By this author

Preparation and Properties of Iodine-Containing Polylactide Fibers

Issue number 1 from 24.10.2025

С использованием методологии крейзинга в жидких средах получены биоактивные волокна полилактида, содержащие 6 масс.% иода, и характеризующиеся высокими механическими характеристиками – модулем упругости порядка 3 ГПа и прочностью 125 МПа. Показано, что иод в таких материалах однородно распределен по объему полимера и формирует наночастицы размером 5–15 нм. Обнаружено, что процесс деструкции иодсодержащих волокон полилактида в модельной среде с фосфатно-солевым буфером при 37°С происходит достаточно быстро – за 6 недель значение молекулярной массы полимера снижается практически на порядок до 9.4 кДа, а дисперсность возрастает до 5.5. В условиях in vivo в присутствии иодсодержащих волокон подавляется фаза воспалительной реакции и стимулируется гипертрофия мышечной ткани.

20 0

UV-Visible Light-Induced Luminescence Processes in Non-Aromatic Amino Acids Solution at Room Temperature

Issue number 1 from 24.10.2025

Впервые продемонстрировано, что водные растворы неароматических аминокислот, таких как L-аргинин гидрохлорид, L-лизин гидрохлорид и глицин, могут излучать флуоресценцию и послесвечение при возбуждении УФ-видимым светом при комнатной температуре. Послесвечение люминесценции отличается от обычной флуоресценции слабой интенсивностью и большой длительностью излучения. Наличие кратковременной и долгоживущей флуоресценции у нетрадиционных люминофоров указывает на двойную природу флуоресценции и существование разных по природе возбужденных состояний. Обнаруженная корреляция в форме спектров кратковременной и долгоживущей флуоресценции позволяет предположить, что послесвечение люминесценции соответствует термоактивированной замедленной флуоресценции, возникающей через механизм реконверсии из самого низкого триплетного состояния T1 в самое низкое синглетное состояние S1. Дальнейшие исследования помогут пролить света на понимание биофизики фотоиндуцированных процессов в биологических системах.

17 0

Complexation of Papain with Particles of Chitosan and Carboxymethylchitosan, Obtained in the Presence and in the Absence of Ascorbic Acid

Issue number 1 from 24.10.2025

Получены частицы среднемолекулярного и высокомолекулярного хитозана и карбоксиметилхитозана без и с добавлением аскорбиновой кислоты. Разработаны методики получения комплексов этих частиц с растительной протеазой папаином. Установлено, что активность комплексов папаина с частицами карбоксиметилхитозана существенно выше по сравнению с его комплексами с частицами хитозана. При этом комплексы с частицами хитозана и карбоксиметилхитозана, полученными с использованием аскорбиновой кислоты, показали более высокие значения протеолитической активности, чем комплексы с частицами полисахаридов, полученные без ее добавления. С помощью молекулярного докинга установлено, что аминокислотные остатки папаина взаимодействуют как с хитозаном, так и с карбоксиметилхитозаном в основном путем образования водородных связей и ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Кроме того, молекулы аскорбиновой кислоты и обоих типов полисахаридов взаимодействуют с аминокислотными остатками из активного центра папаина – Cys25 и His159, что, вероятно, способствует повышению активности и стабильности фермента в составе комплексов с частицами хитозана и карбоксиметилхитозана, в том числе за счет того, что аскорбиновая кислота предотвращает окисление тиольной группы папаина, ответственной за акт катализа.

15 0

Effects of Leu43Pro Mutation in the TPM1 Gene on the Structure and Properties of Cardiac Tropomyosin

Issue number 1 from 24.10.2025

Исследовано влияние мутации Leu43Pro в гене TPM1, кодирующем сердечную изоформу тропомиозина, на структуру и свойства молекулы тропомиозина. Для этого был получен рекомбинантный препарат тропомиозина с аминокислотной заменой L43P в обеих α-цепях двойной суперспирали тропомиозина, т. е. с заменой канонических остатков Leu43 на неканонические остатки Pro, и исследовано влияние этой замены на структурно-функциональные свойства тропомиозина. Методом спектроскопии кругового дихроизма показано, что замена L43P существенно нарушает α-спиральную структуру молекулы тропомиозина. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии установлено, что эта аминокислотная замена вызывает серьезные изменения в доменной структуре молекулы тропомиозина, приводя к значительной дестабилизации N-концевой части молекулы. При измерениях вязкости растворов тропомиозина показано, что замена L43P снижает вязкость тропомиозина более чем в 7 раз по сравнению с вязкостью контрольного препарата тропомиозина дикого типа. Методом соосаждения тропомиозина с F-актином установлено, что замена L43P существенно снижает сродство тропомиозина к F-актину. Полученные данные наглядно свидетельствуют о том, что аминокислотная замена L43P в обеих α-цепях двойной спирали молекулы тропомиозина значительно изменяет как структуру молекулы, так и функциональные свойства сердечного тропомиозина.

14 0

Regulation of Electron Transport in Chloroplasts: Induction Processes in the Leaves of Cucumis Genus

Issue number 1 from 24.10.2025

Описаны результаты исследования электронного транспорта в хлоропластах in situ (листья) двух видов растений рода Cucumis – теневыносливого вида С. sativus (огурец) и светолюбивого вида С. melo (дыня), выращенных в условиях сильного (800–1000 мкмоль фотонов · м−2 · с−1) и умеренного освещения (50–125 мкмоль фотонов · м−2 · с−1). За процессами электронного транспорта следили по сигналу электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) от Р700 + (окисленный реакционный центр фотосистемы 1), по поглощению света (разностный сигнал A870−830 от Р700 + ) и по выходу флуоресценции хлорофилла а. Показано, что растения, выросшие при высокой интенсивности света, характеризуются более быстрыми изменениями редокс-состояния Р700 по сравнению с растениями, выращенными при низкой (умеренной) интенсивности света. Полученные данные обсуждаются в контексте механизмов регуляции электронного транспорта в хлоропластах теневыносливых и светолюбивых видов растений рода Cucumis.

