2002. - С. 48.

3. Экспериментальное и теоретическое исследование влияния феназепама на структуру воды в гидрозоле силикагеля / В.А. Злобин ... С.М. Рогачева [и др.] // Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине: тез. докл. I Рос. школы-конф., Саратов, 18-20 сентяб., 2002 г. - Саратов, 2002. - С. 48.

4. К вопросу о физической природе действия сверхнизких концентраций / П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Механизмы действия сверхмалых доз: тез. докл. III Междунар. симп., Москва, 3-6 декаб., 2002 г. -Москва, 2002. - С.5.

5. Влияние некоторых лекарственных веществ на состояние водной среды / A.A. Жиров ... С.М. Рогачева [и др.] // Механизмы действия сверхмалых доз: тез. докл. III Междунар. симп., Москва, 3-6 декаб., 2002 г. - Москва, 2002. -С.6.

6. Оценка влияния феназепама на молекулярный транспорт через диализную мембрану / Н.И. Алимов ... С.М. Рогачева [и др.] // Механизмы действия сверхмалых доз: тез. докл. III Междунар. симп., Москва, 3-6 декаб., 2002 г. - Москва, 2002. - С.7.

7. Экспериментальное моделирование клеточных мембран при решении задач экотоксикологии / Т.В. Александрова, С.М. Рогачева [и др.] // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т. - Саратов, 2003. - С. 23-26.

8. Target delivery of chemical compounds to roots of plants / S.M. Rogacheva [et al.] // Biochemical interactions of microorganisms and plants with technogenic environmental pollutants: Abstracts of Int. Symposium. Saratov, Russia, 28-30 July, 2003. - Saratov, 2003. - P. 22-23.

9. Computer simulation of the sorption process of the risosphere bacteria on the plant roots / P.E. Kuznetsov, S.M. Rogacheva [et al.] H Biochemical interactions of

microorganisms and plants with technogenic environmental pollutants: Abstracts of Int. Symposium. Saratov, Russia, 28-30 July, 2003. - Saratov, 2003. - P. 21-22.

10. *Nonspecific effect of narcotic analgesics on the models of cell membranes / S.M. Rogacheva [et al.] //Toxicology Letters.-2003.-Vol.144, Suppl.I.-P.290.

11. *Ядерная ('H) магнитная релаксационная спектроскопия гидрозолей ультрадисперсных алмазов / A.M. Апаркин ... С.М. Рогачева [и др.] // Коллоидный журнал. - 2003. -Т. 65, № 6. - С. 725-728.

12. *Применение поли-М-винилкапролактама для анализа водных сред на содержание некоторых лекарственных соединений / П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Хим.-фарм. журн. - 2003. - Т. 37, № 9. - С. 49-50.

13. *The structure and mobility of the hydrogen bonds net of the surface water in the ligand-receptor interaction process / S.M. Rogacheva [et al.] // Molecular & Cellular Proteomics. - 2003. - Vol. 2, N 9. - P. 786.

14. The activity of chaperon's low-molecular analogs / E.B. Popyhova ... S.M. Rogacheva [et al.] // Molecular & Cellular Proteomics. - 2003. - Vol. 2, N 9. -P.787.

15. Computer simulation and experimental study of the polysaccharide interaction in the bacteria Azospirillum brasHense Sp245 / O.A. Arefeva ... S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. -2003. - Vol. 5067. - P. 288-294.

16. Optical properties of aqueous morphine solutions / P.E. Kuznetsov ... S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. - 2003. - Vol. 5068. - P. 396-404.

17. Экспериментальные модели для изучения воздействия никотина на состояние примембранной воды / Т.В. Александрова, С.М. Рогачева [и др.] // Биология, экология, медицина: сб. науч. труд. - Саратов, 2004. - С. 56-59.

18. Подходы к созданию сенсорной системы на никотин / П.Е. Кузнецов, С.М. Рогачева [и др.] // Биология, экология, медицина: сб. науч. труд. -Саратов, 2004. - С. 60-62.

19. Оптические свойства растворов морфина / П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Биология, экология, медицина: сб. науч. труд. — Саратов, 2004. -С. 63-66.

20. *The effect of nicotine low doses on the cell membrane models / S.M. Rogacheva [et al.] // Toxicology and Applied Pharmacology. -2004. - Vol. 197, N 3. - P. 224-225.

21 Optical investigations of metronidazolum action on the cell membranes and proteins / E.B. Popyhova ... S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. - 2004. -Vol. 5474.-P. 377-384.

22. Optical methods for creating delivery systems of chemical compounds to plant roots / P.E. Kuznetsov, S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. - 2004. -Vol. 5474.-P. 369-376.

23. Разработка сенсорной системы для определения никотина / Т.В. Александрова, С.М. Рогачева [и др.] // Тест-методы химического анализа: тез.докл. 2-ого Всерос. симп., Саратов, 21-25 июня 2004 г. - Саратов: Научная книга, 2004.-С. 21.

24. Поли-Ы-винилкапролактам - индикатор низких концентраций физиологически активных веществ / З.А. Симонова ... С.М. Рогачева [и др.] //

Тест-методы химического анализа: тез.докл. 2-ого Всерос. симп., Саратов, 2125 июня 2004 г. - Саратов: Научная книга, 2004. - С. 50.

25. *Неспецифическое действие морфина на мембраны эритроцитов / П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Биофизика. -2004. - Т. 49, вып. 4. - С. 680684.

26. Биологически активные конформации лигандов / С.М. Рогачева [и др.] // Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине: тез. докл. II Рос. школы-конф., Саратов, 13—16 октяб., 2004 г. — Саратов, 2004. - С. 25.

27. Анализ гидратной оболочки индолил-3-уксусной кислоты / Т.Е. Пылаев ... С.М. Рогачева [и др.] // Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине: тез. докл. II Рос. школы-конф., Саратов, 13-16 октяб., 2004 г. -Саратов, 2004.-С. 39.

28. Дескрипторы микроокружения в задачах QSAR/З.А. Симонова ... С.М. Рогачева [и др.] // Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине: тез. докл. II Рос. школы-конф., Саратов, 13-16 октяб., 2004 г. -Саратов, 2004.-С. 41.

29. Комбинированное воздействие электромагнитного излучения и никотина на клеточные мембраны / Т.В. Александрова, С.М. Рогачева [и др.] // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т. - Саратов, 2005. - С. 189-191.

30. Возможный механизм действия метронидазола как клеточного протектора / Э.Б. Попыхова, С.М. Рогачева [и др.] // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т,- Саратов, 2005. -С. 151-153.

31. Optical methods in modeling nicotine effect on the surface water of cell membranes / T. V.Alexandrova, S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. -2005. -Vol. 5771.-P. 365-371.

32. Computer simulation of structure and mobility of water hydrogen bonds net in aqueous solutions of some chemical compounds / P.E. Kuznetsov, S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. - 2005. - Vol. 5773. - P. 188-194.

33. ""Protective effect of metronidazole low concentration on the cell membranes / S.M. Rogacheva [et al.] // Toxicology Letters. -2005. - Vol. 158, suppl. 1. -P.57-58.

34. ""Экспериментальные модели для исследования влияние гетероауксина на состояние приповерхностной воды белков и мембран / П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2005. - № 5. - С. 3-6.

35. ""Влияние 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазола на состояние воды в примембранной области эритроцитов и их моделей И П.Е. Кузнецов ... С.М. Рогачева [и др.] // Биомедицинская химия. -2005. -Т. 72, №6. - С. 612-624.

36. Воздействие никотина на мембраны эритроцитов / С.А. Денисова, С.М. Рогачева [и др.] // Биология - наука XXI века: тез. докл. 10-й Пущинской конф. молодых ученых, Пущино, 17-21 апреля 2006 г. -Пущино, 2006. - С. 73.

37. *Липосомы в изучении механизма агрегации бактерий и их адсорбции на корнях растений / О.А. Арефьева, С.М. Рогачева [и др.] // Биологические мембраны. - 2006. - Т. 23, № 3. - С. 195-202.

38. Роль воды в воздействиях химических веществ и электромагнитных полей на клеточные и модельные мембраны / С.М. Рогачева [и др.] // Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине: тез. докл. IV Междунар. конгресса, Санкт-Петербург, 3-7 июля 2006 г. — Санкт-Петербург, 2006. - С. 15.

39. Забродина З.А. Влияние низких концентраций индолил-3-уксусной кислоты на структуру воды / З.А. Забродина, С.М. Рогачева, П.Е. Кузнецов // Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине: тез. докл. IV Междунар. конгресса, Санкт-Петербург, 3-7 июля 2006 г. - Санкт-Петербург, 2006.-С. 27.

40. * Неспецифическое действие низких концентраций никотина на мембраны эритроцитов / С.М. Рогачева [и др.] // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. —2006. - № 2. - С. 26-30.

41. Тест-культура Paramecium caudatum в определении биоэффектов ЭМИ / С.А. Денисова, С.М. Рогачева [и др.] // Биология, экология, медицина: сб. науч. трудов. - Саратов, 2006. - С. 120-122.

42. Поиск биологически активных частот электромагнитного излучения миллиметрового диапазона / С.А. Денисова, С.М. Рогачева [и др.] // Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при уничтожении, хранении и транспортировке химического оружия: тез. докл. III науч.-практ. конф., Москва, 17-19 октяб., 2006 г.-Москва, 2006.-С. 365-366.

43. Рогачева С.М. Модельные системы для изучения механизма протекторного действия метронидазола / С.М. Рогачева [и др.] // Биоантиоксидант: тез. докл. VII Междунар. конф., Москва, 25-26 октября 2006 г. - М.: Из-во РУДН, 2006. - С. 232-234.

44. Metronidazole as a protector of cells from electromagnetic radiation of extremely high frequencies / P.E. Kuznetsov, S.M. Rogacheva [et al.] // SPIE Proceedings. - 2006. - Vol. 6163. -P. 61631P-1-61631P-7.

45. *Combined effect of electromagnetic radiation of extremely high frequencies and chemical compounds on biological objects / S.M. Rogacheva [et al.] // Toxicology Letters. - 2006. - Vol.l64S. -P.S 123.

46. Математическое моделирование структуры сетки водородных связей воды в водных растворах биологически активных соединений / П.Е. Кузнецов, С.М. Рогачева [и др.] // Проблемы оптической физики. - Саратов: «Сателлит», 2006.-С. 180-186.

47. *Влияние состояния сетки водородных связей приповерхностной воды на биоэффекты ЭМИ КВЧ / П.Е. Кузнецов, С.М. Рогачева [и др.] // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2006. - Т. 12. - С. 16-20.

48. Действие никотина в сочетании с миллиметровыми волнами на эритроциты и модельные системы / С.М, Рогачева [и др.] // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т,-Саратов, 2007. - С. 209-211.

49. Биоэффекты электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне / С.А. Денисова ... С.М. Рогачева [и др.] // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т. — Саратов, 2007. -С. 60-65.

50. Арефьева O.A. Разработка систем доставки химических веществ для применения в агротехнической практике / O.A. Арефьева, С.М. Рогачева, П.Е. Кузнецов // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т. - Саратов, 2007. - С. 8-11.

51. Изучение экорегуляторного действия гетероауксина / З.А. Забродина, С.М. Рогачева [и др.] // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. / Саратов, гос. тех. ун-т. - Саратов, 2007. - С. 115-118.

52. Биотестирование в изучении низкоинтенсивных воздействий на живой организм / С.А. Денисова, С.М. Рогачева [и др.] // Экология речных бассейнов: науч. труды IV Междунар. науч.-практ. конф., Владимир, 28-30 сентяб., 2007 г. - Владимир, 2007. - С.289-293.

53. Модели клеточных поверхностей в изучении механизма действия биологически активных веществ в низких концентрациях / С.М. Рогачева [и др.] // Космос и биосфера: тез. докл. VII Междунар. Крымской конф., Судак, Крым, Украина, 1-6 октяб. 2007 г. - Киев, 2007. - С. 200-202.

54. Забродина З.А. Влияние индолил-3-уксусной кислоты на подвижность инфузорий Paramecium caudatum / З.А. Забродина, П.Е. Кузнецов, С.М. Рогачева // Биология — наука XXI века: тез. докл. 11-ой Междунар. Пущинской школы-конф. молодых ученых, Пущино, 29 октяб. — 2 нояб. 2007 г. - Пущино, 2007.-С.75.

55. ^Экологические аспекты действия миллиметрового излучения низкой интенсивности на живой организм / С.М. Рогачева [и др.] // Проблемы региональной экологии. - 2008. - № 1. - С. 72-76.

56. *Рогачева С.М. Нанотехнологии в сельском хозяйстве: целевая доставка химических веществ к корням растений / С.М. Рогачева, O.A. Арефьева, П.Е. Кузнецов И Проблемы региональной экологии. - 2008. - № 1. - С.118-121.

57. *Биоэффекты электромагнитного излучения крайне высоких частот в сочетании с физиологически активными веществами / С.М. Рогачева [и др.] // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2008. - Т. 48, № 4. - С. 474-480.

* - публикации в отечественных и зарубежных журналах перечня ВАК (№ 1014, 20, 25, 33-35, 37, 40, 45, 47, 55-57)

Перечень сокращений

АХЭ - ацетилхолинэстераза

БАВ - биологически активные вещества

ВПС - полисахариды высокой мол. массы

ДМХ - 4-диметиламикохалкон

ДСН - додецилсульфат натрия

ИУК-индолил-З-уксусная кислота

КВЧ - крайне высокие частоты

ЛПС - липополисахарид

МС — метиленовый синий

НПС - полисахариды низкой мол. массы О-ПС - О-специфический полисахарид ПВКЛ - поли-Ы-винилкапролактам ППЭ - плотность потока энергии СМД - сверхмалые дозы ФН - флуоресцеин натрий ЭМИ - электромагнитное излучение УДА - ультрадисперсные алмазы

Подписано в печать 05 09 2008 Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная Гарнитура Times Печать RISO. Уел печ л 2,5 Уч -изд л 2,0 Тираж 100 экз Заказ № 180

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии СВИБХБ 410037, Саратов, пр-т 50 лет Октября, 5.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Рогачева, Светлана Михайловна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ КОММУНИКАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ - ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МОДЕЛЕЙ (обзор литературы).

1.1. Хемокоммуникация живых систем.

1.2. Особенности действия химических веществ в низких концентрациях и физических факторов малой интенсивности.

1.3. Обоснование выбора моделей в собственных исследованиях.

1.3.1. Одноклеточные гидробионты.

1.3.2. Эритроциты - как модель клетки и клеточной мембраны.

1.3.3. Липосомы - модель мембраны.

1.3.4. Наночастицы - модель белков.

1.3.5. Модельные системы молекулярного уровня.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль водной компоненты и полисахаридов клеточной поверхности в процессах коммуникации живых систем"

Коммуникация живых систем происходит с участием разнообразных химических соединений и различного рода излучений. Во всех этих взаимодействиях восприятие физико-химического сигнала осуществляется на клеточном уровне, и основополагающую роль в них играют клеточные поверхности.

