Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетические эффекты полиеновых антибиотиков и их модификация

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетические эффекты полиеновых антибиотиков и их модификация"

АКАДЕМИЯ НАУК 'АЗ

АКАДЕМИЯ НАУК 'АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ БОТАНИКИ ИМ. В. Л. КОМАРОВА

На правах рукописи

ИСКЕНДЕРОВА ИРАДА МАХМУД кизы

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПОЛИЕНОВЫХ АНТИБИОТИКОВ И ИХ МОДИФИКАЦИЯ

03.00.15 — Генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Баку — 1992

Работа выполнена в Институте ботаники АН Азербайджанской Республики.

Научные руководители:

доктор биологических наук Агабейли Р. А.

доктор биологических наук Касумов X. М.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Агаев Ю. М.

кандидат биологических наук Аскеров И. Т.

Ведущая организация: Бакинский Государственный Университет им. М. А. Расул-заде.

Защита состоится «-T^f » (PU'êû^cj 1993 г. в /0 часов

на заседании Специализированного совета Д 004.20.01 по специальности «генетика» при Институте генетики и селекции Академии наук Азербайджанской Республики (370106, г. Баку, пр. Азадлыг, 155).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института генетики и селекции АН Азербайджанской Республики.

Автореферат разослан « /Оъ 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор биологических наук

А. А. АЛИЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность течь'. Проведение исследований, направленных на изучение генетической активности лекарственных препаратов -полиеиовнх антибиотиков, широко пршеняеьшх в медицине, сельском хозяйстве и пищевой прошплениости, а также вновь синтезированных, выявление среда них генетически безопасных соединений, а также изучение возможности предотвракения индуцированной ими генотсксичноста является актуально!! .задачей.

Среди комплекса экологических проблем одним яз в&таей-ших является охрана генофонда, которая на современном этапе предусматривает также необходимость контролирования темпов мутирования в изменяющихся условиях окружающей среда. Это связано о тем, что в результате загрязнения окружающей среди в нее оказались введенными генотоксиканты, отрицательный аффект которых проявляется на всех представителях органического мира (Дубинин, Аки^ьев, 1969; Бочков, 1973; Trimble, Doughty, 1974; Дубинина, Курашова, 1989). Загрязнение среда представляет особую опасность для человека, у которого с действием генотокси-калтсв связаны наследственные болезни и вроэденные уродства, многие обменные нарушения и прездевремзкное'старение. По имевшимся данным с действием факторов окружающей среды связано не менее 60% случаев возникновения злокачественных новообразований (Иыяе1, Alekperov, Алея et al., 1966).

Анализ данных экспериментов и эпидемиологических наблюдений показал, что на современном этапе в качестве срэдовых индукторов мутационного процесса могут выступать факторы различной физической, химической и биологической природа. Одной из групп средовых геяогоксикантов являются фармакологические средства.

Цель и задачи иослеловешя. Целью исследования являлось изучение генетической активности полиеновых антибиотиков, в том числе вновь синтезированных производных амфотерацина Б, представляющих интерес в качестве фунгидадных препаратов для 'медицины и сельского хозяйства и изучение комбинированного воздействия - антибиотика и мутагена на эукариотическиэ клетки, а также применение антибиотиков в комбинации о антимута-

ганаш для предотвращения их мутагенной и митодепрессивной активности. В соответствий с указанными целями в задачу исследования входили:

1. Изучение генетической активности десяти полленовых антибиотиков на различных объектах - бактериях, растениях, животных. Проведение сравнительной оценки их генетической активности и выявление наименее безопасных для практического применения.

2. Исследование генетическое активности полиеновых антибиотиков при их комбинированном воздействии с мутагенами,

3. Изучение антимутагзиного действия фермента пероксида-зк на бактериальных иг растительных клетках и применение его для" нейтрализации генстоксичности, индуцированной полиеновкки антибиотикам. Разработка способов приг/.енения фермента перок-сидазы для зато. :ы генетического аппарата клеток животные от г.^утагашого действия полиеновых антибиотиков.

}1еучпая нозиэив исследсвянмй. Впервые установлена способность полиеновых антибиотиков - леворина, леворина А2> натриевой соли а^стеривдна 3, ы.^отер-лцйна В и его производных -штаг.*4оцянз, зтсмйсцяна, пропем&оцина, бутам£оцина, карбау.^о-ц;ша проявлять мутагенный и цятогокслческий эйекты. Сравнительная оценка их мутагенной активности показала, что геноток-сичность полкековых антибиотиков зависит ст структуры антибиотика.