18 0

Stoichiometry of the Formation of Physiologically Active Cytochrome C Complexes with Cardiolipin

Issue number 1 from 24.10.2025

Исследована стехиометрия взаимодействия цитохрома с с тетраолеоил-кардиолипином или тетрамиристоил-кардиолипином, компонентами цитохром с-фосфолипидных комплексов, играющих одну из главных ролей в апоптотических процессах. Исследование проведено с использованием флуоресцентно-меченого BODIPY фосфатидилхолина. Измеряли тушение флуоресценции зонда BODIPY-PC цитохромом с. Расчеты результатов тушения флуоресценции позволили определить стехиометрию образующихся комплексов цитохрома с с фосфолипидами. Для комплексов тетраолеоил-кардиолипина с цитохромом с стехиометрия составила 25 ± 7, а для комплексов тетрамирестоил-кардиолипина с цитохромом с – 7 ± 2. Полученные результаты могут свидетельствовать о различии в сродстве цитохрома с к насыщенным и ненасыщенным видам кардиолипина, несмотря на одинаковые электростатические характеристики молекул. Можно ожидать, что обнаруженные особенности взаимодействия цитохрома с с кардиолипином в итоге смогут определять интенсивность и направление апоптотических реакций.

19 0

Formation of Heterotetrameric Potassium Channels Kv1.1–Kv1.2 in Neuro-2a Cells: Analysis by the Förster Resonance Energy Transfer Technique

Issue number 1 from 24.10.2025

Субъединицы потенциал-зависимых калиевых каналов Kv1.1 и Kv1.2 могут формировать в клетках как гомо-, так и гетеротетрамерные каналы, функциональные свойства и локализация которых значительно отличаются. Методом конфокальной микроскопии на основе фёрстеровского резонансного переноса энергии проведено исследование образования Kv1-каналов при совместной экспрессии в клетках нейробластомы мыши Neuro-2а субъединиц Kv1.1(S369T) и Kv1.2(S371T), слитых соответственно с флуоресцентным белком mKate2 и TagCFP и обладающих благодаря мутации усиленным выносом на мембрану. Установлено, что TagCFP-Kv1.1(S369T) и mKate2-Kv1.2(S371T) эффективно формируют гетероканалы, которые локализуются как на мембране, так и в цитоплазме клеток. При отсутствии мутации S369T гетероканалы в мембрану не встраиваются, что указывает на необходимость вспомогательных факторов для переноса нативных гетероканалов в мембрану клеток. Помимо гетероканалов в клетках Neuro-2a формируются и гомотетрамерные каналы, но эффективность образования гетероканалов намного выше.

17 0

Properties of the Fluorescent Kv1.2 Channel Assembled from Concatemers of Alpha-Subunits

Issue number 1 from 24.10.2025

α-Субъединицы калиевого потенциал-зависимого канала Kv1.2, функцией которого является регуляция нейронной проводимости в центральной нервной системе, образуют с α-субъединицами родственных Kv1-каналов различные по составу и стехиометрии гетеротетрамеры. Для изучения гетеротетрамерных каналов in vitro проводят конструирование конкатемеров, соединяя последовательно необходимые α-субъединицы. Вопрос о способе конструирования конкатемеров, позволяющем воспроизвести свойства нативных каналов, требует детального изучения. В работе были сконструированы меченые флуоресцентным белком mKate2 конкатемеры (димеры) α-субъединиц Kv1.2 (mKate2-Kv1.2-Kv1.2) и осуществлена их экспрессия в клетках нейробластомы мыши Neuro-2а. Показано, что канал Kv1.2, собранный из этих конкатемеров, по своим свойствам, таким как внутриклеточное распределение, способность встраиваться в плазматическую мембрану, эффективность взаимодействия с пептидным блокатором, а также по электрофизиологическим характеристикам, практически не отличается от канала Kv1.2 на основе мономерных α-субъединиц mKate2-Kv1.2.

16 0

Study of Functional Manifestations of Met23Leu Missense Mutation in the Auxiliary Subunit KCNE2 (Mirp1) of Cardiac Channel Kv11.1

Issue number 1 from 24.10.2025

Проведен функциональный анализ миссенс-мутации c.67A>T (p.Met23Leu) в гене KCNЕ2, кодирующем дополнительную субъединицу калиевого канала Kv11.1. Вариант был выявлен у пациента с асимптомным удлинением интервала QT на электрокардиограмме. Мы искусственно ввели эту замену в плазмиду, содержащую кодирующую последовательность гена KCNE2, и экспрессировали мутантный ген в клетках яичника китайского хомячка вместе с геном канала Kv11.1 дикого типа, чтобы оценить влияние мутации на параметры тока IK1. Мы использовали комплексный подход, включающий изучение интегрального тока IKr с помощью метода локальной фиксации потенциала в конфигурации whole-cell в режиме фиксации потенциала. В результате исследования было показано, что мутация c.67A>T (p.Met23Leu) реализуется по типу “gain of function”, однако плотность тока, переносимого каналами Kv11.1, достоверно снижается. Флуоресцентная микроскопия показала нарушение трафика канала, коэкспрессированного с мутантной субъединицей к поверхности клетки. Для изучения расположения мутантной субъединицы относительно мембраны применено молекулярное моделирование.

16 0

Selenium as a Protector Against Hydrogen Peroxide Oxidative Degradation of Heme of Hemoglobin without the Glutathione Peroxidase Mechanism

Issue number 1 from 24.10.2025

Изучалось защитное действие селенита натрия (Na2SeO3) на окислительную деградацию гема гемоглобина, индуцированное пероксидом водорода (H2O2) путем регистрации возникающих двух флуоресцирующих продуктов распада гема (λвозб = 321 нм, λэм = 460 нм) и (λвозб = 465 нм, λэм = 525 нм). Установлено, что селенит натрия тормозит развитие окислительной модификации гемоглобина (истощение оксигемоглобина, накопление метгемоглобина и феррилгемоглобина), что отражается на заметном 20–30% снижении пиков флуоресценции, отражающей окислительную деструкцию гема в условиях отсутствия вклада антипероксидных энзимов (каталазы, глутатионпероксидазы, пероксиредоксина-2) в утилизации Н2О2. Это ставит вопрос о самостоятельном антиокислительном значении селена в гемоглобине, в его защите от пероксидного воздействия без участия глутатионпероксидазного механизма утилизации H2O2.