Особый интерес вызывают эффекты и механизмы действия биологически активных веществ (БАВ) в «сверхмалых дозах» (СМД). В малых и сверхмалых концентрациях (Ю"20-10"13 моль/л) проявляют свою активность многие природные хемомедиаторы - токсины и противоядия, вещества, предупреждающие об опасности, феромоны, криопротекторы, фитогормоны и другие (Чи-бисова, 1998). Описан парадоксальный характер действия низких концентраций токсичных веществ и лекарственных препаратов, который заключается, в частности, в бимодальной или полимодальной зависимости «доза-эффект» (Бурла-кова и др. (обзор), 2004). Отмечается (Бурлакова, 2002), что последствия от воздействия СМД ксенобиотиков могут быть не менее серьезными, чем последствия от высоких разовых доз: под их влиянием могут меняться существующие связи, давать сбой некоторые системы адаптации, поскольку организм способен приспосабливаться лишь к эффектам, лежащим в обычном диапазоне проявлений воздействия. Установлена также высокая чувствительность биологических объектов к нетепловому электромагнитному излучению (ЭМИ) крайне высоких частот (КВЧ), предполагается, что оно выполняет информационную функцию в живых системах (Бецкий и др., 2004).

Исследования в области слабых воздействий находятся на стадии накопления экспериментальных данных. Гипотезы, объясняющие их механизмы, немногочисленны и противоречивы. Решение данной проблемы позволит уточнить пределы токсичности ксенобиотиков, приведет к пересмотру доз лекарственных веществ и открытию новых направлений их использования, к переосмыслению многих принципов в биологии, экологии и медицине.

Известно, что основные закономерности эффектов СМД не связаны со структурой вещества или уровнем биологической организации мишени (Бур-лакова и др., 2003, 2004). Ряд исследователей полагают, что в основе механизма их парадоксального действия лежит изменение структурных свойств воды. Следует отметить, что водная компонента биосистем признана первичной мишенью действия ЭМИ КВЧ малой интенсивности (Синицын и др., 1998). Поскольку свойства воды значительно различаются в объёме жидкости и вблизи поверхности раздела фаз, мы предположили, что химические вещества и ЭМИ изменяют структуру сетки водородных связей воды у клеточной поверхности, этот процесс является первой стадией в последовательности биохимических превращений в клетке и организме в целом.

Актуальной задачей при изучении роли водной компоненты биосистем в формировании отклика на низкоинтенсивное воздействие является разработка адекватных моделей клеточной поверхности. Они могут найти практическое применение: для прогноза биологического действия химических соединений и физических факторов, при поиске веществ и средств, повышающих адаптационные возможности организма, при разработке тест-систем для определения низких концентраций физиологически активных и токсичных веществ.

Важным и новым аспектом использования экспериментального и компьютерного моделирования клеточной поверхности является изучение или уточнение механизмов межклеточных контактов, в частности малоизученных полисахарид-полисахаридных взаимодействий, которые могут иметь место в симбиотических процессах, например, при агрегации бактерий и адсорбции на поверхности корней растений.

Цель диссертационной работы: развитие методологии моделирования клеточных поверхностей для исследования молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

Для достижения указанной цели нами были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать модельные системы, имитирующие поверхностные свойства мембран и белков и позволяющие фиксировать изменение структуры и динамики приповерхностной воды.

2. Изучить концентрационные эффекты воздействия биологически активных веществ (индолил-3-уксусной кислоты, никотина, метронидазола) на биологические и модельные системы.

3. Исследовать влияние биологически активных веществ на состояние объемной и приповерхностной воды. Провести молекулярное моделирование динамики сетки водородных связей воды в их присутствии.

4. На основе биоподобных моделей сконструировать тест-системы для определения низких концентраций биологически активных веществ.

5. Исследовать изолированные и комбинированные эффекты воздействия электромагнитного излучения крайне высоких частот низкой интенсивности и биологически активных веществ на модельные биообъекты.

6. Создать модели клеточной поверхности бактерий АгояртПит Ъгай1ете Бр245 на основе липосом и изучить роль липополисахарида наружной бактериальной мембраны в процессах образования микробных ассоциа-тов и адсорбции клеток на корнях пшеницы.

7. Осуществить компьютерное моделирование пространственной структуры О-специфического полисахарида внешней мембраны АгояртПит ЪгаяИете Бр245 и полисахарид-полисахаридного взаимодействия.

8. Разработать биоподобные наносистемы для целевой доставки химических соединений к корням растений.

Научная новизна работы:

В результате проведенных исследований получило развитие перспективное научное направление моделирования клеточной поверхности для исследования механизмов физико-химической коммуникации живых систем. Впервые разработана методология выбора и создания моделей для исследования участия воды у поверхности мембран и белков при воздействии на биосистемы БАВ в низких концентрациях и ЭМИ нетепловой интенсивности.

В основу данной методологии положены следующие принципы: отсутствие сродства модельной системы к БАВ; высокая чувствительность к изменению структуры и подвижности воды; возможность регистрации отклика системы на указанное изменение; комплексное применение моделей, соответствующих различным уровням организации биосистем. Исследовано дозо-зависимое воздействие фитогормона гетероауксина, алкалоида никотина и антимикробного препарата метронидазола на биологические и модельные системы, обнаружены немонотонный характер действия и эффекты низких концентраций ИУК (10~17 - 10~9 моль/л), никотина (10"12 - 10"9 моль/л) и цито-протекторное действие метронидазола (Ю-10 - 10"2 моль/л). Благодаря сочетанию экспериментального и компьютерного моделирования определено, что в основе указанных эффектов лежит неодинаковое воздействие БАВ на структуру воды у поверхности биологических объектов. В качестве наиболее вероятного молекулярного механизма действия низких концентраций БАВ предложен фазовый ^-переход типа порядок-беспорядок, связанный с перестройкой сетки водородных связей воды, который индуцируется молекулами вещества в водном микроокружении. Установлено, что эффекты комбинированного воздействия ЭМИ КВЧ на резонансных частотах и БАВ в низких концентрациях зависят от характера воздействия вещества на структуру водной компоненты. Разработаны модели бактериальной поверхности, представляющие собой липосомы, инкрустированные липополисахаридами (ЛПС) внешней мембраны клеток А. Ьгаяйете 8р245. Они впервые использованы для изучения полисахарид-полисахаридных взаимодействий в межклеточных контактах в системах бактерии-бактерии, бактерии-злаки. Методами молекулярной динамики установлены термодинамически равновесные кон-формации О-специфического полисахарида (О-ПС) ЛПС А. Ъгазйете 8р245 в водной фазе и доказано, что две цепи полисахаридов только при антипараллельной ориентации взаимодействуют друг с другом с образованием структуры типа двойной спирали за счет межмолекулярных водородных связей. Сочетание экспериментального и компьютерного моделирования позволило доказать участие О-ПС ЛПС бактериальной поверхности в симбиотиче-ских взаимодействиях бактерий и предположить молекулярный механизм этих взаимодействий.

Научно-практическая значимость работы:

Разработаны методические подходы к конструированию биоподобных систем, чувствительных к изменению динамики приповерхностной воды. Впервые показана возможность создания сенсорных систем на этой основе для определения низких концентраций БАВ в водных средах. Оформлено 2 заявки на изобретение по способам определения ИУК (№ 2007140953, приоритет от 02.11.2007; № 2007142881, приоритет от 19.11.2007). Обнаружено цитопротекторное действие метронидазола в отношении ЭМИ и детергента. Предложено использовать разработанные модельные системы для поиска клеточных протекторов нового поколения. Осуществлен прогноз характера воздействия химических веществ на структурные характеристики воды с помощью методов молекулярного моделирования; в качестве структурных характеристик использованы парные корреляционные функции радиального распределения, среднее время жизни и среднее количество водородных связей, распределение молекул воды по кластерам различного размера. Отмечена корреляция результатов экспериментального и компьютерного моделирования. Обнаружены новые биологически эффективные частоты в КВЧ диапазоне ЭМИ, показано, что данное излучение способно компенсировать негативное влияние токсичных веществ на живые системы. Впервые показана возможность применения биоподобных наносистем для проведения фундаментальных исследований симбиотических процессов взаимодействия бактерий и растений и для направленного транспорта химических веществ к корням растений. В модельных экспериментах показана высокая эффективность доставки химического соединения к корням пшеницы с помощью наночастиц диоксида кремния, обогащенных растительными полисахаридами, и липо-сом, инкрустированных ЛПС внешней бактериальной мембраны А. ЬгазИете 8р245. Оформлена заявка на изобретение систем транспорта химических веществ к корням пшеницы (заявка № 2007145119, приоритет от 06.12.2007), применение которых позволит уменьшить антропогенную нагрузку на сельскохозяйственные угодья и окружающую среду.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Развитие методологии моделирования клеточной поверхности способствует установлению и уточнению молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

2. Предложенные модели для изучения роли приповерхностной воды во взаимодействиях живых систем с биологически активными веществами в низких концентрациях и ЭМИ КВЧ нетепловой интенсивности соответствуют различным уровням организации биосистем, не обладают сродством к БАВ и проявляют высокую чувствительность к структурным изменениям водной компоненты.

3. БАВ в низких концентрациях оказывают различное воздействие на структуру воды у поверхности биологических объектов: структурирующее, деструктурирующее, разнонаправленное в зависимости от концентрации.

4. Прогноз характера воздействия БАВ на структуру приповерхностной воды проводится по совокупности определенных с помощью методов молекулярного моделирования структурных характеристик воды (парных корреляционных функций радиального распределения, среднему времени жизни и среднему количеству водородных связей, распределению молекул воды по кластерам различного размера) в присутствии молекулы вещества.

5. Биоподобные структуры, чувствительные к изменению диффузионной подвижности приповерхностной воды, используются в сенсорных системах для определения БАВ в низких концентрациях.

6. Модельные системы применяются для выявления биологически эффективных частот в КВЧ-диапазоне ЭМИ низкой интенсивности и исследования комбинированных эффектов воздействия ЭМИ и БАВ на биосистемы.

7. Молекулярное моделирование бактериальной поверхности позволяет изучать полисахарид-полисахаридные взаимодействия в симбиотических процессах агрегации бактерий и адсорбции на поверхности корней растений.

8. Разработанные наносистемы с углеводными детерминантами являются эффективными средствами для направленного транспорта химических веществ к корням растений.

Апробация работы:

Основные результаты исследований докладывались на российских и международных конференциях: III Международном симпозиуме «Механизмы действия сверхмалых доз» (Москва, 2002); I и II Российских школах-конференциях «Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине» (Саратов, 2002, 2004 гг.); 1, 2, 3 Всероссийских конференциях «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2003, 2005, 2007 гг.); Saratov Fall Meeting - Workshop on Optical Technologies in Biophysics & Medicine, (Саратов, 2003-2006 гг.); Международном симпозиуме "Biochemical interactions of microorganisms and plants with technogenic environmental pollutants" (Саратов, 2003 г.) , HUPO 2nd Annual & IUBMB XIX World Congress (Montreal, Canada, 2003); 41-st Congress of the European Societies of Toxicology "Eurotox-2003" (Florence, Italy, 2003); 10th International Congress of Toxicology (Tampere, Finland, 2004); Всероссийский симпозиум "Тест-методы химического анализа" (Саратов, 2004 г.); Gordon Research Conference "Мас-romolecular Organization & Cell Function" (Oxford, Great Britain, 2004); 42nd Congress of the European Societies of Toxicology "Eurotox-2005" (Cracow, Poland, 2005); 10 и 11 Пущинских конференциях молодых ученых «Биология -наука XXI века» (Пущино, 2006, 2007 гг.); Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2006 г.); III Научно-практическая конференции «Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при уничтожении, хранении и транспортировке химического оружия» (Москва, 2006 г.); VII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва 2006 г.); EUROTOX 2006/6

CTDC Congress, (Dubrovnik, Croatia, 2006); IV Международной научно-практической конференции «Экология речных бассейнов» (Владимир, 2007 г.); VII Международной крымской конференции «Космос и биосфера» (Судак, Крым, Украина, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 57 работ.

Декларация личного участия автора. Автор лично выбрал и теоретически обосновал тематику исследований, участвовал в экспериментальных исследованиях. Обработка полученных данных, их интерпретация и оформление осуществлены автором самостоятельно. В совместных публикациях вклад автора составил 60-80 %.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 287 страницах машинописного текста, включает 90 рисунков и 12 таблиц. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и приложения; список используемых источников включает 422 работы отечественных и зарубежных авторов.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Рогачева, Светлана Михайловна

ВЫВОДЫ

1. Получила развитие методология моделирования клеточных поверхностей для исследования молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

2. Методами экспериментального и молекулярного моделирования установлено, что эффекты малых доз биологически активных веществ реализуются посредством их неодинакового воздействия на структуру воды у поверхности биологических объектов.

3. Разработаны модели клеточной поверхности для изучения роли водной компоненты во взаимодействиях живых систем с биологически активными веществами в низких концентрациях. С их помощью исследованы концен-трационно-зависимые эффекты воздействия индолил-3-уксусной кислоты, никотина и метронидазола на биосистемы различных уровней организации.

4. Обнаружены дозо-зависимый разнонаправленный характер действия индолил-3-уксусной кислоты на биосистемы популяционного, организменно-го, клеточного, молекулярного уровней организации и эффект низких кон

1 *7 центраций (10" моль/л). Определено разнонаправленное действие ИУК на подвижность и структуру приповерхностной воды в зависимости от свойств поверхности.

12 9

5. Показано, что никотин в низких (10" -10" моль/л) концентрациях оказывает дестабилизирующее действие на клеточные мембраны, что обусловлено увеличением подвижности приповерхностной воды.

6. Установлено, что метронидазол в концентрационном интервале 3x10" -ЗхЮ"10моль/л оказывает протекторное действие на клеточные мембраны, что связано с его способностью стабилизировать структуру сетки водородных связей примембранной воды.

7. Установлена способность ИУК в определенных концентрациях накапливаться на границе раздела фаз и вызывать фазовый ^-переход в структуре сетки водородных связей воды, что может обуславливать эффект малых доз и разнонаправленность биологического действия вещества.

8. Разработаны сенсорные системы для определения ИУК (до Ю"10 г/л) в водной среде на основе способности вещества в определенных концентрациях изменять структуру приповерхностной воды.

9. Изучено изолированное и сочетанное действие КВЧ-излучения и БАВ на модельные биосистемы. Установлено литическое действие ЭМИ 55-73 ГГц нетепловой интенсивности на мембраны. В диапазоне 150-170 ГГц обнаружены новые резонансные частоты, вызывающие биологический отклик. Показано, что эффект комбинированного действия ЭМИ КВЧ на резонансных частотах и БАВ в низких концентрациях зависит от характера воздействия вещества на структуру водной компоненты.

10. Разработаны молекулярные модели для исследования механизмов межклеточных контактов в процессах агрегации бактериальных клеток и их адсорбции на корневой поверхности пшеницы. Доказано участие О-специ-фического полисахарида липополисахарида внешней мембраны бактерий А. ЬгаяНепяе 8р245 и показана возможность полисахарид-полисахаридных взаимодействий в этих симбиотических процессах.

11. Установлено, что липосомы и наночастицы, несущие на поверхности углеводные детерминанты бактериальной или растительной природы, являются эффективными наносистемами для направленного транспорта химических веществ к корням растений, что может найти применение в биотехнологиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная диссертационная работа посвящена развитию методологии моделирования клеточных поверхностей для исследования молекулярных механизмов физико-химической коммуникации живых систем.

Исследования проводились в двух направлениях. Нами разрабатывались модели клеточной поверхности, во-первых, для изучения роли приповерхностной воды при взаимодействии биообъектов с биологически активными веществами в низких концентрациях и ЭМИ крайне высоких частот низкой интенсивности. Во-вторых, для изучения или уточнение механизмов межклеточных контактов, в частности, полисахарид-полисахаридных взаимодействий в симбиотических процессах агрегации бактерий и адсорбции на поверхности корней растений.

