danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2019-63-1-44-54dan-584Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYЭффект УФ-облученных жирных кислот на спектральные свойства миоглобинаEffect of UV-irradiated fatty acids on the spectral properties of myoglobinЛитвинкоН. М.LitvinkoN. M.

Литвинко Наталья Михайловна - доктор химических наук, доцент, заведующая лабораторией.

Litvinko Natalia Mikhailovna - D. Sc. (Chemistry), Assistant Professor, Head of the Laboratory.

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

al_h@mail.ruСкоростецкаяЛ. А.SkorostetskayaL. A.

Скоростецкая Лидия Адамовна - научный сотрудник.

Skorostetskaya Lydia Adamovna - Researcher.

lydiask@gmail.comГерловскийД. О.GerlovskyD. O.

Герловский Денис Олегович - кандидат химических наук, научный сотрудник.

Ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Gerlovsky Denis Olegovich - Ph. D. (Chemistry), Researcher.

denis2904-83@mail.ruЕрмаковичЮ. Ш.ErmakovichYu. Sh.

Ермакович Юлия Ширалиевна - младший научный сотрудник.

Ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Ermakovich Yulia Shiralievna - Junior researcher.

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

ha-gal@mail.ruЕвдокимоваГ. С.EvdokimovaG. S.

Евдокимова Гражина Станиславовна - младший научный сотрудник.

Ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Evdokimova Grazhina Stanislavovna - Junior researcher.

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

grazhinaiv@mail.ruИнститут биоорганической химии, Национальная академия наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry, National Academy of Sciences of Belarus2019110320196314454Copyright © Литвинко Н.М., Скоростецкая Л.А., Герловский Д.О., Ермакович Ю.Ш., Евдокимова Г.С., 20192019Литвинко Н.М., Скоростецкая Л.А., Герловский Д.О., Ермакович Ю.Ш., Евдокимова Г.С.Litvinko N.M., Skorostetskaya L.A., Gerlovsky D.O., Ermakovich Y.S., Evdokimova G.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/584

Изучена эффективность свободнорадикального окисления высших жирных кислот (пальмитиновой, олеиновой, линолевой, линоленовой, комплекса непредельных жирных кислот ряда Омега-3 и Омега-6 растительного происхождения) под воздействием УФ-облучения (λ = 180-400 нм) как возможного маркера перекисного окисления липидной фазы. Мицеллы жирных кислот в этиловом спирте были использованы в качестве модели липидной фазы. Эффект УФ-облучения на жирные кислоты определяли по спектральным изменениям миоглобина в области полосы Соре. Уровень перекисного окисления липидной фазы в то же время оценивали по накоплению малонового диальдегида как хорошо известного продукта облучения фосфолипидов. Получена прямо пропорциональная зависимость интенсивности разностного спектра Mb (ΔD) от числа двойных связей в молекуле окисленных жирных кислот, а также от времени их УФ-облучения и накопления вторичных продуктов перекисного окисления липидов. Это показывает, что спектральные изменения Mb под действием пула окисленных форм жирных кислот хорошо коррелируют с уровнем перекисного окисления липидной фазы и могут охарактеризовать антиоксидантный потенциал крови при совместном использовании с известным антиоксидантом Тролоксом в качестве ингибитора-калибратора.

Представлено членом-корреспондентом С. А. Усановым

The efficiency of free radical oxidation of higher fatty acids (palmitic, oleic, linoleic, linolenic acids, complex of unsaturated fatty acids of omega-3 and omega-6 plant origin) under the influence of UV irradiation (λ = 180-400 nm) as a possible marker of lipid peroxidation is studied. Micelles of fatty acids (FA) in ethyl alcohol were used as a model of the lipid phase. The effect of UV irradiation on fatty acids was determined from the spectral changes of myoglobin in the region of the Soret band. The level of peroxide oxidation of the lipid phase at the same time was estimated from the accumulation of malonic dialdehyde as a well-known product of irradiation of phospholipids. The direct proportional dependence of the intensity of the difference spectrum of Mb (ΔD) on the number of double bonds in the molecule of oxidized fatty acids, as well as on the time of their UV irradiation and the accumulation of secondary LPO products is obtained. This shows that the spectral changes of Mb under the action of the pool of oxidized forms of fatty acids correlate well with the level of lipid phase peroxidation and can characterize the antioxidant potential of the blood when combined with the known antioxidant Trolox as a calibrator-inhibitor.