Выявлен синергизм мутагенного действия полиенсвых антибиотиков и малых доз радиации.

Установлен антиыутагенный э$$ект кероксидззы при действии ее на индуцированную полиеновыми антибиотикам* стабильность в клетках растений и кивогных.

Практическая ценность •работы. Предложена генетическая регламентация использования полиеновых антибиотиков. Разработан способ предотвраиешя пероксидазой мутабяльности, индуцированной поляеновнм? антибиотиками - леворинок амфеерици-нсм 5 и его производныгш метрг.фоцино;-.: и карб£м$оцииом.. В основу способа нейтрализации аугагенного и цитотоксачеокого эффектов антибиотиков полстада ферментативная рзгуляпия мута-бильаости и использование пероксидазы в качестве фармакологи-

ческого препарате.

Структур? -л объем цисоертпцуи. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемо!! литературы. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, седерлит 20 таблиц и 7 рисунков. Список литературы включает 204 наименования, в том числе 102 инострэшшх источников.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены в обсуждены на У Всесоюзном симпозиума по химии и фазякб белков и пептидов (Баку, I960), 1У съезде генетиков и селекционеров Азербайджана (Баку, IS31), 2 ньучно-практичэско'Л конференции колодах ученых по проблеме социально-экономичесхого развития г.Баку (Баку, 1983), конференции молодка генетиков посвякенкой проблеме "Генетика и селекция на службе продовольственной прографи" (Баку, 19631, Республиканской конференции молод;« ученых "Растительность а пути еэ жизнедеятельности" (Баку, 1986), У съезде ДОГиС им. Вавилова (.'Досква, 1987),. заседании секции генетических аспектов про Оле?.™ "Человек и биосХера" (Ереван, Г967; Караганда, 1990).

Публикации. По материалам диссертация опубликовано 12 научных работ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

рбт-рктн. Для проведения генетических и цитологических исследовани!; использовали различные экспериментальные модели и тест-объекти: микроорганизмы, растения и животные. В качестве микробного теста использовали штамм Е/г то2 trp 6. В экспериментах на растительной тест-системе использовали Allium iietulosum L. и Allium сера Ь., на животных - крысы линии Вистар (рис.1).

Индуктст>ц и гувддп'Т'Икатом мутации. В работе изучены генетические эффекты 13 соединений, из которых 10 исследовались 'впервие - нистатин, лвворин, леворин А2, аыфотерицин В и 6 ого новых производных (табл.1). В зависимости от поставленных задач в аксперкиентах использовали пероксидазу и альфа-токс^е-

Р/.с. I. Объекте и методы исследования.

Таблица I Иэученнке псиглековые антибиотики

Полиеновые антибиотики

Ндзмняе вещестм

формула

X Нистатин

«^-«-«-¿-(«•н^-^^гсн-ск^-ся-СНгЫ

о./ О" . Iм* . 1 ^______¿1 м 4я а _

2 Леворин А*

■«О «

мо^4;—Лг

3 Лм<ротерицин В

00*3» т

Ндтрмевля с ель ^ лмфотермцинл В ^

сиа ._у о — к,« з

Метиловый *^чх^^»/0~ • >■

цинл В(мтн<тин)

этиловыи э<рир-и-м-

. ч___________________

чина В(эглм<роцию ^а^Г^^^ХЛс.

о 91 ох 0*1 Ст» ОП

ЧО0С,Н{

ЛРОПИЛОВЫИ З<РИР-Н-К-7 к-тринетлм-т>отерицина В (прогцмтоцин)

V

■(.ООС5(17 Л

Бутилозыи эфнр-н-н-8 -м-тжмегмлдмчротери-

ЦИНА & (БУТАМТОИН)

сооеУ»

Э КАРЬАМФОНИН

К -ЛАКТОННОЕ КОЛЩО

¡.^соон чхн-снг-соона

ю Леворин

к,с

рол. В серии экспериментов в качестве индуктора мутаций использовали гам/й-лучи и Сихромат калия. Сблучеше сухо-воздуш-кнх семян прозодали на установке ЮТЩ, в дозе 1 Гр.

Методы исследования. I. Анализ частоты генных мутаций: учет обратных мутаций от ауксотрофности по триптофану к прото-трофности у штакмсв линии в/г т.т„ tгp6 (дикий тип).