18 0

Size Characteristics and Mechanisms of Toxic Action of Selenium, Cobalt, and Silver Nanoparticles on Mitochondria of the Liver of Rats

Issue number 1 from 24.10.2025

Наноразмерные материалы широко используются в биомедицинских нанотехнологиях, однако механизмы токсических эффектов нанокластеров металлов и неметаллов остаются невыясненными. Цель настоящей работы – оценить размерные характеристики и механизмы токсического действия наночастиц серебра, селена и кобальта на уровне изолированных митохондрий. Методом лазерной абляции получены наночастицы серебра (округлой формы, ~10–20 нм и ~50 нм), кобальта (кубической и призматической формы, ~100–200 нм) и селена (сферические, ~20–30 нм и 135–180 нм), отличающиеся спектральными характеристиками и способные формировать конгломераты. Наночастицы серебра, кобальта, селена (0.1–10 мкг/мл) эффективно ингибировали респираторную активность изолированных митохондрий печени крыс, нарушая сопряжение окисления и фосфорилирования, что сопровождалось падением потенциала митохондриальных мембран. Разобщающий эффект наночастиц может быть связан с переносом электронов от электрон-транспортной цепи митохондрий на положительно заряженную поверхность наночастиц и зависит от размеров и материала наночастиц.

19 0

Nitrosonium Cation as a Nitroprusside Constituent Determining Its Cytotoxicity

Issue number 1 from 24.10.2025

Показано, что превращение катиона нитрозония (NO+) в молекулу NO в составе нитропруссида натрия под действием сильного восстановителя – дитионита натрия не подавляет полностью цитотоксического действия раствора нитропруссида натрия как NO+ донора на культуру опухолевых клеток MCF-7. Дело в том, что высвобождающиеся из нитропруссида в этих условиях молекулы NO и ионы Fe2+ образуют вместе с тиолсодержащими лигандами (тиосульфатом как продуктом распада дитионита натрия или тиоловыми группами белков) динитрозильные комплексы железа, в которых половина нитрозильных лигандов представлена в форме цитотоксических катионов нитрозония. Более чем в 3 раза меньшее количество образующихся при этом динитрозильных комплексов железа по сравнению c исходным уровнем нитропруссида натрия и является основной причиной ослабления цитотоксического действия раствора нитропруссида натрия на клеточную культуру.

16 0

Modifying Effect of Astaxanthin in Combination with Diethyldithiocarbamate on Proliferation of Mouse Neuroblastoma Cells N1E-115 (CLONE C-1300)

Issue number 1 from 24.10.2025

На культуре нейробластомы мыши N1E-115 (клон C-1300) изучено действие астаксантина, диэтилдитиокарбамата и их совместное применение на пролиферацию клеток. Существуют данные об антираковом действии астаксантина в различных типах опухолевых клеток. Диэтилдитиокарбаматы применяются в качестве дополнительных препаратов в химиотерапии. Применение комплексов нетоксичных препаратов является новой стратегией для лечения онкологических заболеваний. Нами показано, что действие диэтилдитиокарбамата и астаксантина как по отдельности, так и при совместном применении вызывает торможение пролиферации и индукцию дифференцировки клеток нейробластомы мыши N1E-115. Анализ методом вестерн-блоттинга выявил, что сочетание действия препаратов повышало экспрессию белка CHOP (маркера эндоплазматического ретикулума) и проапоптотического белка Вах, снижало экспрессию антиапоптотического белка Bcl-2, что может говорить о запуске апоптотического каскада. При этом применение отдельно диэтилдитиокарбамата вызывало снижение как уровня Bax, так и содержание Bcl-2, но не влияло на экспрессию белка CHOP. По-видимому, астаксантин модифицирует действие ДК при совместном применении.

18 0

Thermal Processes Associated with Electrophoresis under Conditions of High Ionic Strength

Issue number 1 from 24.10.2025

Ранее нами была показана температурная неоднородность электрофоретического раствора, динамически изменяющаяся в процессе электрофореза в области платформы для гелей. Чтобы понять причины этого эффекта мы применили П-образные вставки в колодцы электрофоретической камеры, выступающие над поверхностью электрофоретического раствора, но не влияющие на протекание тока. Проведенное исследование показало, что миграция нагретых масс раствора обусловлена разной скоростью продукции водорода и кислорода на платиновых электродах. Используя технику теплового мониторинга в реальном времени, мы показали, что в случае использования П-образных вставок нагрев имеет однородный характер вплоть до 7°С по всему объему раствора, находящемуся над платформой для гелей. В области колодцев нагрев жидкости происходил с меньшей динамикой и не идентично. В колодце катода нагрев жидкости происходит незначительно (всего 1.5°С), а у анода прирост составляет 2.5°С. Мы полагаем, что температурная однородность будет иметь существенное значение для снижения вариабельности результатов, получаемых методом Comet assay (ДНК-комет) на препаратах, подвергающихся щелочному электрофорезу.

14 0

Markov Network Model for Predicting Thousand Seed Weight in Chickpea Genotypes

Issue number 1 from 24.10.2025

Построение прогноза признаков, связанных с урожайностью, таких, например, как вес тысячи семян, позволяет исследователям создавать сорта, достигающие максимальной эффективности и ценности в условиях изменения климата. В данной работе предложена сетевая марковская модель прогнозирования важного фенотипического признака «вес тысячи семян» у генотипов нута, которая использует предварительно отобранные снипы и погодные данные за 5 дней до и 20 дней после посева, такие как минимальная и максимальная температуры, количество осадков, влажность, инфракрасное излучение и длина светового дня. Построенная модель предсказывает признак «вес тысячи семян» с высокой точностью – коэффициент корреляции Пирсона составляет 0.83.