В результате проведенных исследований по первому направлению нами разработана методология выбора и создания моделей клеточной поверхности для изучения роли приповерхностной воды во взаимодействиях живых систем с биологически активными веществами в низких концентрациях. В основу методологии положены следующие принципы: отсутствие сродства модельной системы к БАВ; высокая чувствительность к изменению структуры и подвижности воды; возможность регистрации отклика системы на указанное изменение; последовательное применение моделей: от сложного к более простому уровню организации.

На основе указанных принципов осуществлен выбор в качестве модельных систем:

• популяционного, организменного, клеточного уровней организации - одноклеточных водорослей Scenedesmus quadricauda и инфузорий Paramecium caudatum - гидробионтов, традиционно используемых в биотестировании водных сред и системе первичных биологических испытаний химических соединений;

• клеточного и субклеточного уровня - эритроцитов - безъядерных клеток, имеющих типичную клеточную мембрану эукариотов;

• субклеточного уровня - липосом - традиционных моделей клеточной мембраны;

• субклеточного и молекулярного уровня - гидрозолей ультрадисперсных алмазов и наночастиц диоксида кремния. Нами установлена аналогия в структуре, размерах, наличии гидратной оболочки агрегатов УДА и белков; на примере опиатов показано, что водное окружение УДА является чувствительным к воздействию БАВ в низких концентрациях.

• молекулярного уровня - ферментов АТФ-азы, ацетилхолинэстеразы, лизо-цима и биоподобного полимера поли-К-винилкапролактама.

С помощью данных моделей изучены концентрационные эффекты воздействия хемомедиатора гетероауксина (индолил-3-уксусной кислоты) на биосистемы различных уровней организации. На примере культуры Scenedesmus quadricauda показано, что гетероауксин в концентрации порядка 10"5 моль/л является токсичным для одноклеточных водорослей. В низких

17 11 концентрациях (10" -10" моль/л) ИУК сдерживает рост численности популяции микроводорослей на свету, а также оказывает разнонаправленное действие (стимуляция-ингибирование) на фотосинтетическую и дыхательную активность клеток. С помощью культуры Paramecium caudatum показано, что в зависимости от концентрации в водной среде ИУК является аттрактантом или репеллентом для простейших. Обнаружен эффект воздействия низких

17 концентраций ИУК (5.7x10" моль/л) на клетки инфузорий. На моделях молекулярного уровня установлено, что под влиянием малых концентраций ИУК изменяется конформация белков, не обладающих к ней сродством. С помощью гидрозолей наночастиц УДА и оксида кремния определено разнонаправленное действие ИУК на подвижность и структуру приповерхностной воды в зависимости от свойств поверхности. Показано, что двухфазное биологическое действие ИУК может быть обусловлено изменением подвижности и структуры воды вблизи клеточной поверхности.

Исследовано дозо-завнсимое действие экотоксиканта никотина на модели, соответствующие клеточному уровню организации биосистем. Обнаружен эффект малых доз никотина (10"9 моль/л) на подвижность инфузорий P.caudatum. Установлено дестабилизирующее действие никотина в микромо

12 9 лярных (физиологически значимых) и низких (10" M (Г моль/л) концентрациях на мембраны эритроцитов. С помощью липосом и гидрозолей наночастиц определено увеличение подвижности приповерхностной воды в присутствии указанных низких концентраций никотина. Результаты моделирования позволяют заключить, что неспецифическое действие никотина в низких концентрациях на клеточные мембраны реализуется через структурные перестройки в примембранной гидратной оболочке.

С помощью моделей клеточного, субклеточного и молекулярного уровней исследовано цитопротекторное действие метронидазола. На эритроцитах и липосомах показано, что метронидазол в концентрационном интервале ЗхЮ"2 - 3x10"10 моль/л повышает стабильность клеточных мембран в отношении детергента ДСН и ЭМИ в диапазоне частот 55-73 ГГц. По изменению вязкости гидрозолей УДА определена способность вещества снижать коэффициент диффузии водной среды вблизи клеточной поверхности. Показано, что в основе механизма протекторного действия препарата на клетки лежит его способность стабилизировать структуру сетки водородных связей примембранной воды.

Для прогноза характера воздействия веществ на структурные характеристики воды предложено использовать методы молекулярного моделирования: программу HyperChem, метод молекулярной динамики CNDO/2 и программу анализа молекулярно-динамических расчетов MDAN, реализованную на языке Turbo Basic. В качестве структурных характеристик использованы парные корреляционные функции радиального распределения, среднее время жизни и среднее количество водородных связей, распределение молекул воды по кластерам различного размера. По совокупности указанных параметров установлено, что метронидазол оказывает структурирующее действие на воду, никотин - деструктурирующее, для ИУК однозначных выводов не сделано.

Изучены свойства водных растворов ИУК методами упругого рассеяния света и поверхностного натяжения. Установлена способность ИУК в определенных концентрациях накапливаться на границе раздела фаз и вызывать фазовый ^-переход в структуре сетки водородных связей воды, который может обуславливать эффекты малых доз и двухфазность биологического действия вещества. Основываясь на известных термодинамических и кинетических характеристиках лиганд-рецепторного взаимодействия, а также на результатах проведенного нами молекулярного моделирования процесса взаимодействия ауксина с рецептором АВР1, сделано заключение, что слой структурированной воды способствует значительному снижению активаци-онного барьера при образовании комплекса лиганд-рецептор.

Таким образом, применение экспериментального и компьютерного моделирования позволило установить, что эффекты малых доз различных БАВ реализуются посредством неодинакового воздействия веществ на структуру воды у поверхности биологических объектов.

Обнаруженная способность ИУК в определенных концентрациях изменять структуру воды использована при создании двух сенсорных систем: на основе биоподобного полимера поли-Ы-винилкапролактама и коллоидного раствора флуоресцентного красителя 4-диметиламинохалкона. Показана возможность с их помощью определять ИУК в водной среде в концентрации до Ю"10 г/л. Эти сенсорные системы могут найти практическое применение в экологическом мониторинге объектов окружающей среды.

Установлено, что предложенные модели можно применять для изучения изолированного и сочетанного действия КВЧ-излучения и БАВ на биосистемы. С помощью эритроцитов установлено литическое действие ЭМИ 55-73 ГГц нетепловой интенсивности на мембраны. Показано, что стабилизация структуры сетки водородных связей воды, индуцированная лекарственным препаратом метронидазолом (порядка 10"7 моль/л), способствует уменьшению гемолитического воздействия на мембраны эритроцитов КВЧ-излучения на резонансных частотах (55, 65 ГГц). Видимо, ЭМИ на данных резонансных частотах воздействует на биообъекты, разрушая структуру их гидратной оболочки. При исследовании комбинированного действия ЭМИ 65 ГГц (ППЭ 120 мкВт/см2) и никотина в концентрациях 10~12, 10~9, 10"6, 10"5 моль/л на мембраны эритроцитов с использованием модели медленного гемолиза клеток ДСН установлен аддитивный эффект ЭМИ и вещества в концентрации 10"5 моль/л. Для остальных исследованных концентраций никотина наблюдается антагонизм действия вещества и ЭМИ на мембрану. С помощью модельной системы на основе УДА показано дестабилизирующее влияние ЭМИ на частоте 65 ГГц на структуру сетки водородных связей воды вблизи поверхности, что согласуется с результатами исследований на эритроцитах.

С помощью культуры Р.саисИМит определен резонансный характер взаимодействия низкоинтенсивного излучения терагерцового диапазона 120170 ГГц с клеточными мембранами и выявлены наиболее значимые резонансные частоты: 156.6, 161.3 ГГц, 151.8, 155.7, 167.1 ГГц. Не обнаружено их отрицательного воздействия на мембраны эритроцитов. Показано, что эффект комбинированного действия ЭМИ КВЧ на резонансных частотах и БАВ в низких концентрациях зависит от характера воздействия вещества на структуру водной компоненты. Результаты модельных экспериментов позволили предположить, что частоты 155.7 и 167.1 ГГц являются биологически эффективными и могут компенсировать неблагоприятное воздействие токсичных веществ на организм.

По второму направлению исследований нами проводилась разработка моделей бактериальной поверхности для изучения межклеточных контактов в симбиотических процессах адсорбции бактерий АгоБртПит ЬгаяИете Бр245 на корневой поверхности пшеницы и образования микробных агрегатов. Мы предположили, что в этих процессах могут иметь место полисаха-рид-полисахаридные взаимодействия, в которых принимает участие ЛПС внешней мембраны бактерий. Исходными данными для моделирования стали известные для бактерий А. brasilense Sp 245 состав ЛПС и структура повторяющегося звена полисахаридной части.

В качестве моделей бактериальной поверхности использовались липосомы, инкрустированные ЛПС. С помощью молекулярного моделирования и опытным путем доказано, что ЛПС встраиваются в липосому таким образом, что их О-ПС направлен в окружающую среду и расположен по нормали к поверхности липосом. Т.е. разработанные нами модели имитируют клеточную поверхность бактерий.

Изучен процесс агрегации липосом, имитирующий агрегацию бактерий. Методом динамического рассеяния света установлено, что размеры агрегатов липосом, инкрустированных ЛПС, значительно увеличиваются по сравнению с размерами агрегатов пустых липосом. Методами молекулярной динамики установлены термодинамически равновесные конформации О-ПС А. brasilense Sp245 в водной фазе. Показано, что полисахариды, ориентированные параллельно друг относительно друга не образуют устойчивого комплекса. При антипараллельной ориентации О-ПС образуют межмолекулярные водородные связи, результатом которых является энергетически выгодная структура, напоминающая двойную спираль. Полученные данные свидетельствуют о возможности полисахарид-полисахаридных взаимодействий в процессе агрегации бактерий.

Для изучения роли ЛПС в процессе адсорбции бактериальных клеток на корнях пшеницы нами созданы модельные системы, представляющие собой липосомы, инкустированные ЛПС и загруженные красителем метилено-вым синим. Исследовался процесс их сорбции на корнях пшеницы сорта Саратовская 29. Установлено, что степень сорбции моделей зависит от присутствия и содержания в мембранах ЛПС, что доказывает участие ЛПС во взаимодействиях в системе «азоспириллы-злаки».

Таким образом, показано, что экспериментальные и компьютерные модели можно успешно использовать при исследовании молекулярных механизмов межклеточных контактов.

Кроме того, нами изучалась возможность применения модельных систем для целевой доставки химических соединений к корням пшеницы. Например, использовались липосомы, обогащенные ЛПС и загруженные ИУК. Исследовалось их влияние на рост колеоптилей пшеницы в фазе растяжения и на рост пшеницы в гидропонном растворе. В обоих экспериментах доказана эффективность транспорта этих систем к корням растений. В качестве другой вероятной системы целевой доставки использовались наночастицы диоксида кремния. Их выбор обусловлен возможностью инкрустации частиц полисахаридами растений, которые являются более привлекательными по сравнению с бактериальными ЛПС. В качестве углеводной детерминанты использовали полисахариды высокой и низкой молекулярной массы, выделенные из корней пшеницы, в качестве зонда - ФН. Было обнаружено значительное увеличение степени сорбции инкрустированных полисахаридами частиц, что еще раз подтверждает участие углевод-углеводных взаимодействий в межклеточных контактах. Следовательно, липосомы и наночастицы, несущие на поверхности углеводные детерминанты, являются эффективными системами для направленного транспорта химических веществ к корням растений.

Результаты исследований позволяют заключить, что разработанные нами модельные системы могут найти применение не только для исследования фундаментальных основ неспецифических и специфических взаимодействий, но и практического применения в биотехнологиях.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Рогачева, Светлана Михайловна, Воронеж

1. Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции: учеб. пособие для институтов / Б.В. Айвазов. М.: Высшая школа, 1973. -208 с.

2. Аксёнов С.И. Вода и её роль в регуляции биологических процессов / С.И. Аксёнов. М.: Наука, 1990. - 117 с.

3. Алексеев O.JI. Нерастворяющая вода в граничных условиях / O.JI. Алексеев, Ф.Д. Овчаренко // Докл. АН СССР. 1987. -Т. 292, № 4. - С. 881884.

4. Антонов В.Ф. Липидные мембраны при фазовых превращениях / В.Ф. Антонов, Е.Ю. Смирнова, Е.В. Шевченко. М.: Наука, 1992. - 125 с.

5. Антонов В.Ф. Биофизика / В.Ф. Антонов, A.M. Черныш, В.И. Пасечник. -М.: ВЛАДОС, 2003. 288 с.

6. Антонченко В.Я. Микроскопическая теория воды в порах мембран / В.Я. Антонченко. Киев: Наукова думка, 1983. - 160 с.

7. Антонченко В.Я. Физика воды / В.Я. Антонченко. Киев: Наукова думка, 1986. - 127с.

8. Артюхов В.Г. Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами: учебное пособие // В.Г. Артюхов, М.А. Наквасина. Воронеж: Изд-во Воронеж, гос. ун-та, 2000.-296 с.

9. Балакирева С.Ю. Исследование некоторых биофизических свойств клеточной поверхности / С.Ю. Балакирева. Саратов: Изд-во Саратов, гос. ун-та, 1985.-32 с.

10. Ю.Балакирева С.Ю. Методическое пособие к малому практикуму по биофизике / С.Ю. Балакирева, И.К. Миронова, P.A. Киреев. Саратов: Изд-во Саратов, гос. ун-та, 2003. - 44 с.

11. Безрукова А.Г. Определение параметров липосом методом спектра мутности / А.Г. Безрукова, O.A. Розенберг // Бюл. эксперим. мед. 1981. -№4.-С. 506-507.

12. Безуглова О.С. Удобрения и стимуляторы роста: серия «Подворье» / О.С. Безуглова. Ростов-на-Дону: Из-во Феникс, 2002. - 320 с.

13. Бергельсон Л.Д. Мембраны, молекулы, клетки / Л.Д. Бергельсон. М: Наука, 1982.- 159 с.

14. М.Березов Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. М.: Медицина, 1998.-680 с.

15. Бернал Дж. Роль воды в кристаллических веществах / Дж. Бернал // Успехи химии. 1956. - Т. 25, вып. 5. -С. 643-661.

16. Бецкий О.В. Биологические эффекты миллиметровых излучений низкой интенсивности / О.В. Бецкий, A.B. Плутвинский // Известия ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника. Электронные приборы СВЧ. 1986. - Т. 29, № 10. - С. 3-10.

17. Бецкий О.В. Миллиметровые волны низкой интенсивности в медицине и биологии / О.В. Бецкий, Н.Д. Девятков, В.В. Кислов // Зарубежная радиоэлектроника. 1996. - № 12. - С. 3-15.

18. Бецкий О.В. Лечение электромагнитными полями. Часть 2 / О.В. Бецкий, Н.Д. Девятков, H.H. Лебедева // Биомедицинская радиоэлектроника. -2000.-№ 10.-С. 3-13.

19. Бецкий О.В. Лечение электромагнитными полями. Часть 3 / О.В. Бецкий, Н.Д. Девятков, H.H. Лебедева // Биомедицинская радиоэлектроника. -2000.-№ 12.-С. 11-19.

20. Бецкий О.В. Миллиметровые волны и перспективные области их применения / О.В. Бецкий, Ю.Г. Яременко // Зарубеж. радиоэлектроника. -2002.-№ 12.-С. 68.

21. Бецкий О.В. Необычные свойства воды в слабых электромагнитных полях / О.В. Бецкий, H.H. Лебедева, Т.И. Котровская // Биомедицинская радиоэлектроника. 2003. - № 1. - С. 37-44.