2. Анализ аберраций хромосом в анафазных клетках проростков растений.

3. Анализ аберраций хромосом в анафазах костного мозга куыо линии Вистар. Ксстный мозг,' извлеченный из бедренных кос--тси, фиксировали в растворе в чаете" абсолютного этанола, "3 "частей хлороформа, 2 часта ледяной уксусной кислоты. Готовили давленные временные препараты, окрашенные ацетоорсеином. Еи-еотшк испатезаемм полиеновые антибиотики и их растворители вводили порроралъно, с лсмошью специальной канюли з желудок.

4. Митстяческий индекс в клетках корешков подсчитывали .по отнесению делящихся клеток к неделящикся.

Результаты экспериментов обрабатывались общепринятая методами математгчеокой статистики (Плохинский, 1961; Урбах, 1964).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

Англиз "цятегенетической активности полие-новкх антибиотиков в растительных клетках

В настоящей работе изучены - нистатин, -леворпн, леворкн Ад, амфотерицин В и вновь синтезированные произведите ак!отери-цина 3 - иатриезая соль ам$отерицнка В, мстаадоц/н, щ?опам$о-дан, бутам^оцчн, карбампецин. Первоначально генетические аффекты антибиотиков изучались на растительной тест-системе и как показали результаты экспериментов полиеновае антибиотики индуцируют мутация хрсг/осом в растительных клетках (рис.2).

Действие аафотаргдеаа 3, натриевой соли амфотерицика 3, пропамфоцина, бутакфотша, карбе.\фоцинз и леворинз А2 на спонтанны;: мутационные процесс в клетках меристемы корешков лука-батуна привело к проявлению сального мутагенного э^екта ео

Ряс.2. Влияние полиеновых антибиотиков на спонтанный «утепленным процесс в клетках меристемы корешков лука-батуна; ам$отерицин В (I), натриевая соль амфотерищша В (2), пропамфошш (3), бутамроцин (4), карбамфоцин (5), леворин А2 (б)

по осям абсцисс: концентрация, мкг/гал; ординат: клетки с аберрациями хромосом, %.

в сох изученных концентрациях. Наиболее сильный мутагенный, аффект проявил лезориц А2 нри действии в концентрациях 0,1 к 0,01 мкг/мл. Из результатов рис.2 видно, что все аесть антибиотиков проявляют мутагенное действие и увеличивают мутабиль-аосгь хромосом растительных клеток по отношению к контролю в 2-3 раза.

В результате анализа концентрационных эффектов впервые было установлено,- что все изученные полиеновые антибиотики проявили способность индуцировать стабильность в растительных «лотках уже при действии юшимальккх концентраций.

Принимая во внимание одновременное изменение скорости клеточной пролиферация представлялось необходимым исследовать характер динамики мутирования в течении первого митотичеокого цикла. Ьа рисунке 3 представлены експерименгальние данные по влиянию карбау&оцина в концентрация 10 икг/мл на стабильность хромосом ксрекков лука-батуна в динамике. . •

рис.3. Влияние кзрбамфо-. цина (I) на стабильность хромосом корешков лука-батука в динт.глке. по оси абсцисс: врега фиксации, час; по оси ординат: аберрации хромосом, %; К - контроль

Как видно из рисунке 3, уровень аберраций хромосом при действии карбакфоцика на зсе сроки фиксации материала оказался выше контрольного, а на срок 89 час. от начала затачивания семян наблюдали полное отсутствие митозов при его действии.

Сравнительная ос?яка цитогенетическок активности анти-биотиксв показала, что наиболее сильным кутггешшми свойствами я иитсстатическдк эхфектем отличается ловорин А^ з низких концентрациях пря действии которых наблюдали гибель клеток и отсутствие ¡/итогов, а также амфотерицик В и нарбамфоцин.

Одновременно с количественной оценкой стабильности

65 Я Р? 83 89

проводился анализ спектра структурных мутаций хромосом. Как видно из рисунка 4, действие метамфоцина и леворинв А2 в отдельных вариантах приводит к относительному увеличению хрома-тидных мостов. Таким образом в отдельных вариантах наблвдата увеличение аберраций хромосом хроматидного типа, что очевидно свидетельствует о поражении хромосом в 3 -фазе клеточного цик-'ла. В то же время из результатов экспериментов можно предположить, что леворин ^ и метамфоцян действуют на все фазы ¡щеточного цикла, поскольку при их действии были.отмечены и хрс-

Рис.4. Влияние полие-новых антибиотиков на спектр структурных мутаций хромосом лука-батуна.