17 0

The 3VmrMLM Method Provides New Genomic Variants Associated with Fiber Characteristics in Flax

Issue number 1 from 24.10.2025

Лен – важная сельскохозяйственная культура, выращиваемая для получения масла или волокна. Льняное волокно используется в различных областях промышленности, и выведение новых сортов льна-долгунца с лучшими характеристиками волокна представляет интерес. Полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) позволяет найти варианты, ассоциированные с характеристиками, важными для качества волокна, однако различия в данных, связанные с разными погодными условиями при выращивании в разные годы, понижают мощность методов GWAS. Метод 3VmrMLM допускает поиск вариантов для данных, измеренных в нескольких средах, позволяя найти новые варианты, не найденные другими методами. В качестве разных сред были взяты измерения в разные годы, и метод позволил найти всего 205 вариантов, характерных для всех или нескольких сред, 37 из которых попадали в тело известных генов с важными функциями. Наличие эффекта некоторых вариантов на характеристики волокна былo также подтвержденo на независимой выборке растений.

19 0

Global Seismicity as a Marker of Biotropic Environmental Factor

Issue number 1 from 24.10.2025

Проведено сопоставление динамики двигательной активности хомячков с числом сильных землетрясений магнитудой ≥4.5. Выявлена положительная корреляционная связь между суммарной суточной двигательной активностью, рассчитанной за период с 18:00 предыдущего дня по 18:00 часов текущего дня, с глобальной сейсмической активностью текущего дня (r = 0.34, p = 0.02). Многочисленные локальные афтершоки не влияют на исследуемый биологический показатель. Полученные данные указывают на то, что не последствия влияния землетрясений на геосферу действуют на животных, а глобальная сейсмическая активность является лишь маркером искомого биотропного фактора. Более того, в продолжительном двухцентровом исследовании (Москва и Ульяновск) установлен факт положительной корреляции (r = 0.42, p = 0.003) интенсивности флуктуаций скорости счета от природного изотопа калий-40 с уровнем глобальной сейсмичности (без учета афтершоков). С учетом выявленной ранее связи между флуктуациями скорости счета от 40К и биологическими параметрами этот факт указывает на существование некоего общего влияния на активность животных, радиоактивный распад и глобальную сейсмичность.

16 0

BearBase: Database of the Museum Collection of Polar Bear Specimens

Issue number 1 from 24.10.2025

Вклад музейных коллекций в современные научные исследования существенно вырос благодаря развитию современных омиксных технологий и методов генетического анализа. Однако, несмотря на переход к цифровым форматам хранения данных, управление ими и менеджмент коллекций попрежнему сопряжен с трудностями. Существующие программные инструменты разработаны для решения конкретных задач и часто требуют развитых технических навыков, что ограничивает сферу их применимости. Для решения этих проблем мы разработали BearBase – удобную и портативную систему управления базами данных, не требующую продвинутой экспертизы в сфере информационных технологий. Она имеет как серверные, так и клиентские компоненты, поддерживает работу в автономном режиме, а также синхронизиронизацию с мобильными устройствами для работы в полевых условиях. Пользователи могут легко импортировать данные из таких форматов, как MS Excel, и изменять структуру баз данных по мере необходимости. Программное обеспечение с открытым исходным кодом доступно на GitHub. В настоящее время в BearBase хранятся данные примерно о 500 образцах белого медведя (Ursus maritimus) из коллекции Зоологического института РАН (Санкт-Петербург), охватывающих временной интервал активных исследований и промышленного освоения арктического региона с середины XIX века по наши дни. Кроме того, система может быть использована для управления коллекциями любых биологических или медицинских образцов.

18 0

Evaluation of the Effectiveness of Trolox, Copper Chlorophyllin and Riboxin when Administered Intraperitoneally to Mice after Acute Irradiation

Issue number 1 from 24.10.2025

Изучены радиозащитные свойства медного хлорофиллина, рибоксина (инозина) и тролокса (водорастворимой формы витамина E) после облучения аутбредных мышей самцов ICR (CD-1) SPF-категории рентгеновским излучением в дозе 6.5 Гр. Исследуемые вещества вводили мышам внутрибрюшинно через час после облучения, далее с суточными интервалами препараты были введены еще 3 раза. Объем вводимых препаратов составил 0.32 мл. Дозировки при каждом введении: тролокс – 200 мкг/г массы тела, медный хлорофиллин – 50 мкг/г или 100 мкг/г, рибоксин – 200 мкг/г. Мыши были подвергнуты эвтаназии через 4 суток после облучения. Радиозащитная эффективность оценивалась на основании 30-суточной выживаемости и на основании следующих показателей через 4 суток после облучения: массы тела, массы тимуса и селезенки, гематологических показателей (лейкоциты, лимфоциты, моноциты, гранулоциты, эритроциты, тромбоциты, гемоглобин, гематокрит, тромбокрит), количества ядросодержащих клеток в костном мозге, содержания тиобарбитурат-реактивных продуктов в печени. Облучение вызвало снижение массы тимуса и селезенки, содержания лейкоцитов и тромбоцитов в крови, числа ядросодержащих клеток в костном мозге. Изучаемые вещества при использовании приведенной схемы применения не способствовали повышению указанных параметров. Облучение привело к повышению содержания тиобарбитурат-реактивных продуктов в печени мышей, что является маркером вызванного им перекисного окисления липидов. Все изучаемые вещества способствовали снижению данного критерия, кроме хлорофиллина, вводимого в дозировке 100 мкг/г (общая дозировка 400 мкг/г). Однако только в этом случае наблюдалось повышение выживаемости по сравнению с группой облученного контроля. Тролокс и рибоксин способствовали снижению содержания конечных продуктов липидной пероксидации у большинства мышей из соответствующей группы. Однако у некоторых из них данного эффекта абсолютно не наблюдалось. Применение медного хлорофиллина в используемом нами режиме приводило к появлению у мышей признаков химического отравления. Это мы объясняем проявлением им токсических свойств за счет наличия в составе его молекулы атома меди. Перспективным представляется повторение исследования с использованием производного хлорофилла, не содержащего меди.