22. Бецкий О.В. Миллиметровые волны в живых системах / О.В. Бецкий, В.В. Кислов, H.H. Лебедева. -М.:САЙНС-ПРЕСС, 2004. 272 с.

23. Бимент Дж. Физические модели в биологии / Дж. Бимент // Моделирование в биологии / под ред. H.A. Берштейна. М.: Ин. лит., 1963. - С. 126154.

24. Биологические мембраны. Методы / под ред. Дж. Финдлея, У. Эванза. -М.: Мир, 1990.-424 с.

25. Биологический эффект ЭМИ КВЧ определяется функциональным статусом клеток / A.A. Аловская и др. // Вестник новых медицинских технологий. 1998. - Т. 5, № 2. - С. 11-15.

26. Биополимеры / под ред. Ю. Иманиси. М.: Мир, 1988. - 544 с.

27. Биоэффекты электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне С.А. Денисова . С.М. Рогачева и др. // Экологические проблемы промышленных городов / под ред. Т.И. Губиной. Саратов: Из-во СГТУ, 2007. - С.60-65.

28. Блюменфельд JT.A. Понятие конструкции в биологической физике. К вопросу о механизме действия сверхмалых доз / JI.A. Блюменфельд // Рос. хим. журн. 1999. - Т. XLIII, № 5. - С. 15-20.

29. Богатыренко Т.Н. Влияние органических пероксидов на рост культивируемых клеток высших растений / Т.Н. Богатыренко, Г.П. Редкозубова, A.A. Конрадов // Биофизика. -1989. -Т. 34, № 26. С. 327-329.

30. Боголюбов H.H. Избранные труды по статистической физике / H.H. Боголюбов. М.: Наука, 1979. - 556 с.

31. Богуславский Л.И. Биоэлектрохимические явления на границе раздела фаз / Л.И. Богуславский. М.:Наука, 1978. - 360 с.

32. Болдырев A.A. Na /К -АТФаза свойства и биологическая роль / A.A. Болдырев // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - Т. 4, № 5. -С. 12-17.

33. Бонавида Б. Иммунологические эффекты веществ в сверхмалых дозах: новые механизмы и синергетические воздействия / Б. Бонавида // Рос. хим. журн. 1999. - Т. XLIII, № 5. - С. 100-107.

34. Брагинский Л.П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna Str. и других ветвистоусых ракообразных / Л.П. Брагинский // Гидробиологический журнал. 2000. - Т. 36, № 5. - С. 50-70.

35. Букин В.А. Вода вблизи биологических молекул / В.А. Букин, А.П. Сарва-зян, Д.П. Харакоз // Вода в дисперсных системах. М.: Мир, 1989. - С. 45-63.

36. Бульенков H.A. О возможной роли гидратации как ведущего интеграционного фактора в организации биосистем на различных уровнях их иерархии / H.A. Бульенков // Биофизика. 1991. -Т. 36, вып. 2. - С. 199-242.

37. Буркерт У. Молекулярная механика / У. Буркерт, Н. Эллинджер. М.: Мир, 1986.-364 с.

38. Бурлакова Е.Б. Воздействие химических агентов в сверхмалых дозах на биологические объекты / Е.Б. Бурлакова, A.A. Кондратов, И.В. Худяков // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1990. -№ 2. - С. 184-193.

39. Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности / Е.Б. Бурлакова // Рос. хим. журн. 1999. - Т. 43, вып. 5. - С. 3-12.

40. Бурлакова Е.Б. Сверхмалые дозы большая загадка природы / Е.Б. Бурлакова // Экология и жизнь. - 2002. - № 2. - С. 73-79.

41. Бурлакова Е.Б. Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов / Е.Б. Бурлакова, A.A. Конрадов, Е.Л. Мальцева // Химическая физика. 2003. - Т. 22, № 2. - С. 106114.

42. Бурлакова Е.Б. Сверхслабые воздействия химических соединений и физических факторов на биологические системы /Е.Б. Бурлакова, A.A. Конрадов, E.J1. Мальцева // Биофизика. 2004. - Т. 49, вып. 3. - С. 551-564.

43. Бурштейн К.Я. Псевдоконтинуальная модель точечных диполей для учета сольватации в квантово-химических расчетах / К.Я. Бурштейн // Журн. структ. хим. 1987. - Т. 28, № 2. - С. 3-9.

44. Бурыгин Г.Л. Сравнительное исследование О- и Н- антигенов почвенных бактерий рода Azospirillum: дис. . к-та биол. наук : 030004 / Г.Л. Буры-гин. Саратов, 2003. - С. 29.

45. Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография: в 2-х т. / Б.К. Вайнштейн. М.: Наука, 1979. - Т. 2. - 354 с.

46. Васильева Е.М. Биохимические особенности эритроцита. Влияние патологии / Е.М. Васильева // Биомедицинская химия. 2005. - Т. 51, № 2. -С. 118-126.

47. Везикуляция эритроцитов при их хранении и связь ее с другими процессами в клетке / Е.А. Черницкий и др. // Биофизика. 1994. - Т. 39, № 2. -С. 357-361.

48. Веселовский В.А. Изучение природы парадоксальной биологической реакции у растительных организмов / В.А. Веселовский // Информационный бюллетень РФФИ. 1995. - Т. 3, № 4. - С. 437.

49. Взаимодействие физических и биологических объектов с электромагнитным излучением КВЧ-диапазона / В.И. Петросян и др. // Радиотехника и электроника. 1995. -№ 1. - С. 127-134.

50. Владимиров Ю.А. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран / Ю.А. Владимиров, Г.Е. Добрецов. -М.: Наука, 1980. -316 с.

51. Владимирова М.Г. Интенсивная культура одноклеточных водорослей / М.Г. Владимирова, В.В. Семененко. -М.: Изд-во АН СССР, 1962. 59 с.

52. Влияние 1-(2'-гидроксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазола на состояние воды в примембранной области эритроцитов и их моделей / П.Е. Кузнецов . С.М. Рогачева и др. // Биомедицинская химия. 2005. - Т. 72, № 6.-С. 612-624.

53. Влияние дисульфидных связей на динамику лизоцима / К.В. Шайтан и др. / Биофизика. 2003. - Т. 48, № 2. - С. 210-216.

54. Влияние некоторых лекарственных веществ на подвижность граничных слоев воды / А.Д. Кунцевич и др. // Докл. РАН. 1999. - Т. 367, № 1. - С. 120-121.

55. Влияние некоторых опиатов на стабильность искусственных бислойных мембран / А.Д. Кунцевич и др. // Докл. РАН. 1998. - Т. 358, № 1. - С. 125-126.

56. Влияние слабого электромагнитного поля на скорость производства перекиси водорода в водных растворах / Пономарев и др. // Биофизика. -2008. Т. 53, вып. 2. - С. 197-204.

57. Влияние состояния сетки водородных связей приповерхностной воды на биоэффекты ЭМИ КВЧ / П.Е. Кузнецов, С.М. Рогачева и др. // Биомед. технологии и радиоэлектроника. 2006. - Т. 12. - С. 16-20.

58. Взаимодействие липосом, несущих углеводные детерминанты, с клетками меланомы / Е.Л. Водовозова и др. // Биологические мембраны. 2004. -Т. 21, № 1. - С. 53-64.

59. Вода в биологических системах и их компонентах : межвед. сб. / под ред. М.Ф. Вукса, О.Ф. Безрукова. Л.:Изд-во Ленингр. ун-та., 1983. - 184 с.

60. Вода, парадоксы и величие малых величин / В.И. Петросян и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. - № 2. - С. 4-9.

61. Воздействие электромагнитных полей миллиметрового диапазона на структурно-функциональные свойства эритроцитарных мембран / С.А. Баджинян и др. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42, №5.-С. 551-555.

62. Волькенштейн М.В. Биофизика / М.В. Волькенштейн М.: Наука, 1988. -592 с.

63. Вредные вещества в промышленности: справочник для химиков, инженеров и врачей / под ред. Н.В. Лазарева, Э.Н. Левиной. Л.: Химия, 1976. -Т. 2.-С. 560-562.

64. Вукс М.Ф. Добавочные максимумы светорассеяния у растворов третичного бутилового спирта в воде и тяжелой воде /М.Ф. Вукс, Л.В. Шурупова // Вестник Ленинградского университета. 1971. - Т. 40, № 6. - С. 146147.

65. Вукс М.Ф. Рассеяние света и фазовые переходы в водных растворах простых спиртов / М.Ф. Вукс // Оптика и спектроскопия. 1976. -Т. 40, №1. -С. 154-159.

66. Габуда С.П. Связанная вода. Факты и гипотезы / С.И. Габуда. Новосибирск: Наука, 1982. - 160 с.

67. Галактионов С.Г. Водоросль сигнализирует об опасности / С.Г. Галактионов, В.М. Юрин. Минск, 1980. - 144 с.

68. Галачьян P.M. Бактерии возбудители патологических новообразований у растений как продуценты биологически активных веществ / P.M. Галачьян, А.Р. Давтян // Проблемы онкологии и тератологии растений / под ред. Э.И. Слепяна. - Л.: Наука, 1975. - С.42.

69. Гамбург К.З. Биохимия ауксина и его действие на клетки растений / К.З. Гамбург. Новосибирск: Наука, 1976. - 272 с.

70. Гамбург К.З. Ауксины в культурах тканей и клеток растений / К.З. Гамбург, Н.И. Рекославская. Новосибирск: Изд-во Наука, 1990. - 185 с.

71. Гапочка Л.Д. Опосредованное воздействие электромагнитного излучения на рост микроводорослей / Л.Д. Гапочка, М.Г. Гапочка, А.Ф. Королев // Биомед. технологии и радиоэлектроника. 2003. - № 1. - С. 33-36.

72. Генерация оксида азота при гидролитических превращениях химиотера-певтического препарата «Нитазол» / В.И. Левина и др. // Вопросы биол., мед. и фарм. химии. 2002. - №4. - С. 6-10.

73. Геннис Р. Биомембраны: молекулярная структура и функции / Р. Геннис.- М.: Мир, 1997.-510 с.

74. Гительзон И.И. Эритрограммы как метод клинического исследования крови / И.И. Гительзон, И.А. Терсков. Новосибирск: Из-во СО АН СССР, 1959.

75. Голант М.Б. Резонансное действие когерентных электромагнитных излучений миллиметрового диапазона волн на живые организмы / М.Б. Голант // Биофизика. 1989. - Т. 34, № 6. - С. 1004-1015.

76. Голденков В.А. Феномен множественной химической чувствительности как следствие воздействия сверхмалых доз веществ / В.А. Голденков, В.В. Дикий, Г.В. Лизунова // Рос. хим. журн. 2002. - Т. 46, № 6. - С. 39-45.

77. Гольцов А.Н. Образование квазилинейных доменных структур в липид-ных мембранах / А.Н. Гольцов // Биофизика. 1997. - Т. 42, вып. 1. -С.174-181.

78. Григорьев Н.Б. Генерация оксида азота при химическом восстановлении антибактериальных препаратов нитрофуранового ряда / Н.Б. Григорьев, Г.В. Чечекин, А.П. Арзамасцев // ХГС. -1999. Т. 385, № 7. - С. 902-906.

79. Григорьев П.Я. Медикаментозная терапия и профилактика обострений и осложнений язвенной болезни / П.Я. Григорьев // Русский медицинский журнал.-1997.-Т. 5, № 22. -С.30-35.

80. Громов Б.В. Строение бактерий / Б.В. Громов. Л.: Изд-во Ленинград, гос. ун-та, 1985.-35 с.

81. Гудвин Т. Введение в биохимию растений: в 2-х т. / Т. Гудвин, Э. Мерсер.- М.: Мир, 1986. -Т. 2. 335 с.

82. Гуларян С.К. Флуоресцентный зонд 4-диметиламинохалкон: механизм тушения флуоресценции в неполярных средах / С.К. Гуларян, Г.Е. Добре-цов, В.Ю. Светличный // Биофизика. 2003. - Т. 48, № 5. - С. 873-879.

83. Гуревич К.Г. Закономерности действия сверхмалых доз биологически активных веществ / К.Г. Гуревич, H.J1. Шимановский // Вой. биол. мед. и фарм. химии. 2000. - № 3. - С.45-47.

84. Дайсон Ф. Устойчивость и фазовые переходы / Ф. Дайсон, Э. Монтролл, М. Фишер. М.: Мир, 1973.-373 с.

85. Двойное резонансное действие модулированных миллиметровых волн на двигательную активность одноклеточных простейших Paramecium cauda-tum / А.Б. Гапеев и др. // Докл. РАН. Биохимия, биофизика, молекулярная биология. 1993. - Т. 332, № 4. - С.515-517.

86. Дворкин В.М. Получение липосом методом обращенных фаз без ультразвуковой обработки / В.М. Дворкин // Биохимия. 1985. - Т. 50, № 5. -С.866-869.

87. Де Гроот С.П. Термодинамика необратимых процессов / С.П. Де Гроот. -М.:Техн.-теор. лит., 1956. 542 с.

88. Дерягин Б.В. Новые свойства жидкостей. Сверхплотная вода / Б.В. Деря-гин, Н.В. Чураев. М.: Наука, 1971. - 176 с.

89. Дерягин Б.В. Поверхностные силы / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Муллер. М.: Наука, 1985. - 399 с.

90. Дёрфлинг К. Гормоны растений. Системный подход / К. Дёрфлинг. М.: Мир, 1985.-304 с.

91. Догель В.А. Общая протозоология / В.А. Догель, Ю.И. Полянский, Е.М. Хейсин. М.:Высшая школа, 1962. - 592 с.

92. Догель В.А. Зоология беспозвоночных: учебник для университетов / В.А. Догель. М.:Высшая школа, 1975. - 560 с.

93. Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза: свойства и применение / В.Ю. Долматов // Успехи химии. 2001. - Т. 70, вып. 7.-С. 688-708.

94. Драбкина Т.М. От разнообразия молекулярных форм к функциональной специализации олигомерных белков. Никотиновый холинорецептор, аце-тилхолинэстераза и №+,К+-АТФаза / Т.М. Драбкина, И.И. Кривой // Цитология. 2004. - Т. 46, № 2. - С. 89-104.

95. Дятлов С.Е. Роль и место биотестирования в комплексном мониторинге морской среды / С.Е. Дятлов // Экология моря. 2000. - Вып. 51. - С. 8387.

96. Евгеньев М.И. Тест-методы и экология / М.И. Евгеньев // СОЖ. 1999. -Т. 5, № 11.-С. 29-34.

97. Евграфова Е.Н. Руководство к лабораторным работам по физике / Е.Н. Евграфова, B.JI. Каган. М.:Высшая школа, 1970. - 383 с.

98. Елизаров Ю.А. Хеморецепция насекомых / Ю.А. Елизаров. М.: Изд-во МГУ, 1978.-232 с.

99. Еропкин М.Ю. Модели, альтернативные использованию лабораторных животных в токсикологии. Достижения и проблемы / М.Ю. Еропкин // Токсикологический вестник. 1999. - № 5. - С. 7-13.

100. Ершов Ю.А. Количественная оценка биологической активности биологических агентов (одноклеточные модели) / Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнева, Е.К. Слонская // Бюл. эксп. биол. и мед. 1997. - № 5. - С. 594-600.

101. Жемеричкин Д.А. Выделение, фракционирование и моносахаридный состав О-специфических полисахаридов S-формы Azospirillum brasilense / Д.А. Жемеричкин, О.Е. Макаров, В.В. Игнатов // Микробиология. 1989. -Т. 58,№2.-С. 236-239.