по оси -абсцисс: типы аберраций хромосом; по оси ординат: количество измененных клеток, %; а - контроль; О - иетамфощш; в -леворин А^.

I. - одиночные фрагменты; 2 - парные фрагменты; 3 - хрома-тидные мосты; 4 - хромосомные мосты

Цитологические эффекты пслиеновых антибиотиков в растительных клетках

Известно, что среди многих антибиотиков, обладающих противолучевой активностью, цитотоксическим действием обладают и полиеновые антибиотики, такие как леворин и эмфотери-цин (Семенов, 1973). Однако, литературные данные о цитологической активности полиеновых антибиотиков этими данными огра-

матидные и хромосомные типы аберраций.

А пПп ь п п

А П П г-1 ь -1 П'

I г з ч I 2. з ч

начиваются, что предопределяло необходимость изучения и других полиенозых антибиотиков.

Анализ митотической активности клетск лука показал, что действие натриевой соли аыфотеряцкна В, леворина А2 и метамфо-цино привело к проявлению сильного актимитотического эффекта во всех изученных кощеитрациях. Так, леворин Ад при действии в концентрациях, облэдакгах высокой мутагенной активностью, проявил сильно выраженный нигсотвтичемяй эффект (рис.5), сильно снижают ттот/ческий индекс все изученные концентрации натриевой соли акфстерицана В. Исследование митотической ак-¡таянссти при действии натриевой соли акфотерицина В, леворина ■'г катамфсцика показало, что наиболее сильно снижают митотичес-ки2 Ендекс следующие концентрации леворина А2 - 0,1; 0,01; 0,(301 г.:кг/кл; натриевой соли амфотерицина В - 0,01 мкг/мл; ме-тамфоцина - ОД; .001 мкг/мл. Снякеше штотического индекса происходи не за счет образования отдельных блоков, а, как-полазал анализ соотношения отдельных фаз митоза, в результате резкого падения относительного количества дзляелхся клеток по всем фазам митоза. •

Анализ действия нистатина и карбачфоцина на митотичес-кую активность клеток показал, что эти препараты во всех изученных концентрациях проявляют энтимитотическай и митодепрес-сивняй эффекта (рис.5). '

Анализ киготической активности клеток при действии кар-бамфоцика в концентрации 10 мкг/мл на несколько сроков фиксации-показал, что на сроки 71, 77 и 83 часа от начала замачивания семян при действии этого препарата наблюдали резкое подавление митотической активности клетск (рис.6).

Сравнительная оценка мутагенного к антитетического эффектов аглфотерицина В и карбамфоцина показала, что карбзм-фоцин проявляет сильное митодопрессивкое действие, эффект которого превышает таковой у амфотеряшша В, что также, может являться наличием противоопухолевых сбойств у указанного препарата.

Сопоставление де'нных по мутагенной активности изученных препаратов с их влиянием на сттотическую активность клеток показало, что леворин А2, амфотерицин В и его производные:

а<хм 0.11 о,( < ю 1оо

О

«г-1

—I-11 I-1 1 ''

О ИИ 0.« 0,) I »0 10»

ОкХК о» « (О 1»о 8

еда о,о1 о,1 | ю юо

Рис.5. Влияние полиеновых антибиотиков на пролиферативную активность клеток лука-батуна; амфотерицин 3 (I), натриевая ссль амфотерицина В (2), метакфоцин (3), пропамфо-

цин (4) „ ¿утэмфоюш (5), карбамфоцин (6), леворцн Ау(7). мистатии ш- / *

по осям абсцисс: концентрация, мкг/мл; ординат: деля-

¡диеся клетки,

2

Ríe. 6. Влияние карбамгощша (I) в концентрации 10 мкг/мл из пролифератявну» активность клеток лука-репчатого в динамике.

по оси абсцисс - время фиксация, час,- до оси ординат -делящиеся клетки, %; К - контроль

натриевая соль акфотеряппнз В, пропамфоцин, бутамфоцин, кар-бамфоцин обладают сильно;-; кутагешюй активностью, проявляют цитстоксически* и цятостатический эффекты, в то время как ме-тамфоцик и нистатин при слабо.1 мутагенности обладают резко вы-рагенноЧ знтжитстической активностью. Обнаружение мутагенного и антк.митоткчпсь'ого зффектрв у из ученных антибиотиков может служить косваншл! подтверждением их противоопухолевых свойств.