18 0

Biochip Analyzer as an Equipment Component in “Lab-on-Chip” Technology

Issue number 1 from 24.10.2025

Возможности количественного анализа слабых сигналов от закрепленных на подложке ячеек биочиповых матриц, флуоресценция которых сопоставима по интенсивности с люминесценцией подложки, исследованы с помощью специально разработанного широкопольного цифрового микроскопа – высокочувствительного анализатора биочипов. В спектральном диапазоне цианинового красителя Cy5 (λex = 645 нм, λem = 665 нм) проведена оценка относительных уровней собственной люминесценции поверхностей ряда материалов, которые могут служить в качестве подложек для матриц биочипов, применяемых в медицинской диагностике. Показано, что на подложке из черного полибутилентерефталата (черный крастин) анализатор позволяет регистрировать флуоресценцию красителя Су5 при его поверхностной концентрации от трех и более молекул/мкм2.

18 0

Biophysical Basics of the Use of Isometric Exercises in the Rehabilitation of Patients after Hip Replacements

Issue number 1 from 24.10.2025

В настоящее время изометрические упражнения широко используются для увеличения мышечной силы и выносливости. Их также используют в протоколах реабилитации при ограниченной подвижности суставов после операций эндопротезирования. В работе рассмотрено влияние изометрических упражнений на морфофункциональные характеристики мышечных клеток, секрецию цитокинов клетками мышечной ткани, кровообращение и массоперенос в мышечной ткани, а также на ремоделирование и восстановление костной ткани. Существующие протоколы ранней реабилитации пациентов после эндопротезирования не оптимальны и не учитывают индивидуальные особенности пациентов. Для разработки эффективных методов ранней реабилитации пациентов после операций эндопротезирования необходимо знание биофизических основ влияния изометрических упражнений на процессы регенерации мышечной и костной тканей.

16 0

Quantum-Chemical Modelling of Adenosine Triphosphate Hydrolysis in Water Medium

Issue number 2 from 24.10.2025

С использованием метода функционала плотности проведено моделирование гидролиза аденозинтрифосфата до аденозиндифосфата и ортофосфата. Рассмотрены две системы: молекула аденозинтрифосфата в водном растворе и продукты реакции (аденозиндифосфат, ортофосфат и H+), равномерно окруженные водой (nH2O = 80). Расчеты показали, что гидролиз аденозинтрифосфата сопровождается уменьшением полной энергии системы, что согласуется с представлениями об энергодонорном характере реакции гидролиза аденозинтрифосфата до аденозиндифосфата и ортофосфата. В отсутствие двухвалентных катионов понижение энергии в результате гидролиза аденозинтрифосфата составляет ΔE = −EADP+Pi − EATP ≈ −110 кДж/моль. Электростатические взаимодействия, обусловленные присутствием двухвалентных катионов (Mg2+ или Ca2+), увеличивают энергию гидролиза (E ≈ 135 кДж/моль). Полученные результаты обсуждаются в контексте энергетической роли аденозинтрифосфата в биологических системах.

18 0

Processes of Thermal Aggregation and Autolysis of Cysteine Protease Molecules – Bromelain, Ficin, and Papain

Issue number 2 from 24.10.2025

Среди протеаз растительного происхождения цистеиновые папаиноподобные эндопептидазы, такие как фицин, бромелин и папаин, занимают важное место благодаря их высокой протеолитической активности в физиологическом диапазоне значений pH среды. Процессы термической агрегации и автолиза молекул протеаз могут оказывать существенное влияние на их активность и соответственно перспективы практического применения. К настоящему времени механизмы агрегации молекул белков еще недостаточно изучены, однозначно предсказать их агрегационную устойчивость на основании аминокислотной последовательности пока не удается. В связи с этим целью работы было изучение процессов термической агрегации и автолиза молекул некоторых цистеиновых протеаз. Установлено, что несмотря на схожие структурные и функциональные свойства фицина, бромелина и папаина процессы их термической агрегации протекают с различной интенсивностью. В частности, фицин и бромелин примерно сопоставимы по показателям их агрегационной устойчивости, тогда как папаин существенно менее подвержен процессам агрегации при воздействии повышенных температур. Выдвинуто предположение о том, что на устойчивость названных цистеиновых протеаз к процессам агрегации существенное влияние оказывают наличие и конфигурация внутренних структур молекулы, таких как полости, туннели и поры, а также зарядовые свойства ее поверхности.

22 0

Spectral and Kinetic Characteristics of Tryptophan Fluorescence in Human and Bovine Serum Albumin at Different Temperatures

Issue number 2 from 24.10.2025

Исследована температурная зависимость длительности флуоресценции триптофана в составе человеческого и бычьего сывороточного альбумина в водном растворе и глицерине в диапазоне температур от –170°C до 20°C. Построена модель прямых и обратных электронных переходов в молекуле триптофана из возбужденного в основное состояние и в состояние с переносом заряда. Определены три основные спектральные области флуоресценции триптофана с различным поведением температурных зависимостей скоростей перехода из возбужденного состояния триптофана в состояниe с переносом заряда. Установлено, что динамика системы водородных связей в выделенных спектральных областях оказывает определяющее влияние на характер изменения длительности флуоресценции триптофана. Обнаруженная в работе нелинейная зависимость скоростей внутримолекулярных переходов от температуры определяется взаимодействием молекул триптофана с его микроокружением. Перестройки в системе водородных связей белка альбумина, содержащего молекулу триптофана, оказывают определяющее влияние на процессы дезактивации возбуждения в триптофане.