102. Жизнь растений : в 6-ти т. / под ред. М.М. Голлербаха. М.: Просвещение, 1977.-Т.3.-487 с.

103. Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России /Н.С. Жмур. М.: Международный Дом Сотрудничества, 1997. - 117 с.

104. Заградник Р. Основы квантовой химии / Р. Заградник, Р. Полак. М.: Мир, 1979.-504 с.

105. Зайцев C.B. Общие закономерности и возможные механизмы действия биологически активных веществ в сверхмалых дозах /C.B. Зайцев, A.M. Ефанов, Л.А. Сазанов // Рос. хим. журн. 1999. - T. XLIII, № 5. - с. 28-33.

106. Зацепина Н.Г. Физические свойства и структура воды / Н.Г. Зацепина. М.: Изд-во МГУ, 1987. - 247 с.

107. Зотова Е.А. Влияние комбинированного воздействия электромагнитного излучения и химических реагентов на биологические системы: авто-реф. дис. . канд. биол. наук / Е.А. Зотова. Саратов, 2007. -19 с.

108. Иванова А.Б. Современные аспекты изучения фитогормонов / А.Б. Иванова, Л.Л. Анцыгина, А.Ю. Ярин // Цитология. 1999. - Т. 41, № 10. -С. 835-847.

109. Изменение свойств липидного бислоя под действием гипохлорита натрия / В.В. Черный и др. // Биологические мембраны. 1992. - Т. 9, № 1. -С. 60-65.

110. Изменение уровня фитогормонов в сортах и мутантах гороха при инфицировании Rhizobium / Г.П. Акимова и др. // Вестник Башкирского университета. 2001. - № 2. - С. 47-49.

111. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию : учеб. пособие / В.А. Исидоров. СПб.: Химиздат, 1999. - 144 с.

112. Использование ВЭЖХ в анализе опиатов с применением косвенного спектрофотометрического детектирования / А.Д. Кунцевич и др. // Хим.-фарм. журн. 2000. - Т. 34, № 5. - С.55-56.

113. Исследование NO-донорной активности антимикробного препарата тинидазол / В.И. Левина и др. // Хим.-фарм. журн. 2004. - Т. 38, № 1. -С. 15-18.

114. Исследование реакции оборонительного ускорения Paramecium cauda-tum / Д.А. Давыдов и др. // Структура и динамика молекулярных систем. 2003. - Ч. 2, вып. X. - С. 254-257.

115. Итальянская Ю.В. Серологическая активность полисахаридных комо-нентов клеточной поверхности A. brasilense / Ю.В. Итальянская, В.Е. Никитина, А.К. Мышкина // Микробиология. 1987. - Т. 56, № 1. - С. 124127.

116. Казначеев В.П. Сверхслабые излучения в межклеточных взаимодействиях /В.П. Казначеев, Л.П. Михайлова. Новосибирск: Наука, 1981. - 144 с.

117. Калниньш К.К. Вода родник жизни. Монография / К.К. Калниньш, Л.П. Павлова. - СПб.: СПГУТД. - 2005. - 293 с.

118. Кантор Ч. Биофизическая химия: в 2-х т. / Ч. Кантор, П. Шиммел. М.: Мир, 1984.-Т.2.-493 с.

119. Каргаполов А.В. Новые подходы к определению целостного состояния биологически активных систем / А.В. Каргаполов, Г.М. Зубарева. Тверь, 2006.- 184 с.

120. Кирш Ю.Э. Особенности ассоциации молекул в водно-солевых и водно-органических растворах / Ю.Э. Кирш, К.К. Калниньш // Журнал прикладной химии. 1999. - Т. 72, вып. 8. - С. 1233-1246.

121. Козлов М.Н. Мембранный скелет эритроцита. Теоретическая модель / М.Н. Козлов, B.C. Маркин // Биологические мембраны. 1986. - Т. 3, № 4. - С. 404-421.

122. Коннова С.А. Полисахаридные комплексы, выделяемые Azospirillum brasilense, и их возможная роль во взаимодействии бактерий с корнями пшеницы / С.А. Коннова, И.М. Скворцов, O.E. Макаров // Микробиология. 1995. - Т. 64, № 6. - С.762-768.

123. Коновалихин C.B. Корреляция структуры физиологическая активность у производных пиколиновой кислоты по данным квантово-химических расчётов / C.B. Коновалихин, П.Я. Бойков, К.Б. Бурлакова // Изв. АН. Сер. биол. - 2000. - № 2. - С. 153-157.

124. Кошевник А.Ю. Об измерении поверхностного натяжения жидкостей по размерам лежачей капли / А.Ю. Кошевник, М.М. Кусаков, Н.М. Луб-ман// Журнал физ. хим. 1953. - Т. 27, вып. 12. - С. 1887-1890.

125. Краткая химическая энциклопедия / под ред. И.Л. Кнунянц и др. М.: Советская энциклопедия, 1967. - Т. 3. - С. 471.

126. Кришталик Л.И. Влияние пограничного слоя воды с пониженной диэлектрической проницаемостью на энергию активации ферментативных реакций с переносом заряда / Л.И. Кришталик // Биофизика. 1988. - Т. 33, вып. 4.-С. 562-571.

127. Кротов B.B. К реологии свободных жидких пленок с растворимыми поверхностно-активными веществами. / В.В. Кротов, В.В. Малев // Коллоид. журн. 1979. - Т. 41, вып. 1. - С. 49-53.

128. Кузнецов П.Е. Программа расчета зарядов Политзера по методу выравнивания электроотрицательностей / П.Е. Кузнецов, A.A. Щербаков, Т.В. Тимофеева//Ж.структ. химии. 1989. - Т. 30, №2.-С. 182-183.

129. Кузнецов П.Е. Введение в молекулярное моделирование / П.Е. Кузнецов, JI.A. Грибов. Саратов: Изд-во Саратов, гос.ун-та, 2003. - 52 с.

130. Кузьмич В.Н. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов / В.Н. Кузьмич, С.А. Соколова, А.Н. Крайнюкова М.: РЭФИЯ, НИА-Природа, 2002. - 358 с.

131. Кузякова J1.M. Конструирование трансдермальных препаратов с заданными свойствами / JI.M. Кузякова // Вестник Московского университета. -2005.-Т. 46, № 1. С.74-79.

132. Кулаева О.Н. Новейшие достижения в изучении механизма действия фитогормонов / О.Н. Кулаева, О.С. Прокопцева // Биохимия. 2004. - Т. 69, № 3. - С.293-310.

133. Кунцевич А.Д. Роль приповерхностной воды в проявлении биологического действия опиатов / А.Д. Кунцевич, П.Е. Кузнецов, Г.В. Назаров // Доклады РАН. 1998. - Т. 363, № 4. - С. 552-553.

134. Курс низших растений: учебник для студентов университетов / JI.JI. Великанов и др.. М.: Высшая школа, 1981. - 504 с.

135. Ленинджер А. Основы биохимии : в 3-х т. / А. Ленинджер. М.: Мир, 1985.-Т. 1.-353 с.

136. Леопольд А. Рост и развитие растений / А. Леопольд. М.: Мир, 1968. - 496 с.

137. Липосомы в изучении механизма агрегации бактерий и их адсорбции на корнях растений / O.A. Арефьева, С.М. Рогачева и др. // Биологические мембраны. 2006. -Т. 23, № 3 - С. 195-202.

138. Липосомы и другие наночаетицы как средство доставки лекарственных веществ / А.П. Каплун и др. // Вопр.мед.хим. 1999. - Т. 45, вып. 1. -С.3-12.

139. Лисицин Ю.П. Когда привычка приводит к болезни / Ю.П. Лисицин, О.С. Радбиль, Ю.М. Комаров. М.: Знание, 1986. - 114 с.

140. Лобышев В.И. Компьютерный модульный дизайн параметрических структур воды / В.И. Лобышев, А.Б. Соловей, H.A. Бульенков // Биофизика. 2003. - Т. 48, № 6. - С. 1011-1012.

141. Лоуренс Д.Р. Клиническая фармакология: в 2-х т. / Д.Р. Лоуренс, П.Н. Бенитг. М. : Медицина, 1991. - Т. 2. - 704 с.

142. Лук В. Влияние электролитов на структуру водных растворов / В. Лук // Вода в полимерах / под ред. С. Роуленда. М.: Мир, 1984. - С. 50-80.

143. Лукин С.Ф. Азоспириллы и ассоциативная азотфиксация у небобовых культур в практике сельского хозяйства / С.Ф. Лукин, П.А. Кожевин, Д.Г. Звягинцев // Сельхоз. биол. 1987. -№ 1. - С. 51-58.

144. Лященко А.К. Комплементарная организация структуры воды / А.К. Лященко, B.C. Дуняшев // Жур. структ. хим. 2003. - Т. 44, № 5. - С. 906-915.

145. Маленков Г.Г. Геометрический аспект явления стабилизации структуры воды молекулами неэлектролитов / Г.Г. Маленков // Жур. структ. хим. 1966,-№7.-С. 331-336.

146. Малый практикум по физиологии человека и животных / под ред. A.C. Батуева, И.П. Никитиной. СПб.: Изд-во СПб. ун-та., 2001. - 341 с.

147. Маркосян К.А. Фолдинг, неправильный фолдинг и агрегация белков. Образование телец включения и агресом / К.А. Маркосян, Б.И. Курганов // Биохимия. 2004. - Т. 69, вып. 9. - С. 1196-1212.

148. Марголис Л.Б. Липид-клеточные взаимодействия модель взаимодействия клеточных мембран / Л.Б. Марголис. - Ташкент: Изд-во Фан, 1982.- 105 с.

149. Марголис Л.Б. Липосомы и их взаимодействие с клетками / Л.Б. Мар-голис, Л.Д. Бергельсон. М.: Наука, 1986. - 240 с.

150. Машковский М.Д. Лекарственные средства / М.Д. Машковский. М.: Новая волна, 2005. -1025 с.

151. Меркис А.И. Ауксин и рост растений / А.И. Меркис. М.: Просвещение, 1982.-280 с.

152. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод : сб.трудов / под ред. В.А. Брызгало, Т.А. Хоружая. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -Вып. 1,- 160 с.

153. Методы Монте-Карло в статистической физике / под ред. К. Биндер. -М.: Мир, 1982.-400 с.

154. Мецлер Д. Биохимия: химические реакции в живой клетке / Д. Мецлер. -М.: Мир, 1980.-Т. 1.

155. Молочкина Е.М. Действие фенозана и экзогенного ацетилхолина на ацетилхолинэстеразу и систему липидной пероксидации в мембранах клеток головного мозга / Е.М. Молочкина, И.Б. Озерова, Е.Б. Бурлакова // Рос. хим. журн. 1999. - Т. 18, № 5. - С. 63 - 72.

156. Неспецифическое действие морфина на мембраны эритроцитов / П.Е. Кузнецов . С.М. Рогачева и др. // Биофизика. 2004. - Т. 49, № 4. - С. 680-684.

157. Неспецифическое действие низких концентраций никотина на мембраны эритроцитов / С.М. Рогачева и др. // Вестник Саратовского госагро-университета им. Н.И. Вавилова. 2006. - № 2. - С. 26-30.

158. Овцына А.О. Nod-факторы ризобий новые регуляторы роста растений / А.О. Овцына, H.A. Тихонович // Рос. хим. журн. - 1999. - Т. XLIII, № 5. -С. 81-88.

159. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников. -М.:Просвещение, 1987. 815 с.

160. Ольшанская А.Я. Эритроциты в тканевом и имунном гомеостазе / А.Я. Ольшанская, В.А. Одинокова, Н.Н. Квитко // Современная медицина. -1984. -№ 11.-С. 43-48.

161. Особая роль системы «миллиметровые волны водная среда» в природе / Н.И. Синицин и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. - 1998. -№ 1. - С.5-23.

162. Очистка и сравнение лектинов с клеточной поверхности активных и неактивных по гемагглютинации клеток азоспирилл / В.Е. Никитина и др. // Биохимия. 1994. - Т. 59, вып. 5. - С. 656.

163. Падейская Е.Н. Антимикробные препараты в ряду производных сульфаниламида, диаминопиримидина, 5-нитроимидазола, ди-N-оксихиноксалина / Е.Н. Падейская // Рус. мед. журн. 1997. - Т. 5, № 21.- С. 20-30.

164. Паламарчук И.А. Учебное пособие по ботанической гистохимии / И.А. Паламарчук, Т.Д. Веселова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1965. - 93 с.

165. Пастон C.B. Сравнение влияния соединений, стабилизирующих и разрушающих структуру воды, на конформационные изменения молекулы ДНК при у-облучении её растворов / C.B. Пастон, M.JI. Сушко, Б.С. Мельник // Биофизика. 2002. - Т. 47, вып. 3. - С. 453-458.

166. Пеккель В.А. Необычное ингибирование активности моноаминоксида-зы, индуцируемое хлоргилином / В.А. Пеккель, А.З. Киркель // Биохимия.- 1988. Т. 53, вып. 7. - С. 1224-1229.

167. Поляк Э.А. О реальности влияния гелиогеофизических и химических факторов на структурные особенности жидкой воды / Э.А. Поляк // Биофизика. 1991. - Т. 36; вып. 4. - С. 565-568.

168. Попов Е.М. Структура и функции белка / Е.М. Попов. М.: Наука, 2000. - 482 с.

169. Пресман A.C. Электромагнитные поля и живая природа / A.C. Пре-сман. М.: Наука, 1968. - 288 с.

170. Применение метода спин-решеточной релаксации для детектирования опиатов в жидкостях организма и их моделях / A.M. Апаркин и др. // Хим.-фарм. ж. 2002. - Т. 36, № 6. - С. 47-54.

171. Применение поли-Ы-винилкапролактама для анализа водных сред на содержание некоторых лекарственных соединений / П.Е. Кузнецов . С.М. Рогачева и др. //Хим.-фарм. журн. -2003. Т. 37, № 9. -С.49-51.

172. Радбиль О.С. Курение и здоровье : научный обзор / О.С. Радбиль // Новости медицины и медицинской техники. 1982. - № 2. - С. 1-62.

173. Радбиль О.С. Курение / О.С. Радбиль, Ю.М. Комаров. М.: Медицина, 1988.- 123 с.

174. Реброва Т.Б. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на жизнедеятельность микроорганизмов / Т.Б. Реброва // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 1992. - № 1. - С. 37-447.

175. Ренжер С.А. Рецепторы физиологически активных веществ / С.А. Рен-жер. М.: Наука, 1987. - 370 с.

176. Рингсдорф Г. Системы полимерных носителей лекарств / Г. Рингсдорф, Б. Шмидт // Журн. ВХО им.Д.И.Менделеева. 1987. - Т. 32, № 5. - С. 487.

177. Рогачева С.М. Нанотехнологии в сельском хозяйстве: целевая доставка химических веществ к корням растений / С.М. Рогачева, O.A. Арефьева, П.Е. Кузнецов // Проблемы региональной экологии. 2008. - № 1. - С. 118-121.

178. Романов Г.А. Гормон-связывающие белки растений и проблема рецепции фитогормонов / Г.А. Романов // Физиология растений. 1989. - Т. 36, № 2. - С.166-177.

179. Романов Г.А. Рецепторы фитогормонов / Г.А. Романов // Физиология растений. 2002. - Т. 49, № 4. - С.615-625.