Генетические эффекты шшгековых антибиотиков к клетках ккаечнои палочки

Оценка генетического эффекта некоторых пелиеиовых антибиотиков, в том числе вновь синтезированиях, показала, что сии могут проявлять кутагешыз свойства (табл.2). Однако, эти результаты получены на -зукараотех при использовании такого мутационного теста, как аберрации хромосом. Для оценки действия полиенсзых антибиотиков на уровень генных мутациЛ -у прокариотов были поставлены эксперименты с привлечением нового объекта - кишечной палочки.

Анализ действия аифотерицана В, метамфоцика, пропамфе-цина, бутеглфоцнка, гтаифоцгка я леворина на бактериальные клетки е.coli доказал, что поляековые антибиотики индуцируют генные мутации в указанной тест-системе с различ-ной эффективностью. Кз таблицы 3 видно, что амфоторицин В в концентрации

64" Я 77 Si $Г

Таблица 2

Мутагенная активность полиенсвнх антибиотиков

Л Название Объект Источник

I Леворин Лук, пшеница, рожь К ссС; Агабейли, Беликова, Ис-кендерова и др., 1984; Агабейли, 1986

2 Леворин А2 лук Агабейли, Меликова, Ис-кендерова и др., 1984

3 Нистатин Allium сера бактерии Vijaya, Ramaiah, Subad-ru, 1977; Hittchell, Dixon, White, I960

4 Амфстерицин В лук, пшеница, posa. е. сс£/ Агабелли, Меликова, Ис-. кендерова и др., 1984; Арабе или, 1986

5 Натриевая соль а^стерицянэ В лук Агабейли, Меликова, Ис-Кендерсва- и др., 1984

6 Поопам^овдн лук Агабейли, Меликова, Ка-суков, IS86; Искендеро-ва, Меликова, 1986

7 Бутгм^оцин лук Агабейлиj Меликова, Ка-сумоэ, 1966

8' Металфоцин лук, пшеница, рожь , £. CCÙ' Агабейли, Меликова. Ис~ кендерова и др., 1984; Агабейли, Меликова, Ка-с^ксв, 1936; Агабейли,

9 Этаьфсцин В. С£&. Агабейли, Касумов, Меликова, Искендерова и . др., IS87

10 Карбам^оцин лук-батун Искендерова, 1990

Таблица 3

Мутагенное действие полиеновых антибиотиков в клетках д.

Вариант опыта

Часто

м у

концентрация I тт/т к Р - концентрация 10 мкгДиг * Р концентрация 100 жг/кл к Р

Амфотерицин В 8,2-Ю-7 3,6 <0.01 6,6-КГ7 2,5 <0,01 18-Ю"7 10,6 <0,01

Металфоцин 4,6-Ю-7 1.0 - 6,5-КГ7 2,4 <0,01 4,1-Ю-7 0,7 -

Зтагфошн 5,4-Ю-7 1.6 <0,05 4,0-Ю-7 0,6 <0,05 3,9-Ю-7 0,5 -

Пропам$оцин 3,8-КГ7 0.5 - 5,7-10"7 1.8 <0,05 3,5-ПГ7 0,2 -

Бутамгоцин 4,5-Ю"7 1.0 - 7,0-ГО"7 2,7 <0,01 6,3-Ю"7 2,3 <0,01

Леворин 4,2-Ю"7 0,8 - 6,6-ПГ7 2,5 <0,01 2,8-Ю"7 - -

Контроль 3,1-Ю"7 - - 3,1-Ю"7 - 3,1-Ю"7 -

а

100 мкг/кл повисает мутагенез в клетках в. coll в 5 раз, тогда как действие сстальних изученных производных амфотерицина В незначительно повышает эффективность мутационного процесса, превышая контрольный уровень при действии метекфоцина, левори-на, этаифоцина и бугамфоцина в 1,5-2 раза.

Имеются данные о том, что химические модификации молекул полиеновых антибиотиков приводят к изменению биофизических параметров, к изменению их эффекта на бислойных липидных мембранах (Касуков, 1986). Б зависимости от изменения длины алкиль-ной цепи наблждается усиление мятодепрессивного к цитотокси-ческого эффектов полиеновых антибиотиков. Сравнительная оценка их мутагенной активности показала, что генотоксичность полие-новых. антибиотиков зависит от структуры антибиотика, введенных метнльннх, этильных я карбоксильных групп.