18 0

Photoprotective Properties of Chitosan and Chitosan Succinate Against Trypsin at Different Methods of Enzyme Immobilization on Their Matrix

Issue number 2 from 24.10.2025

Установлено, что УФ-облучение в дозах 3020, 4510 и 6040 Дж/м2 приводит к снижению уровня удельной активности свободного трипсина на 28, 32 и 49% соответственно. Адсорбционная иммобилизация на матрице хитозанов с молекулярными массами 200 и 350 кДа, включение в гель хитозана (<100 кДа) и сукцината хитозана способствуют сохранению активности молекулы трипсина на уровне ~90% и выше. При УФ-облучении в диапазоне доз до 6040 Дж/м2 в присутствии фотосенсибилизатора – метиленового синего – в концентрации 10–4 моль/л активность свободного трипсина снижается на 72%. После иммобилизации стабильность ферментного комплекса при названных условиях возрастает: активность трипсина, иммобилизованного на матрице хитозанов с молекулярными массами 200 и 300 кДа, сохраняется на уровне порядка 75%, после включения фермента в гель хитозана (<100 кДа) – до ~50%, сукцината хитозана – до ~70%. Методом молекулярного докинга выявлено, что в образовании связей и взаимодействий между молекулой трипсина и матрицами хитозана и сукцината хитозана принимает участие ряд остатков триптофана, тирозина и фенилаланина, а также два цистина, что, вероятно, предопределяет фотопротекторные свойства названных полисахаридов. С помощью метода ИК-спектроскопии установлено, что после УФ-облучения в присутствии метиленового синего и без него в спектрах трипсина, иммобилизованного на матрицах хитозана и сукцината хитозана, существенных изменений значений волнового числа в области полос амид I, II и III не выявлено, что свидетельствует о поддержании стабильности структуры фермента в составе комплексов с названными полисахаридами.

16 0

Regulation of Electron Transport in Chloroplasts: Induction Processes in Tradescantia Leaves

Issue number 2 from 24.10.2025

Описаны результаты сравнительного исследования переноса электронов в хлоропластах in situ в листьях теневыносливого и светолюбивого видов традесканции (T. fluminensis и T. sillamontana), выращенных в условиях сильного (800–1000 мкмоль фотонов мм−2с−1) или слабого (умеренного) освещения (50–125 мкмоль фотонов м−2с−1). За процессами транспорта электронов следили методами электронного парамагнитного резонанса и оптической спектроскопии. Изучены фотоиндуцированные редокс-превращения первичного донора электронов фотосистемы I (Р700) и медленная индукция флуоресценции хлорофилла а. Показано, что растения, акклимированные к высокой интенсивности света, характеризуются более быстрыми процессами окисления Р700 и затухания флуоресценции хлорофилла а по сравнению с растениями, выращенными при низкой интенсивности света. Полученные данные анализируются в контексте «краткосрочных» механизмов рН-зависимой регуляции электронного транспорта в интактных хлоропластах (нефотохимическое тушение возбуждения в фотосистеме II, замедление окисления пластохинола цитохромным b6f-комплексом, активация реакций цикла Кальвина−Бенсона).

14 0

Study of the Distribution of Subcellular Structures in Algae Cells Using Optical Laser Tomography

Issue number 2 from 24.10.2025

С помощью разработанного метода оптической лазерной томографии доказана возможность регистрации и анализа трехмерного распределения субклеточных органелл у эукариотических водорослей (C. reinhardtii). Метод позволяет анализировать перераспределение субклеточных органелл (ядро, хлоропласт) в последовательных срезах одной клетки в норме и при действии модификаторов ее функционального состояния. По мнению авторов, предложенный подход позволит не только исследовать динамику распределения внутриклеточных структур (ядро, тилакоиды, митохондрии и т.д.), но и изменения отдельной структуры при функционировании клетки.

16 0

Changes in the Structure and Peroxidase Activity of Cytochrome C in Its Interaction with Phosphatidic Acid

Issue number 2 from 24.10.2025

Проведено сравнительное исследование свойств цитохрома с при его взаимодействии с фосфатидной кислотой и кардиолипином. Методом спектрофлуориметрии продемонстрированы сходные конформационные изменения в активном центре цитохрома с, которые происходят при его взаимодействии как с кардиолипином, так и с фосфатидной кислотой. С помощью люминол-зависимой хемилюминесценции подтверждено наличие близкой по величине пероксидазной активности у цитохрома с при его взаимодействии и с кардиолипином, и с фосфатидной кислотой, а применение метода ЭПР позволило при этом обнаружить образование феноксильного радикала этопозида в обоих комплексах. Можно сделать вывод, что и фосфатидная кислота, и кардиолипин эффективно изменяют структуру активного центра цитохрома с и способствуют увеличению его пероксидазной активности. Полученные результаты могут свидетельствовать о весьма вероятном участии как кардиолипина, так и фосфатидной кислоты в развитии опосредованных цитохромом с проапоптотических процессов в митохондриях.

20 0

Endolysins T5 and PlyG Dynamics: Comparative Analysis in silico

Issue number 2 from 24.10.2025

Эндолизины бактериофагов – часть комплекса литических ферментов, отвечающая за разрушение пептидогликана клеточной стенки бактерий. В данной работе методами молекулярной динамики и анализа нормальных мод были изучены динамические особенности однодоменного эндолизина бактериофага Т5 и многодоменного эндолизина PlyG гамма-фага. Был объяснен механизм активации эндолизина бактериофага Т5 кальцием и было обнаружено принципиальное различие в динамических особенностях однодоменных и многодоменных эндолизинов.

