Радиационно-индуцированная свободнорадикальная фрагментация сфинголипидов и моделирующих их соединений Исполнитель: магистрант Лисовская А. Г. Научный руководитель : д.х.н., проф. Шадыро О. И. Кафедра радиационной химии и химико-фармацевтической технологии Белорусского государственного университета

2 Клеточные мембраны являются основной мишенью при действии на биосистемы радиации и других агентов, способных образовывать активные формы кислорода (АФК). Клеточные мембраны являются основной мишенью при действии на биосистемы радиации и других агентов, способных образовывать активные формы кислорода (АФК). К настоящему времени установлено, что гиперпродукция АФК приводит к инициированию перекисного окисления липидов (ПОЛ) биомембран, и как следствие, к изменению их функций и развитию многих заболеваний. Для блокирования процессов окисления липидов клеточных мембран и других соединений используются природные и синтетические антиоксиданты. Однако использование антиоксидантов в клинической практике не дает ожидаемой эффективности при лечении патологий, связанных с повышением уровня АФК. К настоящему времени установлено, что гиперпродукция АФК приводит к инициированию перекисного окисления липидов (ПОЛ) биомембран, и как следствие, к изменению их функций и развитию многих заболеваний. Для блокирования процессов окисления липидов клеточных мембран и других соединений используются природные и синтетические антиоксиданты. Однако использование антиоксидантов в клинической практике не дает ожидаемой эффективности при лечении патологий, связанных с повышением уровня АФК. Данный парадокс указывает на необходимость установления новых механизмов повреждения компонентов клеточных мембран, при взаимодействии их с активными радикальными интермедиатами. Данный парадокс указывает на необходимость установления новых механизмов повреждения компонентов клеточных мембран, при взаимодействии их с активными радикальными интермедиатами. Актуальность Esc

3 В работах кафедры радиационной химии и химической технологии БГУ был предложен другой путь свободнорадикальной фрагментации для гидроксилсодержащих органических молекул, который протекает по следующей общей схеме: В работах кафедры радиационной химии и химической технологии БГУ был предложен другой путь свободнорадикальной фрагментации для гидроксилсодержащих органических молекул, который протекает по следующей общей схеме: В отличие от глицерофосфолипидов и гликолипидов свободнорадикальные превращения сфинголипидов практически не изучены. В то же время эти липиды играют важную роль в биосистемах. В отличие от глицерофосфолипидов и гликолипидов свободнорадикальные превращения сфинголипидов практически не изучены. В то же время эти липиды играют важную роль в биосистемах. Shadyro O.I., Yurkova I.L., Kisel M.A., Brede O., Arnhold J. Radiation-induced free-radical transformations of Phospholipids: MALDI-TOF MS study. Chemistry and Physics of Lipids, 2004, 132, Shadyro O.I., Yurkova I.L., Kisel M.A., Brede O., Arnhold J. Formation of phosphatidic acid, ceramide and diglyceride on radiolysis of lipids: identification by MALDI-TOF mass spectrometry. Free Radical Biology & Medicine, 2004, 36, Esc

4 Цель работы Изучение механизмов свободнорадикальной фрагментации сфинголипидов, которая может происходить за счет образования углерод- и азотцентрированных радикалов с последующим разрывом C-N и С-С связи. Сфингомиелин и его аналоги: 2-аминоглицерин (серинол), сфингозилфосфохолин (лизо- сфингомиелин). Объекты исследования: Esc

5 Рис. 1. Структура сфингомиелина (18:1/16:0). Сфингомиелин является наиболее распространенным среди сфинголипидов компонентом клеточных мембран животных, он составляет около 10% липидов головного мозга. Сфингомиелин является наиболее распространенным среди сфинголипидов компонентом клеточных мембран животных, он составляет около 10% липидов головного мозга. Esc

6 Экспериментальная часть При выполнении экспериментальной работы использовался комплексный подход, включающий методы органической химии, методы выделения и очистки промежуточных соединений и конечных продуктов, в том числе колоночная, флэш- и тонкослойная хроматография. Для установления структуры полученных соединений применялись спектральные методы (спектроскопия 1 H-ЯМР). Для определения выходов продуктов радиолиза и фотолиза изучаемых соединений использовались методы ГЖХ, ВЭЖХ, ГХ/МС. Esc

7 Рис.2. Радиационно-химические выходы G (молекул/100эВ) аммиака в облученных растворах серинола в зависимости от рН

8 Схема 2. Дезаминирование серинола: Esc

9 Рис.3. Радиационно-химические выходы G (молекул/100эВ) образования карбонильных продуктов радиолиза растворов серинола

10 Рис.5. Накопление глицеринового альдегида в зависимости от поглощенной дозы при различных рН

11 Схема 3. Фрагментации азотцентрированных радикалов серинола: Esc

12 Схема 4. Фрагментация углеродцентрированных радикалов серинола : Esc

13 Рис.3. Хроматограмма облученного 0,1 М раствора серинола (D=2,35кГр) Esc

14 Схема 5. Свободнорадикальной фрагментации сфингомиелина : Esc

15 Рис.4. Хроматограмма 0,02 М водной дисперсии сфингомиелина после: 1) γ - облучения при дозе D = 8,82 кГр; 2) 5 часов облучения УФ – излучением Esc

16 Рис.5. Хроматограмма 0,02 М водной дисперсии сфингомиелина после 5 часов облучения УФ-излучением Esc

17 Рис.6. Хроматограмма 0,02 М водной дисперсии сфингомиелина после 5 часов облучения УФ – излучением, полученная методом ГЖХ с масс-детектором Esc

18 Схема 6. Распад по Норришу типа I, описанный для СМ: Esc

19 Схема 7. Дальнейшая фрагментация N- центрированных радикалов СМ: Esc

20 Схема 8. Поучение сфингозилфосфохолина (лизо-сфингомиелина) : Esc

21 Схема 9. Свободнорадикальная фрагментация лизо-сфингомиелина с разрывом С-С связи: Esc

22 Рис.7. Хроматограмма облученной 0,02 М водной дисперсии лизо-сфингомиелина (D =2,94 кГр) Esc

23 Выводы 1. 1.Определены выходы радиационно-индуцированных превращений серинола, протекающие за счет образования углерод- и азотцентрированных радикалов с последующим разрывом C-N и С-С связи Показана возможность реализации свободнорадикальной фрагментации сфингомиелина с разрывом двух вицинальных по отношению к радикальному центру связей. Данный процесс приводит к элиминированию амидов жирных кислот Установлен новый путь УФ-индуцированного свободнорадикального распада сфинголипидов. Данный фотораспад приводит к разрыву углеродного скелета липидов за счет фрагментации азотцентрированных радикалов. В результате предполагаемой фрагментации последних образуется непредельный альдегид – 2-гексадеценаль Показано, что при радиолизе водных дисперсий лизо- сфингомиелина реализуются аналогичного типа фрагментации азотцентрированных радикалов. Esc

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Esc