Генетические эффекты комбинированного воздействия гамма-лучей и полиенсвых антибиотиков на мутабильность растительных клеток

Известно, что хотя многие антибиотики обладают мутагенным действием (Feng, Lin, 1987), тем не менее некоторые из них могут проявлять антимутагенные сеойстеэ в зависимости от применяемой концентрации, объекта, в том числе и комбинированного воздействия различных факторов среды. Изучено влияние разных концентраций антибиотиков - натриевой соли амфотерици-нз Б и метэмфоцина (рис.7) на мутабильность клеток лука-бату-на при действии гамма-лучей я установлена способность этих препаратов модифицировать радиационный эффект, проявляя защитные свойства. , -

Генетические эффекты метамфоцина при индукции мутаций в клетках лука-озтуяа гакма-лучами изучены и в условиях темпоральной фиксации и из рис.8 еиднс, что кетамфоцин снижает ра-дтавдснчсГ индуцированную мутабильность хромосом почти на все сроки фиксации материала.

В литературе имеются сведения о защите генетического аппарата от действия мутагенных факторов антибиотиками (Калини-

0,Сэ1 9,01 0,1 1 ю 490

Рло.7. Влияние гамма-лучей на мутабильность хромосом лука-батуна и ее модификация натриевой солью амротерицина 3 (I), метамфоцином (2). го оси абсцисс: концентрация, мкг/мл; доза в Гр,; ординат: клетки с аберрациями хромосом, %.

Н 55 61 6? 73

Рис.8. Динамика мутирования клеток лука-батуна при действии гамма-лучей (I) и ее модификация метамфоцином (2). по оси абсцисс: время фиксации, час; ординат: клетки с аберрациями хромосом, К - контроль

на, Тарасов, Сардарлы, Алекперов, 1981; Васильева, Давниченко, 1979; Искендерова, 1983). Предполагают также, что антибиотики могут изменять спектр генетических повреждений вызванных химическими мутагенами (Васильева, Давниченко, 1979) на спермато-цитах после введения внутрибрюшинно I мг/кг ТЭФ и антибиотика рифампицинй. В то же время показано (Шкварниксв, 1967), что ам^отерицин В и его метиловый эфир защищают организм животного от действия канцерогена.

В этих экспериментах действие натриевой соли амротэрици-на В и метамфоцина не изменяет пролиферативную активность и клетки делятся равномерно по всем фазам митоза, находясь в пределах контрольного уровня. Одаако, как уже было отмечено выше, указанные антибиотики при действии их ца спонтанную,му-табильность проявили мутагенную и цятсстатическую активность

в ряде экспериментов на растениях, в связи с чем защитный эффект, наблюдаемый при их действия на радиационноиндуцированную Стабильность в растительных клеткэх, мояет не проявиться на других объектах и при других условиях. Еагриеэая соль амфоте-рицина В и метамфощщ модифицируют индуцированные гамма-лучами стации хромосом, не изменяя в этих экспериментах клеточную пролиферацию. Этот эффект подтвердился и при действии гамма-лучей и кетамфоцина на прслиферативнуга активность клеток в динамике.

Ранее было показано (Петров, Рогозкин, 1358; Тамбиев, 1е Суан, 1962) благоприятнее влияние антибиотиков на ход лучевой болезни, однако епсслэдствии появились работы в которых обсуждаются антирадикальные свойства антибиотиков, ответственные за проявление их защитного противолучевого эффекта, не связанные с их бактерицидными свойствами (лурэвлеь, Беневоленский, Петров, I960; Тамбиев, Еулкачева, 1963).

В настояшен работе впервые была установлена противолучевая активность пелиенозых антибиотиков - натриевой соли амфо-терчдана В и кетамфоцина. Исходя из вышеизложенного можно предположить, что заоттныЯ эффект полиенових антибиотиков, проявленный при воздействии их и гамма-лучей на растительные объекты обусловлен их антирадикальшл'и свойствами.

Кодификация мутагенного, действия полие-новых антибиотиков пероксидазоЛ

В экспериментах по изучении влияния пероксидазы на частоту генных мутации E.coli индуцированных бихроматсм калия впервые была установлена способность пероксидазы сникать частоту генных стации (табл.4).

Стратегия изучения и использования химических препаратов, предназначенных для практики таксва, что вещества, обладавшие выраженными цитотоксическкми свойствами подлежат запрещению или' строгое генетическому нормированию. Последнее особенно приемлемо в тех случаях, когда предлагаемый препарат обладает уникальными свойствами и не имеет равноценной замены.