16 0

Effects of Macromolecular Crowding in Erythrocyte Cytoplasm

Issue number 2 from 24.10.2025

С помощью методов спектроскопии комбинационного рассеяния, флуоресцентной спектроскопии и метода время-коррелированного счета фотонов установлено, что повышение температуры среды инкубации эритроцитов человека вызывает увеличение гомогенности распределения гемоглобина в цитоплазме эритроцитов и снижение плотности упаковки молекулы глобина, что, по всей видимости, является результатом влияния эффекта «макромолекулярного краудинга» клетки. Выявленные изменения конформации характерны только для гемоглобина в клетке и не зависят от изменений поверхностного потенциала плазматической мембраны. Предполагается наличие нескольких пулов молекул гемоглобина, отличающихся между собой по структуре и динамике белковой глобулы, формирующих гетерогенное распределение гемоглобина внутри эритроцита за счет соединения молекул гемоглобина в кластеры. Обсуждается возможность участия данных эффектов в сигнально-регуляторной функции переноса и транспорта кислорода.

19 0

Measuring LINE-1 Activity and ATP Amount in Human Cell Cultures

Issue number 2 from 24.10.2025

Деметилирование ДНК делает доступной для транскрипции ранее закрытые участки генома и тем самым вызывает повышенную активность мобильных генетических элементов (транспозонов) в геноме. Изучение влияния аномальной активности транспозонов на энергетику клетки привлекает внимание в силу потенциальной возможности использовать это влияние для создания дефицита энергии с последующим запуском программ клеточной смерти, что может быть актуальным для создания антираковых стратегий. В работе представлены результаты экспериментальных измерений количества АТФ в клетках линии HEK-293, полученной из эмбриональных почек человека, и линии аденокарциномы молочной железы MCF-7 в нормальных условиях и в условиях деметилирования. Для линии HEK-293 проведена трансфекция плазмидой, содержащей генетический конструкт LINE-1-EGFP, и показана активная встройка транспозона LINE-1 в трансфицированных клетках. Экспрессия транспозонов в трансфецированных и «деметилированных» клетках MCF-7 показана с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени. Результаты измерения количества АТФ демонстрируют рост энергетических запасов в клетках как при деметилировании, так и при трансфекции LINE-1-EGFP. Выявленный эффект позволяет предположить, что энергетическая нагрузка, ожидаемая от активизации транспозонов, перекрывается высвобождением энергии от других клеточных процессов, проявляющихся при деметилировании ДНК и трансфекции.

16 0

Octacalcium Phosphate Doped with Barium Cations for Application in Tissue Engineering

Issue number 2 from 24.10.2025

Исследовано влияние допирования катионами бария порошка октакальцийфосфата, полученного с применением низкотемпературного подхода, на его фазовые и структурные характеристики, а также биосовместимость, в том числе в моделирующих воспаление условиях in vitro. Выявлено, что допирование катионами Ba2+ в использованном интервале концентраций (1, 5 и 10 расчетных %) не препятствует низкотемпературной химической трансформации дикальцийфосфата дигидрата и его превращению в октакальцийфосфат, однако реальное замещение составляет в максимуме 6.7 ат.%. Результаты исследований in vitro показывают, что замена ионов кальция на ионы бария в структуре октакальцийфосфата не приводит к повышению цитотоксических свойств; все изученные варианты низкотемпературного октакальцийфосфата и его барий-замещенных форм в рекомендованной концентрации 1 мг/мл не проявляют токсического действия и являются биосовместимыми. Выявленные для октакальцийфосфата с максимальной степенью замещения Ca2+ на Ba2+, равной 10%, эффекты, а именно: отсутствие влияния на содержание лизосом и активных форм кислорода в макрофагах человека в нормальных условиях и значительноe снижение продукции активных форм кислорода в условиях, моделирующих воспаление, а также значимое повышение конститутивной активации T-лимфоцитов in vitro, указывают на то, что данные процессы непосредственно и дозозависимо ассоциированы с катионами Ва2+ в составе октакальцийфосфата. Таким образом, предложенный подход низкотемпературной химической трансформации Ba2+-замещенных вариантов октакальцийфосфата перспективен и представляет интерес для получения на основе кальций-фосфатных соединений материалов с иммунорегуляторными свойствами. Полученные Ba2+- замещенные варианты октакальцийфосфата являются безопасными и биосовместимыми, при этом октакальцийфосфат с максимальной степенью замещения Ca2+ на Ba2+ не только является биоактивным, но и обладает потенциальным антиоксидантным и иммуномодулирующим действием.

20 0

Effect of Vernalization on the Expression of Flowering Time Genes in Chickpea

Issue number 2 from 24.10.2025

Яровизация, или длительное воздействие холода, существенно ускоряет зацветание и увеличивает урожаи многих культур. Механизмы влияния яровизации на переход к цветению хорошо изучены у модельного организма Arabidopsis thaliana, однако до сих пор не раскрыты у бобовых. Мы рассмотрели действие яровизации на экспрессию генов цветения у одной из важнейших зернобобовых культур – нута. Ответ на яровизацию свойственен для диких видов нута, а у культурных сортов это свойство во многом утрачено. Сравнение экспрессии ортологов основных регуляторов цветения Arabidopsis у дикого и культурного нута показало, что относительные уровни концентраций продуктов генов FTa1 и FTa3 существенно повышались после яровизации независимо от вида. В то же время, ответ на яровизацию генов, активируемых FT, различался между культурным и диким нутом, предполагая отличия механизмов регуляции в генной сети.

20 0

Purinergic Modulation of Ocular Muscle Contraction

Issue number 2 from 24.10.2025

Исследована проблема пуринергической регуляции в синапсах фазных и тонических мышц теплокровных. Для этого оценено действие котрансмиттера основного медиатора – АТФ – и его стойкого метаболита аденозина на сокращение различных окуломоторных систем крысы – латеральной прямой (тонической) и круговой (фазной) мышц глаза. АТФ на четверть потенцировала карбахолин-вызванное сокращение латеральной прямой мышцы глаза крысы, а данный пурин, наоборот, достоверно угнетал карбахолин-вызванные сокращения круговой мышцы глаза. Не выявлено скольнибудь значимого проявления модуляционного действия аденозина на карбахолин-вызванное сокращение исследуемых мышц. Полученные результаты свидетельствуют о разнонаправленном постсинаптическом действии АТФ на фазные и тонические окуломоторные системы.