180. Роль полисахаридсодержащих компонентов капсулы Azospirillum brasilense в адсорбции бактерий на корнях проростков пшеницы. / И.В. Его-ренкова и др. // Микробиология. 2001. - Т. 70, № 1. - С. 45-50.

181. Рубин А.Б. Биофизика / А.Б. Рубин. М.: Изд-во Московского ун-та, 2004.-917 с.

182. Рубин А.Б. Биофизика : в 2 т. / А.Б. Рубин. М.: Наука, 1992. - Т. 2.

183. Сазанов JI.A. Действие сверхмалых доз биологически активных веществ: общие закономерности, особенности и возможные механизмы / Л.А. Сазанов, C.B. Зайцев // Биохимия. 1992. - Т. 57, вып. 10. - С. 14431460.

184. Сакович Г.В. Агрегация алмазов полученных из взрывчатых веществ / Г.В. Сакович, В.Д. Губаревич, Ф.З. Бадаев // Доклады АН СССР. 1990. -Т. 310, №2.-С. 402-406.

185. Самойлов О.Я. Структура водных растворов / О.Я. Самойлов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 182 с.

186. Сахарова Г.М. Лечение табачной зависимости / Г.М. Сахарова, А.Г. Чучалин // Рус. мед. журн. 2001. - Т. 9, № 5. - С. 23-28.

187. Свидовый В.И. Прямое воздействие низкочастотных акустических колебаний на мембранные структуры клеток / В.И. Свидовый // Медицина труда и промышленная экология. 1996. - № 9. - С.29-32.

188. Севастьянов В.Д. О распространении и роли стимуляторов роста растений в животном организме / В.Д. Севастьянов // Успехи современной биологии. 1958. - Т. 66, вып. 2. - С.194-207.

189. Северина И.С. N0: новый взгляд на механизм действия старых лекарств / И.С. Северина // Биомедицинская химия. 2005. - Т. 51, № 1. -С. 19-29.

190. Селезнев В.П. Гидратация липидов: факты в пользу дальних влияний на структуру водной фазы / В.П. Селезнев, В.П. Мартаков // Биофизика. -1981. Т. 26, № 2. - С. 254-256.

191. Сент-Дьердьи А. Биоэнергетика / А. Сент-Дьердьи. М.:ГиФМЛ. -1960.- 155 с.

192. Сенькович O.A. О размерах пор, возникающих в эритроцитах под воздействием детергентов / O.A. Сенькович, Е.А. Черницкий // Биологические мембраны. 1997. - Т. 14, № 5. - С. 549-556.

193. Сенькович O.A. Влияние сахарозы и полиэтиленгликолей на параметры везикуляции и быстрого гемолиза эритроцитов, индуцированных Na-додецилсульфатом / O.A. Сенькович, В.В. Розин, Е.А. Черницкий // Биологические мембраны. 2001. - Т. 18, № 2. - С. 120-124.

194. Сергеев П.В. Рецепторы физиологически активных веществ / П.В. Сергеев, Н.Л. Шимановский. М.: Медицина, 1987. - 325 с.

195. Серегина О.Б. Простейшие как альтернативный биологический тест-объект в фармации / О.Б. Серегина, Н.Б. Леонидов // Фармация. 2003. -№ 4. - С.55-62.

196. Синтез и спектральные свойства винилогов халкона / Л.А. Яновская и др. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1971. - № 11. - С. 24-27.

197. Система экспресс-методов интегральной оценки биологической активности индивидуальных веществ и комплексных препаратов на биологических объектах / А.Н. Кудрин и др. // Рос. хим. журн. 1997. - Т. 41, № 5. -С. 114-123.

198. Случаи массовых заболеваний «неясной этиологии»: токсикологические аспекты. Роль малых доз физиологически активных веществ / H.A. Лошадкин и др. // Рос. хим. журн. 2002. - Т. 46, №6. -С.46-57.

199. Соболев A.C. Направленный внутриклеточный транспорт фотосенсибилизаторов / A.C. Соболев, A.A. Розенкранц, Т.В. Алыхина // Рос. хим. журн. 1998. - Т. XLII, вып. 5. - С. 84-88.

200. Собственная УФ-флуоресценция лизоцима и особенности микроокружения его триптофановых остатков / К.К. Туроверов и др. // Биофизика. 2001. - Т. 46, № 6. - С. 978-987.

201. Солохина А.Б. Оптимизация температурных режимов отмывания ультрадисперсных алмазов / А.Б. Солохина, A.B. Игнатченко, А.Г. Овчаренко // Журн. приклад, химии. 1991. - Т. 64, № 8. - С. 1751-1754.

202. Сравнительная характеристика липополисахаридов и О-специфических полисахаридов Azospirillum brasilense Sp245 и его омега-Кт мутантов КМ018 и КМ252. / Ю.П. Федоненко и др. // Микробиология. 2004. - Т. 73, № 2. - С. 180-187.

203. Стабильные полимерные липосомы на основе 1,2-ди-9-(2Е,4Е)-гексадиенилоксикарбонилонаноил.-8п-глицеро-3-фосфохолина / Т.Л. Ру-нова [и др.] // Биоорг. хим. 1996. - Т. 20, № 10-11. - С. 809-813.

204. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функция белков / В.М. Степанов; под ред. A.C. Спирина. -М.:Высшая школа, 1996. 335 с.

205. Стадницкий Г.В. Экология / Г.В. Стадницкий, А.И. Родионов. -СПб.:Химия, 1995.-239 с.

206. Танкелюн О.В. Индуцируемое ауксином повышение протеинкиназной активности микросомальной фракции клеток колеоптилей кукурузы / О.В.

207. Танкелюн, B.B. Полевой // Физиология растений. 1996. - Т. 43, № 2. -С.201-207.

208. Тараховский Ю.С. Липосомы в генной терапии. Структурный полиморфизм липидов и эффективность доставки генетической информации / Ю.С. Тараховский, Р.Г. Иваницкий // Биохимия. 1998. -Т. 63. - С. 723736.

209. Таутс М.И. Выделение и идентификация физиологически активных веществ индольной природы во внеклеточных метаболитах хлореллы / М.И. Таутс, В.Е. Семененко // Докл. АН СССР. 1971. - Т. 198, № 4. - С. 970-973.

210. Телерецкая Я.Т. Зависимость от pH среды процесса слияния липосом под действием а-латротоксина / Я.Т. Телерецкая, И.О. Трикаш // Биохимия. 1994. - Т. 59, вып. 3. - С. 441-448.

211. Терагерцовые волны и их применение. Биомедицинские технологии / О.В. Бецкий и др. // Биомед. технологии и радиоэлектроника. 2005. -№ 8. - С. 40-48.

212. Томшич C.B. Структура О-специфических полисахаридов липополиса-харидов рода Yersinia / C.B. Томшич // Успехи в изучении природных соединений / под ред. В.А. Стоник. Владивосток: Дальнаука, 1999. - 222 с.

213. Торчилин В.П. Липосомы как средства направленного транспорта лекарств / В.П. Торчилин, А.Л. Клибанов // Журн. ВХО им. Д.И. Менделеева. 1987. - Т. 32, № 5. 502 с.

214. Торчилин В.П. Проблемы и перспективы использования липосом для направленного транспорта лекарств (обзор) / В.П. Торчилин, В.Н. Смирнов, Е.И. Чазов // Вопр. мед. хим. 1982. - T. XXVII, вып.1. -С.3-14.

215. Трикуленко A.B. Роль гидрофобных взаимодействий в процессе сворачивания белковой цепи при её биосинтезе / A.B. Трикуленко // Биохимия. 1998. - Т.63, №5. - С.667-671.

216. Туманов A.A. Биологические методы анализа / A.A. Туманов // Журнал аналитической химии. 1988. - Т. 43, № 1. - С.20 - 35.

217. Туманов A.A. Водные беспозвоночные как аналитические индикаторы / A.A. Туманов, И.Е. Постнов // Общая гидробиология. 1983. - Т. 5. - С. 3-16.

218. Туманова Н.Б. Влияние макромолекулярных адгезионных факторов на пролиферацию в органных культурах эмбриональной печени мышей / Н.Б. Туманова, Н.В. Попова, В.П. Ямскова // Изв. АН. Сер. Биол. 1996. -№ 6. - С.653-658.

219. Уотерсон Дж.Г. Роль воды в функции клетки / Дж.Г. Уотерсон // Биофизика. 1991. - Т. 36, № 1.-С. 5-30.

220. Успенская В.И. Экология и физиология питания пресноводных водорослей / В.И. Успенская. М.: Изд-во Москов. ун-та, 1966. - 123 с.

221. Участие бактериальных лектинов клеточной поверхности в агрегации азоспирилл / В.Е. Никитина и др. // Микробиология. 2001. - Т. 70, № 4. С. 471-476.

222. Участие липополисахаридов азоспирилл во взаимодействии с поверхностью корней пшеницы. / Ю.П. Федоненко и др. // Микробиология. -2001.-Т. 70, № 3. С. 384-390.

223. Фабелинский И.Л. Молекулярное рассеяние света / И.Л. Фабелинский. -М.: Наука, 1965.-511 с.

224. Федоров В.Д. Руководство по гидробиологическому контролю качества природных вод / В.Д. Федоров, В.Н. Капков. М.: Христианское изд-во, 2000.- 120 с.

225. Физиология человека : в 2-х т. /под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Ко-ротько. -М.: Медицина, 2001. Т. 1.-442 с.

226. Хакимов A.M. Состояние воды и ее диффузия через липидные бислои: влияние степени гидратации / A.M. Хакимов, М.А. Рудакова, A.B. Филиппов // Биофизика. 2007. - Т. 52, вып. 5. - С. 840-849.

227. Хан Р. Модели фолдинга белков и выбор белков в качестве катализаторов в живой природе / Р. Хан, Ф. Хан // Биохимия. 2002. - Т. 67, вып. 5. -С. 624-630.

228. Хоботьев В.Г. Вопросы стандартизации методик при проведении токсикологических исследований / В.Г. Хоботьев // Методики биологических исследований по водной токсикологии. М.: Наука, 1971. - С. 7-13.

229. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам / Р. Чанг. М.: Мир, 1980. - 662 с.

230. Чекман И.С. Справочник по клинической фармакологии / И.С. Чекман, А.П. Пелещук, O.A. Пятак. Киев: Здоров'я, 1986. - 220 с.

231. Чернавский Д.С. Белок-машина. Биологические макромолекулярные конструкции / Д.С. Чернавский, Н.М. Чернавская. М.:Наука, 1999, -47 с.

232. Черницкий Е.А. Структура и функции эритроцитарных мембран / Е.А. Черницкий, A.B. Воробей. -Минск: Наука и техника, 1981. 215 с.

233. Черницкий Е.А. Параметры гемолиза додецилсульфатом натрия как индикатор структурного состояния мембран эритроцитов / Е.А. Черницкий, O.A. Сенькович, Е.И. Слобожанина // Биофизика. 1999. -Т. 44, № 1. - С.66-69.

234. Черницкий Е.А. Гемолиз эритроцитов детергентами / Е.А. Черницкий, O.A. Сенькович // Биологические мембраны. 1997. - Т. 14 , № 4. - С. 385-393.

235. Черномордик А.Б. Справочник по применению антибиотиков и других химиотерапевтических препаратов / А.Б. Черномордик. Киев: Наукова думка, 1988.-318 с.

236. Чибисова Н.В. Экологическая химия / Н.В. Чибисова, Е.К. Долгань. -Калининград: Изв-во Калининград, ун-та, 1998. 113 с.

237. Чиганова Г.А. Исследование поверхностных свойств ультрадисперсных алмазов / Г.А. Чиганова // Коллоид, журн. 1994. - Т. 56, № 2. - С. 266268.

238. Чиганова Г.А. Влияние гидратации частиц на агрегативную устойчивость гидрозолей ультрадисперсных алмазов / Г.А. Чиганова // Коллоид, журн. 1997.-Т. 59, № 1.с. 93-95.

239. Чиганова Г.А. Агрегирование частиц в гидрозолях ультрадисперсных алмазов / Г.А. Чиганова // Коллоид, журн. 2000. - Т. 62, № 2. - С. 272277.

240. Чуян Е.Е. Механизмы антиноцицептивного действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения / Е.Е. Чуян, Э.Р. Джелдубаева. -Симферополь: ДИАЙПИ, 2006. 458 с.

241. Шаланки Я. Биомониторинг природной среды / Я. Шаланки // Журнал общей биологии. 1985. - Т. 46, № 6. - С. 743-752.

242. Шангин-Березовский Г.Н., Химический мутагенез в создании сортов с новыми свойствами / Г.Н. Шангин-Березовский, С.А. Молоскин, О.С. Рыхлецкая; под ред. И.А. Рапопорта. М.: Наука, 1986. - 243 с.

243. Широкова К.И. Применение метронидазола в лечении больных язвенной болезнью / К.И. Широкова, K.M. Филлимонов, A.B. Полякова // Клиническая медицина. 1981. -№ 2. - С. 48-50.

244. Шеховцова Т.Н. Биологические методы анализа / Т.Н. Шеховцова // СОЖ. 2000. - Т. 6, № 11.-С. 17-21.

245. Шишова М.Ф. Активация ауксином транспорта Ca через плазмалемму растительных клеток / М.Ф. Шишова, С. Линдберг, В.В. Полевой // Физиология растений. 1999. - Т. 46, № 5. - С. 718-727.

246. Шустов С.В. Химические основы экологии / С.В. Шустов, J1.B. Шустова. М.: Просвещение, 1994. - 239 с.

247. Эйзенберг Д. Структура и свойства воды / Д. Эйзенберг, В. Кауцман. -JL: Гидрометиздат, 1975. 280 с.

248. Экологические аспекты действия миллиметрового излучения низкой интенсивности на живой организм / С.М. Рогачева и др. // Проблемы региональной экологии. 2008. - № 1. -С. 72-76.

249. Экспериментальные доказательства роли физико-химических факторов в механизме биологического действия сверхмалых доз / И.А. Ямсков и др. // Рос. хим. журн. 1999. - Т. XLIII, № 5. - С. 35-39.

250. Эткинс П. Физическая химия : в 2-х т. / П. Эткинс. М.: Мир, 1980. -Т.1.-570 с.

251. Ядерная ('Н) магнитная релаксационная спектроскопия гидрозолей ультрадисперсных алмазов / A.M. Апаркин . С.М. Рогачева и др. // Коллоидный журнал. 2003. - Т. 65, № 6. -С. 725-728.

252. Якушева И.А. Метод определения активности аденозинтрифосфатаз в гемолизатах эритроцитов крови человека / И.А. Якушева, Л.И. Орлова // Лабораторное дело. 1970. -№ 8. - С. 497-501.

253. Allen T.M. Liposomes. Opportunities in drug delivery / T.M. Allen // Drugs. 1997. - Vol. 54, suppl. 4. - P. 8-14.

254. Aggregation in Azospirillum brasilense: effects of chemical and physical factors and involvement of extracellular components / S. Burdman et al. // Microbiology. 1998. - Vol. 144. - P. 1989-1999.

255. Armus H.L. Aversive and attractive properties of electrical stimulation for Paramecium caudatum / H.L. Armus, A.R. Montgomery // Psychological Reports. 2001. - Vol. 89, № 2. - P.342-344.

256. Ashen J.B. GC-MS detection and quantification of free indole-3-acetic acid in bacterial galls on the marine alga Prionitis lanceolata (Rhodophyta) / J.B. Ashen, J.D. Cohen, L.J. Goff// J.Phycol. 1999. - Vol. 35. - P. 493-500.