Указанное в полной степени относятся и к антибиотикам,

Таблица 4

Частота индуцированных бихроматом калия мутаций в клетках кишечной палочки, предварительно обработанных пероксидазов в концентрации 10 мкг/мл

Вариент опыта Частота мутаций к Г

контроль 7,3-Ю"6 _ _

Бихромат калия 3,5-Ю-6 1,4 -

Пероксидаза • 6,5-Ю""8 1.6 <0,05-

Бихромат калия + __с

пероксидаза 7,5-10 2,0 <0,01

—к— 1,2-10"' 2,2 <0,01

2,0-Ю-7 1,4 <0,05

которые являются.высокоэффективными лечебными средствами, ■ предопределяющими необходимость йх использования. В связи с этим были изучены генозащгаше свойства пероксидазы на инду-.цированную ам$отерицином В, бутамфоцином и леворином А2 мута-бильность в клетках лука-батуна. Из результатов таблицы 5 видно, что пероксидаза практически полностью снимет индуцированную леворином А2 мутабильность, доводя ее до уровня контроля. Аналогичные данные были получены с амфотерицином В и бутамфоцином.

Влияние пероксидазы на мутабильность, индуцированную метамфоцином и карбам-фоцином в клетках животных

В результате проведенных исследований было установлено (Агабейли, 1989; Искендерова, 1990), что полиеновые антибиотики способны проявлять мутагенное действие на различных объектах - луке и кишечной палочке. Были отобраны два антибиотика, для которых на растительных объектах нами была установлена Еысокая антиштотическая и мутагенная активность - метам-фоцин и карбамфодан и исследовано их влияние на мутабильность

Таблица 5

Действие леворина А2 и пероксидазы на мутабильность хромосом корешков лука-батуна

Вариант Кончен- . Число изучен- Анафазы с нару- Дос-

опыта трация них шениями хромосом то-

в мкг/ вер-

мл кореш- • клеток П М—ш ность

ков раз-

ницы

Контроль - 14 1010 93 9,20-0,90 -

Леворин А2 I 14 1016 149 14,66—1,10 -

Леворин А^ +

пероксидаза 5 13 1066 109 10,22^0,92 3,10

ЛеЕорин А2 +

пероксидаза 10 14 992 86 8,66-0,89 4,25

в экспериментах с млекопитающими. В этих экспериментах в качестве объекта били использованы крысы линии Вистар. Как видно из результатов таблицы 6, содержание животш-'Х: в течении двух недель на обсевиЕарнсм рацисно с добавлением метамфоцина и -карбамфоцина в концентрации I та Алл на 100 г веса привело в варианте с карбамфсцинсм к повышению мутабильности хромосом костного мозга с 5,18 - 0,42$ в контроле до 8,79 - 0,75%. Ме-таи?оцин повысил мутабильность хромосом костного мозга до 6,71 1 0,62, соответственно ^^ = 4,2; 2,0.

Анализ показал, что пероральное введение животным полиз-нсвых антибиотиков - метамфоцина и карбамфоцина в течении двух, недель привело к увеличению мутабильности.хромосом в клетках костного мозга. 1

Параллельно проводились эксперименты по модификации мутагенного действия полиеновых антибиотиков персксидазой. Одновременно группе животных вместе с антибиотиками вводили, перок-си дазу з 'концентрации 5 мкг/мл на 100 г веса. Как показали результаты экспериментов пероксидаза в указанной концентрации дополнительно к общему рациону и антибиотикам в обоих случаях достоверно снизила мутабильность хромосом костного мозга

Таблица б

Влияние пероксидазы на мутагенное действие метамфоцина и карбамфодана в клетках костного мозга крыс

Вариант опыта Концентрация в мкг/мл на 100 г веса Изучено анафаз Анафазы с аберрациями хромосом Достоверность разницы

• и ьАч

Контроль - 2719 141 ' 5,18*0,42 -

Пероксидаза 5 " 2622 124 4.72±0,41 -

Метамфоцин '. I 1594 107 6,71±0,62 2,0

Карбамфоцин I 1432 • 126 8,7Э±0,75 4,2

Метамфоцин + пероксидаза 1909 103 5,ЗЭ±0,51 1.6

Карбамфоцин + пероксидаза - 1826 112 6,10±0,56 2,9

(табл.6). Приведенные данные свидетельствуют о возможности использования пероксидазы для нейтрализации индуцированной антибиотиками генотоксичности.