15 0

Simplified Model of Skeletal Muscle Contraction Dynamics

Issue number 2 from 24.10.2025

Обсуждается модель сокращения скелетной мышцы как комплекса активных двигательных единиц (саркомеров). Модель саркомера учитывает, что усилия создаются миозиновыми мостиками, взаимодействующими с актиновыми нитями в миофибрилах мышц. Входом модели является скорость притока ионов кальция в мышечные клетки, которая предполагается пропорциональной потенциалу мотонейронов. Описание усилия мышцы в целом использует осреднение по ансамблю двигательных единиц. Параметры модели адаптируются для описания сокращения саркомера скелетной мышцы. Переход от сокращения одного саркомера к медленному сокращению всей мышцы строится с применением методов разделения движения. Модель «медленного» сокращения одиночного мышечного волокна, возбуждаемого единичным нервным импульсом, не имеет самостоятельной ценности, так как характерное время изменения потенциала импульса мало. Тем не менее для описания тетанического мышечного сокращения, когда изменение суммарного воздействия на мышцу достаточно гладкое, представляется допустимым использование такой приближенной модели. Приведены приближенные численные оценки погрешности построенной модели для упрощенного примера.

19 0

The Effectiveness of Biomedical and Other Applications by the Utilization of Gold Nanoparticles Manufactured Utilizing an Environmentally Safe Method: A Review

Issue number 2 from 24.10.2025

Рассматриваются последние исследования по использованию наночастиц золота, полученных экологически чистым методом зеленого синтеза. Эти наночастицы получают из экстрактов растений, имеющих лекарственное значение, таких как листья, кожура или семена, их помещают на наночастицы золота или другие типы наночастиц. Исследования, на которые ссылается данный обзор, взяты с авторитетных платформ, включая Google Scholar, ResearchGate, PubMed и Scopus. Мы покажем, продемонстрировали ли эти исследования наличие воздействия наночастиц на ткани. Многочисленные исследования указывают, что токсичность наночастиц золота, полученных с использованием экологически безопасных методов, минимальна. Для снижения влияния на окружающую среду необходимо уделять первостепенное внимание разработке экологически чистых методов синтеза наноматериалов. В связи с этим исследователи занимаются поиском зеленых методов, позволяющих закрыть пробелы и снизить уровень возможных проблем. Процессы биологического синтеза экономически эффективны, нетоксичны, сравнительно несложны и экологически безопасны. Процесс зеленого синтеза предполагает получение биологических соединений из экстрактов растений, бактерий и водорослей. Возможность манипулировать морфологическими характеристиками (такими как размер, форма и кристаллическая структура) наночастиц золота в процессе их создания играет важную роль в ряде областей, где применяются наночастицы. Биологические молекулы, полученные из растений, подходят для синтеза наночастиц металлов. Многочисленные исследования продемонстрировали возможность использования наночастиц как золота, так и других материалов для проведения лечебных процедур с минимальным воздействием на здоровые ткани. Кроме того, такие наночастицы обладают способностью восстанавливать поврежденные ткани.

19 0

Evaluation of the Effect of Riboxin, Copper Chlorophyllin, Indralin and Combined Application of Glutathione and Ascorbic Acid on the Degree of DNA Damage in the Spleen of Mice under Fractionated Irradiation

Issue number 2 from 24.10.2025

Методом щелочного гель-электрофореза одиночных клеток селезенки самцов мышей ICR, подвергнутых пяти ежедневным воздействиям рентгеновским излучением в дозе 1.4 Гр, были изучены повреждения ДНК в день последнего облучения на фоне применения в дни облучений рибоксина, или инозина (200 мкг/г), медного хлорофиллина (20 мкг/г), индралина (50 мкг/г) и антиоксидантов: глутатиона (350 мкг/г) и аскорбиновой кислоты (150 мкг/г) совместно. Параллельно оценивалась 30-суточная выживаемость групп из 10 мышей. Уровень повреждений ДНК при применении индралина и рибоксина не имеет значимых отличий от виварного контроля. Однако имелись случаи падежа по одной мыши из групп рибоксина и антиоксидантов для оценки выживаемости. Гибели мышей из других групп, включая облученный контроль, не было. Применение антиоксидантов в небольшой степени защитило ДНК. Медный хлорофиллин не защитил ДНК по сравнению с облученным контролем.

18 0

Influence of Smoking on the State of the Thiol-Disulphide System in Blood Plasma and the Frequency of TCR-Mutant Lymphocytes in Healthy Individuals and Cancer Patients

Issue number 2 from 24.10.2025

Проведено сравнительное исследование показателей соматического мутагенеза и тиолдисульфидной системы в периферической крови онкологических больных до лечения и здоровых лиц с разным статусом курения (n = 95). В общей группе больных обнаружено статистически значимое повышение всех исследованных показателей в 1.5–2.7 раза по сравнению с таковыми в общей группе здоровых лиц (р < 0.01) для этих же показателей, включая содержание восстановленного и окисленного глутатиона и их отношение, частоту лимфоцитов с мутациями по локусу Т-клеточного рецептора. При этом после прекращения курения у больных наблюдалось снижение частоты мутантных лимфоцитов и отношения восстановленного и окисленного глутатиона (р < 0.05). На индивидуальном уровне обнаружены сильные корреляционные связи частоты мутантных клеток с содержанием восстановленного (r = 0.82, p < 0.001) и окисленного глутатиона (r = 0.68, p < 0.01) только в подгруппе курящих больных с высоким уровнем мутагенеза. Полученные результаты указывают на вклад тиолдисульфидной системы в формирование высокой частоты генных мутаций у части курящих лиц с онкологическими заболеваниями.

18 0