257. Auxin-dependent cell expansion mediated by overexpressed auxin-binding protein 1 / A.M. Jones et al. // Science. 1998. - Vol. 282. - P. 1114-1117.

258. Auxin distribution and transport during embryonic pattern formation in wheat / C. Fischer-Iglesias et al. // The Plant Journal. 2001. - Vol. 26, № 2. -P. 115-129.

259. Banghem A.D. Negative staining of phospholipids and their structured modification by surface agents as observed in electron microscope / A.D. Banghem, R.W. Home // J. Mol. Biol. 1964. - Vol. 8. - P. 660-668.

260. Barazani O. Is IAA the major root growth factor secreted from plant-growth-mediating bacteria? / O. Barazani, J. Friedman // Journal of chemical ecology. -1999. Vol. 25, № 10. - P. 2397-2406.

261. Bashan Y. Azospirillum-plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996). / Y. Bashan, G. Holguin // Can. J. Microbiol. -1997.-Vol. 43.-P. 103-121.

262. Berridge M.J. Inositol trisphosphate and calcium signaling / M.J. Berridge // Nature. 1993. - Vol. 361. - P. 315-325.

263. Befani O. Inhibition of monoamine oxidase by metronidazole / O. Befani, E. Grippa, L. Saso // Inflam. Res. 2001. - Vol. 50, № 2. - P. 136-137.

264. Bonkowski M. Protozoa and plant growth: the microbial loop in soil revisited / M. Bonkowski // New Phytologist. 2004. - Vol. 162, № 3. - P. 617631.

265. Botham P.A. The scientific status of alternatives to animal experiments in toxicology / P.A. Botham //Toxicology and Applied Pharmacology. 2004. -Vol. 197, №3. p. 154-155.

266. Bovin N.V. New type of carbohydrate-carbohydrate interaction / N.V. Bovin, S.D. Shiyan, E.V. Michalchik // Glycoconjugate Journal. 1995. - Vol. 12.-P. 427.

267. Bundurski R.S. Auxin biosynthesis and metabolism Plant Hormones -Physiology, Biochemistry and Molecular Biology / R.S. Bundurski, J.D. Cohen, J.P. Slovin; ed. P.J. Davies. Dordrecht: Kluwer Acad.Publ., 1995. -P. 39-65.

268. Cairns J. Camparison of methods and instrumentation of biological early warning systems / J. Cairns, D.A. Cruber // Water res. bull. 1980. - Vol. 16, № 2. -P.261-266.

269. Candeias L.P. Amplification of oxidative stress by decarboxylation: a new strategy in anti-tumour drug synthesis / L.P. Candeias, L.K. Folkes, P. Ward-man // Biochem. Soc, Trans. 1995. - Vol. 23. - P. 262-269.

270. Candeias L.P. Enhancement of peroxidase-induced lipid peroxidation by in-dole-3-acetic acid: effect of antioxidants / L.P. Candeias, L.K. Folkes, P. Wardman // Redox. Rep. 1996. - Vol. 2. - P. 141-147.

271. Castellanos Th. Cell-surface hydrophobicity and cell-surface charge of Azospirillum sp. / Th. Castellanos, F. Ascencio, Y. Bashan // FEMS Microbiol. Ecol. 1997. - Vol. 24. - P. 159-172.

272. Carpenter C. Receptors for epidermal growth factor and other peptide mitogens / C. Carpenter // Ann. Rev. Biochem. 1987. - Vol. 55. - P. 881-914.

273. Chaplin M.F. A proposal for structuring of water / M.F. Chaplin // Biophis. Chem. 2000. - Vol. 83, № 3. - P. 211-221.

274. Chaplin M.F. Water, its importance to life / M.F. Chaplin // Biochem. Mol. Biol. Educ. 2001. - Vol. 29, № 2. - P. 54-59.

275. Chen Y.C. Immobilized microalga Scenedesmus quadricauda (Chlorophyta, Chlorococcales) for long-term storage and for application for water quality control in fish culture / Y.C. Chen // Aquaculture. 2001. - Vol. 195, № 1-2. - P. 71-80.

276. Choma A. Chemical composition of lipopolisaccharide from Azospirillum lipoferum Russa / A. Choma, Z. Lorciewicz // FEMS Microbiol. Lett. 1984. -Vol. 22.-P. 245-248.

277. Clinical pharmacokinetics of metronidazole and other nitroimidazole antiin-fectives / A.H. Lau et al. // Clin. Pharmacokinet. 1992. - № 23. - P 328334.

278. Computer simulation and experimental study of the polysaccharide interaction in the bacteria Azospirillum brasilense Sp245 / O.A. Arefeva . S.M. Ro-gacheva et al. // Proceedings of SPIE. 2003. - Vol. 5067. - P.288-294.

279. Computer simulation of structure and mobility of water hydrogen bonds net in aqueous solutions of some chemical compounds / P.E. Kuznetsov, S.M. Ro-gacheva et al. // Proceedings of SPIE. 2005. - Vol. 5773. - P. 188-194.

280. Davenas E. Human basophil degranulation triggered by very dilute antiserum against IgE / E. Davenas, F. Beauvais, J. Arnara // Nature. 1988. - Vol. 333, №6176.-P. 816-818.

281. Dobereiner J. Associative symbioses in tropical grasres: Characterization of microorganisms nitrogen-fixing sites / J. Dobereiner, J.M. Day // Proc. 11th

282. Symp. Nitrogen Fixât / eds. W.E. Newton and C.J. Nyman. USA, Washington, 1976.-P. 518-538.

283. Dobereiner J. Nitrogen-fixing rhizocoenosis. The soil/root system in relation to Brazilian agriculture. / J. Dobereiner, N. De-Polli. Parana, 1981. - P. 175198.

284. Doyle M.L. Molecular interaction analysis in ligand design using mass transport, kinetic and thermodynamic methods / M.L. Doyle, D.G. Myszka, I.M. Chaiken // J. Mol. Recogn. 1996. - Vol. 9, № 2. - P. 65-74.

285. Effect of nicotine low doses on the cell membrane models / S.M. Rogacheva et al. // Toxicology and Applied Pharmacology. 2004. - Vol. 197, № 3. - P. 224-225.

286. Elliott M.A. The influence of certain plant hormones on growth of protozoa / M.A. Elliott //Physiol.zoôl. 1938. -Vol. 11,№ 1.-P.31-35.

287. Endogenous indole-3-acetic acid and ethylene evolution in tilted metase-quoia glyptostroboides stems in relation to compression-wood formation / S. Du et al. // Journal of Plant Research. 2004. - Vol. 117, № 2. - P. 171-174.

288. Enhancement of lipid peroxidation by indole-3-acetic acid and derivatives: substituent effects / L.P. Candeias et al. // Free Radie. Res. 1995. - Vol. 23. -P. 403-418.

289. Feeding cell development by cyst and root-knot nematodes involves a similar early, local and transient activation of a specific auxin-inducible promoter element / A. Karczmarek et al. // Molecular Plant Pathology. 2004. - Vol. 5, №4.-P. 343-346.

290. Fernandez A. Desolvation shell of hydrogen bonds in folded proteins,protein complexes and folding pathways / A. Fernandez // FEBS Letters. 2002. - № 527. - P.166-170.

291. Finney J.L. Water and aqueous solution / J.L. Finney; eds. G.N. Nellson, J.E. Enderby. Bristol: Adam Higler, 1986. - 349 p.

292. Folkes L.K. Toward targeted "oxidation therapy" of cancer: peroxidase-catalysed cytotoxicity of indole-3-acetic acids / L.K. Folkes, L.P. Candeias, P.

293. Wardman // International journal of radiation oncology-biology-physics. -1998. Vol. 42, № 4. - P. 917-920.

294. Folkes L.K. Oxidative activation of indole-3-acetic acids to cytotoxic species a potential new role for plant auxins in cancer therapy / L.K. Folkes, P. Wardman // Biochemical Pharmacology. - 2001. - Vol. 61. - P. 129-136.

295. Frank H.S. Structure of ordinary water / H.S. Frank // Science. 1970. -Vol. 169.-P. 635-641.

296. Free-radical intermediates and stable products in the oxidation of indole-3-acetic acid / L.P. Candeias et al. // J.Phys. Chem. 1994. - Vol. 98, № 10. -P. 131-137.

297. Friml J. Polar auxin transport old questions and new concepts? / J. Friml, K. Palme // Plant Molecular Biology. - 2002. - Vol. 49, № 3/4. - P. 273-284.

298. Functional role of cysteine residues in the Na,K-ATPase a subunit / H.G. Shi et al. // Biochimica et Biophysica Acta (BBA).Biomembranes. 2000. -Vol. 1464, №2.-P. 177-187.

299. Goldshtein S. Involvement of outermembrane proteins in the aggregation of Azospirillum brasilense / S. Goldshtein // Microbiology. 1980. - Vol. 145. -P. 1145.

300. Gonzalez L.F. Indole-3-acetic acid control on acidic oat cell wall peroxidases / L.F. Gonzalez, F. Perez, M.C. Rojas // Journal of Plant Growth Regulation. 1999. - Vol. 18, № 1. - P. 25-31.

301. Goverse A. Cell cycle activation by plant parasitic nematodes / A. Goverse, J.A. Engler, J. Verhees // Plant Molecular Biology. 2000. - Vol. 43, № 5/6. -P. 747-761.

302. Grabski S., Auxins and cytokinins as antipodal modulators of elasticity within the actin network of plant cells / S. Grabski, M. Schindler // Plant Physiology. 1996. - Vol. 110. - P. 965-970.

303. Gregoriades G. Liposomes as drug carriers: resent trends and progress / G. Gregoriades. -N.Y.: J. Wiley and sons, 1988. 385 p.

304. Gunther F.E. Secondary messengers and phospholipase A2 in auxin signal transduction / F.E. Gunther // Plant Molecular Biology. 2002. - Vol. 49, № 3/4.-P. 357-372.

305. Hakomori S. Soluble fibronectin interaction with cell surface and extracellular matrix is mediated by carbohydrate-to-carbohydrate interaction / S. Hakomori, M. Zheng // Biochim. et biophys. acta. 1999. - Vol. 374, № 1. - P. 9399.

306. Hakomori S. Traveling for the glycosphingolipid path / S. Hakomori // Gly-coconjugate Journal. 2000. - Vol. 17. - P. 627-647.

307. Hakomori S. Cell adhesion/recognition and signal transduction through glycosphingolipid microdomain / S. Hakomori // Glycoconjugate Journal. 2001. -Vol. 17.-P. 143-151.

308. Hameed S. Rhizobium, Bradyrhizobium and Agrobacterium strains isolated from cultivated legumes / S. Hameed, S. Yasmin, K.A. Malik // Biol. Fertil. Soils. 2004. - Vol. 39, № 2. - P. 179-185.

309. Henderson J. Stable expression of maize auxin-binding protein in insect cell lines / J. Henderson, A.E. Atkinson, C.M. Lazarus // FEBS Lett. 1995. - Vol. 371.-P. 293-296.

310. Henderson J. Protein retention in the endoplasmic reticulum of insect cells is not compromised by baculovirus infection / J. Henderson, H. Macdonald, C.M. Lazarus // Cell.Biol.Int. 1996. - Vol. 20. - P. 413-422.

311. Hirnle P. Liposomes for drug targeting in the lymphatic system / P. Hirnle // Hybridoma. 1997. - Vol. 16. - P. 127-132.

312. Holmes L.A. The interaction of ethylene and auxin in gravitropism of light-grown Helianthus annuus epicotyls / L.A. Holmes, D.M. Reid // Plant Physiology. 1997. - Vol. 114, № 3. - P. 171-177.

313. Hope M.J. Generation of multilamellar and unilamellar phospholipid vesicles / M.J. Hope, M.B. Bally, L.D. Mayer // Chem. phys. Lipids. 1986. - Vol. 40.-P. 89-107.

314. Hopfinger A.J. Application of SCAP to drug design. 1 .Prediction of octanol-water partioniong coefficients using solvent-depended conformational analyses / A.J. Hopfinger, R.D. Battershell // J.Med.Chem. 1976. - Vol. 19, № 5. - P. 569-573.

315. Hood L. T Cell antigens receptors and immunoglobulin supergene family / L. Hood, M. Kronenberg, T. Hunkapiller // Cell. 1985. - Vol. 40. - P. 225229.

316. Hynes R.O. Integrines: a family of cell surface receptors / R.O. Hynes // Cell. 1987. - Vol. 48. - P. 549-554.

317. Ilic N. Tryptophan-independent indole-3-acetic acid byosynthesis in maize / N. Ilic, A. Ostin, J.D. Cohen // Plant Physiology. 1997. - Vol. 114, № 3. - P. 157-161.

318. Indole derivatives produced by the fungus Colletotrichum acutatum causing lime anthracnose and postbloom fruit drop of citrus / K.-R. Chung et al. // FEMS Microbiology Letters. 2003. - Vol. 226, № 1. - P. 23-30.

319. Influence of anti-Helicobacter triple-therapy with metronidazole, omeprazole and clarithromycin on intestinal microflora / A. Buhling et al. // Alimentary Pharmacology & Therapeutics. 2001. - Vol. 15, № 9. - P. 14451452.

320. Involvement of outermembrane proteins in the aggregation of Azospirillum brasilense I S. Burdman et al. // Microbiology. 1999. - Vol. 145. - P. 1145.

321. Jahn K. Microbial polysaccharides / K. Jahn, O. Westphal // The antigens / ed. M. Sela. New York: Academic press. - 1975. - P. 1-125.

322. Jahn T. Reinvastigation of auxin and fusicoccin stimulation of the plasma membrane H -ATPase activity / T. Jahn, F. Johansson, H. Luthen / Planta. -1996.-Vol. 199.-P. 359-365.

323. Jones A.M. KDEL-containing auxin-binding protein is secreted to the plasma membrane and cell wall / A.M. Jones, E.M. Herman // Plant Physiology. 1993. - Vol. 101.-P. 595-606.

324. Jorgensen W.L. The OPLS potential functions for proteins. Energy minimization for crystals of cyclic peptides and crambin / W.L. Jorgensen, J. Tirado-Rievs//J.Am.Chem.Soc.- 1988.-Vol. 110, №6.-P. 1657-1666.

325. Kalinichev A.G. Hydrogen bonding in supercritical water. Computer simulation / A.G. Kalinichev, J.D. Buss // J.Phys.Chem. 1997. - Vol. 101. - P. 9720-9727.

326. Kalinichev A.G. Thermodynamics and structure of molecular clusters in supercritical water / A.G. Kalinichev, S.V. Churakov // Fluid Phase Equilibra. -2001.-Vol. 183-184.-P. 271-278.

327. Kawano T. Roles of the reactive oxygen species-generating peroxidase reactions in plant defense and growth induction / T. Kawano // Plant Cell Reports. -2003. Vol. 21, № 9. - P. 829-837.

328. Khalid A. Screening plant growth-promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat / A. Khalid, M. Arshad, Z.A. Zahir // Journal of Applied Microbiology. 2004. - Vol. 96, № 3. - P. 473-480.

329. Kirsh Y.E. Complexing properties and structural characteristics of thermally sensitive copolymers of N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam / Y.E.

330. Kirsh, N.A. Yanul, E.V. Anufrieva // European Polymer Journal. 2001. - Vol. 37, №2.-P. 323-328.

331. Kitamura S. Adaptive growth responses to osmotic stress of hypocotyls sections of Vigna unguiculata: roles of the xylem proton pump and IAA / S. Kitamura, A. Mizuno, K. Katou // Plant and Cell Physiology. 1997. - Vol. 38, № l.-P. 44-50.