•ВЫВОДЫ

1. Установлена мутагенная активность девяти полчеповых антибиотиков - леворина А^, леворина, амфотерпц'.шэ В, натриевой соли амфотерицина В, метамфоцина, пропакфоцина, этам{.о-цина, бутамфоцина и карбамфодана на луке-батуна и кишвчноИ палочке, для метамфсцина и карбаг.гфоцина на клетках животных..

2. Установлен митодепрессивны/ аффект в клетках лука-батуна и лука-репчатого для натриевой соли .амфотерицина в, амфогери- • цина В, леворина, метамфсцина и карбакфоцина.

3. Анализ спектра структурных мутаций показал,,что изученные антибиотики индуцируют мутабильность меток увеличивая относительное количество аберраций хромосомного и хроматид-ного типа.

4. Установлено, что мутагенный эффект полиеновых антибиотиков проявлялся уже при действии минимальных концентраций.

5. Комбинированное действие радиации и полиеновых антибиотиков на стабильность растительных клеток выявило способность антибиотиков - натриевой соли анфотерицина В и метамфоцина модифицировать этот процесс проявляя защитное действие на мутагенный эффект радиации.

6. Изучены возможности модификации мутагенного действия полиеновых антибиотиков перокоидазой. Установлена способность пероксидазы снижать индуцированную полиеновыми антибиотиками мутабильность хромосом в клетках растении и животных.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Мехтаэв К.Х., Агабейли P.A., Меликова Н.К., Искенде-роЕа И.М. "Антиокскданты и роль пероксидазы в мутационном процессе". У Всесоюзны/ симпозиум по хим.физике белков и пептидов, Баку, 1980, с.1007.

2. Агабейли P.A., Беликова Н.К., Искендерова И.М., Мура-дсва У.Ш. "Исследование роли пероксидазы в мутационном процессе".- 1У съезд генетиков и селекционеров Азербайджана, Баку, 198I, с.19.

3. Агабейли P.A., Беликова H.Ii., Искендерова И;М. "Роль антиоксидантов в регуляции мутационного процесса". Известия АН Аз.'ССР, сер.биология, 1982, Л 5, с.118-124.

4. Искендерова И.М., Мурадова У.Ш. "Мутагенный и анти-митотя чески!-; эффекты полиеновых антибиотиков". 2-ая научно-практ.конференция молодых ученых по проб.соц.эк.развития г.Еаку, с.87.

5. Искендерова И.М. "Влияние гамма-лучей и полиеновых антибиотиков на мутабильность хромосом лука-батуна". Конф. молодых генети-св, Баку, 1983. •

6. Агабейлч P.A., Меликова Н.К., Искендерова И.М.: Мурадова У.[ГГ. "Мутагенный эффект полиеновых антибиотиков в растительных клетках". Генетика, В 12, 1984, с.1992-1997.

7. Калинина JI.M., Агабейли P.A.,' Свястунова Г.Л., Искендерова И.М. "Сравнительная оценка антимутагенного дейст-

вия альфа-токоферола и глутатаона восстановленного". Известия АН Аз.ССР, 1985, .41 I, с.79.

8. Искендерова И.М., Меликова Н.К. "Цитогенетическая активность полиенового антибиотика (Г1А) пропамфоцина". Респ. конф.молодых ученых "Растительность и пути ее жизнедеятельности", Баку, 1986', с. 135.

9. Искендерова И.М., Меликова Ii.К, "Мутагенная и антями-тстическая активность диметилсульфоксида". Там же, с. 136.

Ю.Агабепли P.A., Касумов Х.М., Малафриев O.K., Сардар-лы Г.М., Беликова Н.К., Искендерова И.М. "Оценка генетического эффекта полиеновых антибиотиков в различных тест-системах". Тез.докл. на заседании генет.аспектов проблемы "Человек и биосфера", ШТС при ГКНТ СССР, 1987,' о.6.

11. Меликова U.K., Искендерова И.Ы. "Исследование генетической активности пропамфоцина". У съезд ВОГиС им. Вавилова, Москва, 1987.

12. Искендерова И.М. "Цитологические и цитогенет'кческие эффекты амфотерицина В и карбамфоцина". Заседание секции генетических аспектов проблем "Человек и биосфера", Караганда, .1990, с.55.