Communicated by Corresponding Member Sergei A. Usanov

жирные кислотымиоглобинУФ-облучениеобщая антиоксидантная способностьантиоксидантный потенциалfatty acidsmyoglobinUV irradiationgeneral antioxidant capacityantioxidant potentialReferencesThomas, C. E. Oxygen Radicals and the Disease Process / C. E. Thomas, B. Kalyanaraman. - Harwood Academic Publishers, 1998. - 296 p.Thomas C. E., Kalyanaraman B. Oxygen Radicals and the Disease Process. Harwood Academic Publ., 1998. 296 p.Halliwell, B. Free Radicals in Biology and Medicine / B. Halliwell, J. M. C. Gutteridge. 4th ed. - New York: Oxford University Press, 2007. - 851 p.Halliwell B., Gutteridge J. M. C. Free Radicals in Biology and Medicine. 4th ed. New York, Oxford University Press, 2007. 851 p.Pisoschi, A. M. The role of antioxidants in the chemistry of oxidative stress: A review / A. M. Pisoschi, A. Pop // Europ. J. Med. Chem. - 2015. - Vol. 97. - P. 55-74. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.04.040Pisoschi A. M., Pop A. The role of antioxidants in the chemistry of oxidative stress: A review. European Journal of Medicinal Chemistry, 2015, vol. 97, pp. 55-74. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.04.040Свободные радикалы в живых системах / Ю. А. Владимиров [и др.]. - Москва, 1991. - Т. 29. - 249 с.Vladimirov Yu. A., Azizova O. A., Deev A. I., Kozlov A. V., Osipov A. N., Poshchupkin D. I. Free radicals in living systems. Moscow, 1991, vol. 29. 249 р. (in Russian).Определение антиоксидантной активности плазмы крови в экспериментальных и клинических исследованиях / И. В. Бабенкова [и др.] // Евразийский Союз Ученых № 13. Сер. Биол. науки. - 2015. - № 4. - С. 7-16.Babenkova I. V., Buravlev E. A., Buravleva K. V., Teselkin Yu. O. Definition of the antioxidant activity of blood plasma in experimental and clinic investigations. Evraziiskii Soyuz Uchenykh N13. Seriya Biologicheskie nauki = Eurasian Union of Scientists No. 13. Series: Biological Sciences, 2015, no. 4, pp. 7-16 (in Russian).Литвинко, Н. М. Фосфолипаза А2 IB - новый индикатор для оценки про-антиоксидантного статуса организма / Н. М. Литвинко, Л. А. Скоростецкая, Д. О. Герловский // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. - 2017. - Т. 61, № 4. - С. 60-68.Litvinko N. M., Skorostetskaya L. A., Gerlovsky D. O. Phospholipase A2 IB - a new indicator for estimations of the pro-antioxidant status of the organism. Doklady Natsional ’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2017, vol. 61, no. 4, pp. 60-68 (in Russian).Litvinko, N. M. The interaction of phospholipase A2 with oxidized phospholipids at the lipid-water surface with different structural organization / N. M. Litvinko, L. A. Skorostetskaya, D. O. Gerlovsky // Chemistry and Physics of Lipids. - 2017. -Vol. 211. - P. 44-51. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2017.10.010Litvinko N. M., Skorostetskaya L. A., Gerlovsky D. O. The interaction of phospholipase A2 with oxidized phospholipids at the lipid-water surface with different structural organization. Chemistry and Physics of Lipids, 2018, vol. 211, pp. 44-51. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2017.10.010Литвинко, Н. М. Взаимодействие фосфолипазы А2 с фосфатидилхолином в условиях УФ-облучения / Н. М. Лит-винко, Л. А. Скоростецкая, Д. О. Герловский // Тр. XIX Менделеевского съезда. - Волгоград, 2011. - Т. 1. - С. 268.Litvinko N. M., Skorostetskaya L. A., Gerlovsky D. O. Interaction of phosolipase A2 with phosphatidylcholine in the UV irradiation conditions. Trudy XIXMendeleevskogo s’ezda = Proceedings of XIXMendeleev Congress. Volgograd, 2011, vol. 1, pp. 268 (in Russian).Rice-Evans, C. Total antioxidant status in plasma and body fluids / C. Rice-Evans, N. Miller // Meth. Enzymol. - 1994. -Vol. 234, N 2. - P. 279-293. https://doi.org/10.1016/0076-6879(94)34095-1Rice-Evans C., Miller N. Total antioxidant status in plasma and body fluids. Methods in Enzymology, 1994, vol. 234, no. 2, pp. 279-293. https://doi.org/10.1016/0076-6879(94)34095-1Система «окисленные фосфолипиды-гемоглобин» как мера протекторного действия природных антиоксидантов против окислительного стресса / Л. А. Скоростецкая [и др.] // Свободные радикалы в химии и жизни. - Минск, 2017. - С. 124-126.Skorostetskaya L. A., Pavluchenko N. I., Ermakovich Yu. Sh., Konopelko S. P., Litvinko N. M. Oxidized phospholipid-hemoglobin system as a measure of the protective action of natural oxidants vs. oxidative stress. Svobodnye radikaly v khimii i zhizni = Free Radicals in Chemistry and Life, Minsk, 2017, pp. 124-126 (in Russian).Baron, C. P. Peroxidation of linoleate at physiological pH: hemichrome formation by substrate binding protect against metmyoglobin activation by hydrogen peroxide / C. P. Baron, L. H. Skibsted, H. J. Andersen // Free Radical Biology & Medicine. - 2000. - Vol. 28, N 4. - P. 549 -558. https://doi.org/10.1016/s0891-5849(99)00240-3Baron C. P., Skibsted L. H., Andersen H. J. Peroxidation of linoleate at physiological pH: hemichrome formation by substrate binding protect against metmyoglobin activation by hydrogen peroxide. Free Radical Biology & Medicine, 2000, vol. 28, no. 4, pp. 549 -558. https://doi.org/10.1016/s0891-5849(99)00240-3A simplified procedure for semitargeted lipidomic analysis of oxidized phosphatidylcholines induced by UVA irradiation / F. Gruber [et al.] // J. Lipid. Res. - 2012. - Vol. 53, N 6. - P. 1232-1242. https://doi.org/10.1194/jlr.d025270Gruber F., Bicker W., Oskolkova O. V., Tschachler E., Bochkov V. N. A simplified procedure for semitargeted lipid-omic analysis of oxidized phosphatidylcholines induced by UVA irradiation. Journal of Lipid Research, 2012, vol. 53, no. 6, pp. 1232-1242. https://doi.org/10.1194/jlr.d025270Метелица, Д. И. Инициирование и ингибирование радикальных процессов в биохимических пероксидных системах (обзор) / Д. И. Метелица, Е. И. Карасева // Прикладная биохимия и микробиология. - 2007. - Т. 43, № 5. -С. 537-564.Metelitza D. I., Karasyova E. I. Initiation and inhibition of free-radical processes in biochemical peroxide systems: A review. Applied Biochemistry and Microbiology, 2007, vol. 43, no. 5, pp. 481-505. https://doi.org/10.1134/s000368380705002xХромопротеины: структура, свойства и функции. Обмен гемоглобина и его нарушения / Е. В. Александрова [и др.]. - Запорожье, 2015. - 75 с.Aleksandrova E. V., Belenkii S. A., Shvets V. N., Krisanova N. V., Makoed O. B., Shkoda A. S. Chromoproteins: structure, properties and functions. Exchange of hemoglobin and its disturbances. Zaporozh’e, 2015. 75 p. (in Russian).Андреюк, Г. М. Образование гемихрома при взаимодействии с полярными производными фосфатидилхолина / Г М. Андреюк, М. А. Кисель // Биоорг. химия. - 1997 . - Т. 23, № 4. - C. 290-293.Andreyuk G. M., Kisel’ M. A. The formation of hemichrome upon interaction of hemoglobin with polar phosphatidylcholine derivatives. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 1997, vol. 23, no. 4, pp. 268-271 (in Russian).Peptide Inhibitor of Complement C1 (PIC1) demonstrates antioxidant activity via single electron transport (SET) and hydrogen atom transfer (HAT) / M. G. Rivera [et al.] // PLoS One. - 2018. - Vol. 13, N 3. - e0193931. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0193931Rivera M. G., Hair P. S., Cunnion K. M., Krishna N. K. Peptide Inhibitor of Complement C1 (PIC1) demonstrates antioxidant activity via single electron transport (SET) and hydrogen atom transfer (HAT). PLoS One, 2018, vol. 13, no. 3, e0193931. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0193931Antioxidant activity of flavonoids evaluated with myoglobin method / M. Terashima [et al.] // Plant Cell Rep. - 2012. -Vol. 31, N 2. - P. 291-298. https://doi.org/10.1007/s00299-011-1163-2Terashima M., Kakuno Y., Kitano N., Matsuoka C., Murase M., Togo N., Watanabe R., Matsumura S. Antioxidant activity of flavonoids evaluated with myoglobin method. Plant Cell Reports, 2012, vol. 31, no. 2, pp. 291-298. https://doi. org/10.1007/s00299-011-1163-2Koch, J. Membrane-bound globin X protects the cell from reactive oxygen species / J. Koch, T. Burmester // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2016. - Vol. 469, N 2. - P. 275-280. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2015.11.105Koch J., Burmester T. Membrane-bound globin X protects the cell from reactive oxygen species. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2016, vol. 469, no. 2, pp. 275-280. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2015.11.105Ioannou, A. Modifications of hemoglobin and myoglobin by Maillard reaction products (MRPs) / A. Ioannou, C. Var-otsis // PLoS One. - 2017. - Vol. 12, N 11. - e0188095. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188095Ioannou A., Varotsis C. Modifications of hemoglobin and myoglobin by Maillard reaction products (MRPs), PLoS One, 2017, vol. 12, no. 11, e0188095. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188095Banerjee, S. Structural alterations of hemoglobin and myoglobin by glyoxal: a comparative study / S. Banerjee, A. S. Chakraborti // Int. J. Biol. Macromolec. - 2014. - Vol. 66. - P. 311-318. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.02.034Banerjee S., Chakraborti A. S. Structural alterations of hemoglobin and myoglobin by glyoxal: a comparative study. International Journal of Biological Macromolecules, 2014, vol. 66, pp. 311-318. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.02.034Banerjee, S. Methylglyoxal modification enhances the stability of hemoglobin and lowers its iron-mediated oxidation reactions: An in vitro study / S. Banerjee, A. S. Chakraborti // Int. J. Biol. Macromolec. - 2017. - Vol. 95. - P. 1159-1168. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.11.006Banerjee S., Chakraborti A. S. Methylglyoxal modification enhances the stability of hemoglobin and lowers its iron-mediated oxidation reactions: An in vitro study. International Journal of Biological Macromolecules, 2017, vol. 95, pp. 1159-1168. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.11.006Инициирование и ингибирование радикальных процессов в системах Н2О2-метмиоглобин/метгемоглобин / Д. И. Метелица [и др.] // Биохимия. - 2001. - Т. 66, № 5. - С. 628-639.Metelitza D. I., Eryomin A. N., Sviridov D. O., Kamyshnikov V. S. Initiation and Inhibition of Free Radical Processes in H2O2 - Metmyoglobin (Methemoglobin)-2,2"-Azino-bis-(3-Ethylbenzthiazoline-6-Sulfonic Acid) Systems. Biochemistry, 2001, vol. 66, no. 5, pp. 505-514. https://doi.org/10.1023/a:1010202717442

The authors declare that there are no conflicts of interest present.