332. Kiyohide K. Distribution and transport of IAA in tomato plants / K. Kiyo-hide, O. Eriko, Y. Zheyuan // Plant Growth Regulation. 2002. - Vol. 37, № 3. - P. 249-254.

333. Kojima K. Changes of ABA, IAA and Gas levels in reproductive organs of citrus / K. Kojima // Jap.Agr.Res.Quart. 1997. - Vol. 31. - P. 271-280.

334. Lasic D.D. Liposomes: from physics to applications / D.D. Lasic. Amsterdam: Elsevier. - 1993. - 180 p.

335. Lemienux R.U. How water provides the impetus for molecular recognition in aqueous solution / R.U. Lemienux // Account. Chem.Res. 1996. - Vol. 29, №8.-P. 373-380.

336. Ling A.M. The Aqueous Cytoplasm / A.M. Ling; ed. A.D. Keith. N.Y.: Dakker, 1989.-230 p.

337. Madi L. Aggregation in Azospirillum brasilense Cd: conditions and factors involved in cell-to cell adhesion / L. Madi, Y. Henis // Plant Soil. 1989. -Vol. 115, № 1. - P. 89-98.

338. Malinina J.A. Use of Paramecium caudatum as a test-object for determination of water quality / J.A. Malinina // Infusoria in Bioassays : abstracts of Inter. scien. and pract. correspondence conf. Saint-Petersburg, 1998. - P. 131132.

339. Masuda Y. Auxin-induced cell elongation and cell well changes / Y. Masuda // Bot. Mag. (Tokio). 1990. - Vol. 103. - P. 345-370.

340. Matora L. Structural effects of the Azospirillum lipopolysaccharides in cell suspensions / L. Matora, O. Serebrennikova, S. Shchygolev // Biomacro-molecules. 2001. - Vol. 2. - P. 402-406.

341. Mazur H. Indole-3-acetic acid in the culture medium of two axenic green microalgae / H. Mazur, A. Konop, R. Synak // Journal of Applied Phycology. -2001.-Vol. 13, № 1,-P. 35-42.

342. Mechanism of free radical-induced hemolysis of human erythrocytes: hemolysis by water-soluble radical initiator / Y. Sato et al. // Biochemistry. 1995. - Vol. 34, № 28. - P. 8940-8949.

343. Michalchik E.V. New type of carbohydrate-carbohydrate interaction / E.V. Michalchik, N.V. Shiyan, S.D. Bovin // Proc. Russian Acad. Sci. 1997. - Vol. 354.-P. 261-264.

344. Michalchik E.V. Carbohydrate-carbohydrate interaction: zymosan and 3-glucan from Saccharomyces cerevisiae bind mannosylated glycoconjugates /

345. E.V. Michalchik, S.D. Shiyan, N.V. Bovin // Biochemistry. 2000. - Vol. 65. -P. 494-501.

346. Michiels K.W. Two different modes of attachment of Azospirillum brasilense Sp 7 to wheat roots. / K.W. Michiels, C.L. Croes, J. Vanderleyden // J. Gen. Microbiol. 1991. - Vol. 137. - P. 2241-2246.

347. Moens W.E. Marked stimulation of lymphocyte-mediated attack on tumor cells by target-directed liposomes containing immune RNA / W.E. Moens, J. H. Cronenberger // Cancer Res. 1978. - Vol. 38. - P. 1173-1176.

348. Molecular modeling and enzymatic studies of the interaction of a choline analogue and acetylcholinesterase / S. Alcaro et al. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2002. - Vol. 12, № 20. - P. 2899-2905.

349. Mullay J.A. Simple method for calculating atomic charges in molecules / J. A. Mullay//J.Am. Chem.Soc. 1986.-Vol. 108, №8.-P. 1770-1775.

350. Mutant of Azospirillum brasilense Sp7 impaired in flocculation with a modified colonization pattern and superior nitrogen fixation in association with wheat / S.A. Katupitiya et al. // Appl. Environ. Microbiol. 1995. - Vol. 61. -P. 1987-1995.

351. New bioactive metabolites produced by Colletotrichum sp., an endophytic fungus in Artemisia annua / H. Lu et al. // Plant Science. 2000. - Vol. 151, № 1. - P. 67-73.

352. Nicolas J.I.L. Role of basipetal auxin transport and lateral auxin movement in rooting and growth of etiolated lupin hypocotyls / J.I.L. Nicolas, M. Acosta, J. Sanchez-Bravo // Physiologia Plantarum. 2004. - Vol. 121, № 2. - P. 294304.

353. Nicotine Addiction in Britain. A report of the Tobacco Advisory Group of the Royal College of Physicians. Copyright © 2000 Royal College of Physicians. -(http://www.rcplondon.ac.uk/pubs/books/nicotine/index.htm).

354. Oami K. Identification of the Ca conductance responsible for K -induced backward swimming in Paramecium caudatum / K. Oami, M. Takahashi // Journal of Membrane Biology. 2002. - Vol. 190, № 2. - P. 159 - 165.• + • 2+

355. Oami K. K -induced Ca -conductance responsible for the prolonged backward swimming in K+-agitated mutant of Paramecium caudatum / K. Oami, M. Takahashi // Journal of Membrane Biology. 2003. - Vol. 195, № 2. - P. 8592.

356. Okon Y. Development and function of Azospirilliim-mocu 1 atcd roots / Y. Okon, Y. Kapulnik // Plant Soil. 1986. - Vol. 90. - P. 3-16.

357. Omar H.H. Adsorption of zinc ions by Scenedesmus obliquus and S. quadri-cauda and its effect on growth and metabolism / H.H. Omar // Biologia Planta-rum. 2002. - Vol. 45, № 2. - P. 261-266.

358. Optical investigations of metronidazolum action on the cell membranes and proteins / E.B. Popyhova . S.M. Rogacheva et al. // Proc. SPIE. 2004. -Vol. 5474.-P. 377-384.

359. Optical methods for creating delivery systems of chemical compounds to plant roots / P.E. Kuznetsov, S.M. Rogacheva et al. // Proceedings of SPIE. -2004. Vol. 5474. - P. 369-376.

360. Optical methods in modeling nicotine effect on the surface water of cell membranes / T.V. Alexandrova, S.M. Rogacheva et al. // Proceedings of SPIE. -2005. Vol. 5771. - P. 365-371.

361. Optical properties of aqueous morphine solutions / P.E. Kuznetsov . S.M. Rogacheva et al. // Proceedings of SPIE. 2003. - Vol. 5068. - P. 396-404.

362. Patriquin D.J. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses / D.J. Patriquin, J. Dobereiner, D.K. Jain // Can. J. Microbiol. 1983. -Vol. 29.-P. 900-915

363. Peroxidase activity may play a role in the cytotoxic effect of indole acetic acid / M. Pires de Melo et al. // Photochem Photobiol. 1997. - Vol. 65. - P. 338-341.

364. Peroxidase-catalysed effects of indole-3-acetic acid and analogues on lipid membranes, DNA and mammalian cells in vitro / L.K. Folkes et al. // Biochemical Pharmacology. 1995. - Vol. 57. - P. 375-382.

365. Pietrowicz-Kosmynska D. The influence of definite ionic medium on the negative chemotaxic in Stentor coeruleus / D. Pietrowicz-Kosmynska // Acta protozool. 1971. - Vol. 15, № 9. - P. 305-322.

366. Prinsen E. Phytohormones in plant-bacterium interactions / E. Prinsen, H. Van Onckelen // Biotechnol. and biotechnol. equip. 1994. - Vol. 8, № 1. - P. 3-9.

367. Protective effect of metronidazole low concentration on the cell membranes / S.M. Rogacheva et al. // Toxicology Letters. 2005. - Vol. 158, suppl. 1. - P. 57-58.

368. Purification and properties of hydrophilic dimers of acetylcholinesterase from mouse erythrocytes / J.L. Gomez et al. // The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2003. - Vol. 35, № 7. - P. 1109-1118.

369. Quinn D.M. Acetylcholinesterase: enzyme structure, reaction dynamics, and virtual transition states / D.M. Quinn // Chem.Rev. 1987. - Vol. 87, № 5. - P. 955-979.

370. Radhakrishnan T.P. Conformational concept of proton ordering in aqueous systems / T.P. Radhakrishnan, B.C. Herndon // J. Phys. Chem. 1991. - Vol. 95, №7.-P. 10609-10617.

371. Ralph E.D. Clinical pharmacokinetics of metronidazole / E.D. Ralph // Clin. Pharmacokinet. 1983. - № 18. - P. 43-62.

372. Rojickova-Padrtova R. Selection and sensitivity comparisons of algal species for toxicity testing / R. Rojickova-Padrtova, B. Marsalek // Chemosphere. 1999. - Vol. 38, № 14. - P. 3329 -3338.

373. Rossiter S. Halogenated Indole-3-acetic acids as oxidatively activated prodrugs with potential for targeted cancer therapy / S. Rossiter, L.K. Folkes, P. Wardman // Bioorganic & medicinal chemistry letters. 2002. - Vol. 12. - P. 2523-2526.

374. Sadasivan L. Flocculation in Azospirillum brasilense and Azospirillum li-poferum: exopolysaccharides and cyst formation. / L. Sadasivan, C.A. Neyra // J. Bacteriol. 1985. - Vol. 163, № 2. - P. 716-723.

375. Seibold B. Optimal Prediction in Molecular Dynamics / B. Seibold // Monte Carlo Methods and Applications. 2004. - Vol. 10, № 1. - P. 25-51.

376. Sialylation sensitive bands in the Raman spectra of oligasaccharides and glycoproteins. / V.A. Oleinikov et al. // J. Molec. Structure. 1999. - Vol. 480.-P. 475-480.

377. Sozoka F. Comparative properties and methods of preparation of lipid vesicles (liposomes) / F. Sozoka, D. Papahadjopoulos // Annu. rev. biophys. bioeng. 1980. - Vol. 9. - P. 467-508.

378. Structure of the O-specific polysaccharide of the lipopolysaccharide of Azospirillum brasilense Sp 245 / Y.P. Fedonenko et al. // Carbohydrate Research. 2002. - Vol. 337. - P. 869-872.

379. Studies of phosphatidilcholine vesicles by spectroturbidimetry and dynamic light scattering methods. / B.N. Khlebtsov et al. // J. Quant. Spectr. Radiat. Ttransfer. 2003. - Vol. 79-80. - P. 829-838.

380. Synthesis of N-vinylcaprolactam polymers in water-containing media / Khokhlov A.R. et al. // Polymer. 2000. - Vol. 41, № 17. - P. 6507-6518.

381. Tanaka E. Indole-3-acetic acid biosynthesis in Aciculosporium take, a causal agent of witches' broom of bamboo // E. Tanaka, C. Tanaka, A. Ishihara // Journal of General Plant Pathology. 2003. - Vol. 69, № 1. - P. 1-6.

382. The diageotropica mutation of tomato disrupts a signalling chain using extracellular auxin binding protein 1 as a receptor / M. Christian et al. // Planta. 2003. - Vol. 218, № 2. - P. 309-314.

383. The relative importance of tryptophan-dependent and tryptophan-independent biosynthesis of indole-3-acetic acid in tobacco during vegetative growth / F. Sitbon et al. // Planta. 2000. - Vol. 211, № 5. - P. 715-721.

384. The vascular and glandular organoprotective properties of metronidazole in the rodent stomach / J.K.S. Ko et al. // Alimentary Pharmacology & Therapeutics. 1997. - Vol. 11, № 4. - P. 811-819.

385. Thomas C. Molecular characterization and spatial expression of the sunflower ABP1 gene / C. Thomas, D. Meyer, M. Wolff // Plant Molecular Biology. 2003. - Vol. 52, №5.-p. 1025-1036.

386. Torchilin V.P. Affinity liposomes in vivo: factors influencing target accumulation / V.P. Torchilin // J. Mol. Recognit. 1996. - Vol. 9. - P. 335-346.

387. Torchilin V.P. Liposomes as delivery agents for medical imaging / V.P. Torchilin // Mol. Med. Today. 1996. - Vol. 2. - P. 242-249.

388. Toxicity of 21 herbicides to the green alga Scenedesmus quadricauda / J. Ma et al. // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 2003. -Vol. 71, №3.-P. 594-601.

389. Tretyn A. Signal transduction in Sinapis alba root hairs: auxins as external messengers / A. Tretyn, G. Wagner, H.H. Felle // J.Plant.Physiol. 1991. -Vol. 139.-P. 187-193.

390. Van der Schalie W.H. Fish bioassay monitoring of waste effluents / W.H. Van der Schalie, K.L. Dickson, G.F. Westlake // Environmental management. -1979. Vol. 3, № 3. - P. 217-235.

391. Venis M.A. Auxin Binding Protein 1 is a red herring? Oh no it isn't! / M.A. Venis // J.Exp.Bot. 1995. - Vol. 46. - P. 463-465.

392. Venis M.A. Auxin Receptors: Recent developments / M.A. Venis, R.M. Napier // Plant Growth Regul. 1991. - Vol. 10. - P. 329-340.

393. Vose P.B. Development in nonlegume N-fixing systems / P.B. Vose // Can. J. Microbil. 1983. - № 8. - P. 837-850.

394. Wardman P. Indole-3-acetic acids and horseradish peroxidase: a new prod-rug/enzyme combination for targeted cancer therapy / P. Wardman // Current pharmaceutical design. 2002. - Vol. 8, № 15. - P. 1363-1374.

395. Weiner S.J. A new force field for molecular mechanical simulation of nucleic acids and proteins. / S.J. Weiner, P.A. Kollman, D.A. Case // J.Am.Chem.Soc. -1984.-Vol. 106.-P. 765-784.

396. Wollenweber H.W. Analysis of lypopolysaccharide (lipid A) fatty acids / H.W. Wollenweber, E.Th. Rietschel // J. Microbiol Methods. 1990. - Vol. 11. -P. 195-211.

397. Yang J. Hormones in the grains in relation to sink strength and postanthesis development of spikelets in rice / J. Yang, J. Zhang, Z. Wang // Plant Growth Regulation. 2003. - Vol. 41, № 3. - P. 185-195.

398. Yurekli F. The synthesis of indole-3-acetic acid by the industrially important white-rot fungus Lentinus sajor-caju under different culture conditions / F. Yurekli, H. Geckil, F. Topcuoglu // Mycological Research. 2003. - Vol. 107, №3.-P. 305-309.

399. Zavada T. Diffusion and relaxation in interface layers of crystals in nanoporous glass / T. Zavada, S. Stapf, R. Kimmich // Magn. Reson. Imaging. 1998. - Vol. 6, № 5-6. - P. 695-697.

400. Zamudio, M. Adhesiveness and root hair deformation of Azospirillum strains for wheat seedlings. / M. Zamudio, F. Bastarrachea // Soil. Biol. Biochem. -1994. Vol. 26, № 6. - P. 791 -797.

401. Zazimalova E. Points of regulation for auxin action / E. Zazimalova, R.M. Napier // Plant Cell Reports. 2003. - Vol. 21, № 7. - P.625-634.

402. Zelena E. The effect of light on IAA metabolism in different parts of maize seedlings in correlation with their growth / E. Zelena // Plant Growth Regulation. 2000. - Vol. 32, № 2/3. - P. 239-243.

403. Zhang W. The phytohormone profile of the red alga Porphyra perforata / W. Zhang, H. Yamane, D.G. Chapman // Bot.mar. 1993. - Vol. 36 - P. 257-266.