Бидний тухай
Багш ажилтан
In recent years’ synthesis of metal nanoparticle using plants has been extensively studied and recognized as a non-toxic and efficient method applicable in biomedical field. The aim of this study is to investigate the role of different parts of medical plant Carduus crispus on synthesizing silver nanoparticles and characterize the produced nanoparticle. Our study showed that silver nanoparticles (AgNP) synthesized via whole plant extract exhibited a blue shift in absorption spectra with increased optical density, which correlates to a high yield and small size. Also, the results of zeta potential, X-ray diffraction, photon cross-correlation spectroscopy analysis showed the surface charge of − 54.29 ± 4.96 mV (AgNP-S), − 42.64 ± 3.762 mV (AgNP-F), − 46.02 ± 4.17 mV (AgNP-W), the crystallite size of 36 nm (AgNP-S), 13 nm (AgNP-F), 14 nm (AgNP-W) with face-centered cubic structure and average grain sizes of 145.1 nm, 22.5 nm and 99.6 nm. Another important characteristic, such as elemental composition and constituent capping agent has been determined by energy-dispersive X-ray spectroscopy and Fourier transform infrared. The silver nanoparticles were composed of ~ 80% Ag, ~ 15% K, and ~ 7.5% Ca (or ~ 2.8% P) elements. Moreover, the results of the FTIR measurement suggested that the distinct functional groups present in both AgNP-S and AgNP-F were found in AgNP-W. The atomic force microscopy analysis revealed that AgNP-S, AgNP-F and AgNP-W had sizes of 131 nm, 33 nm and 70 nm respectively. In addition, the biosynthesized silver nanoparticles were evaluated for their cytotoxicity and antibacterial activity. At 17 µg/ml concentration, AgNP-S, AgNP-F and AgNP-W showed very low toxicity on HepG2 cell line but also high antibacterial activity. The silver nanoparticles showed antibacterial activity on both gram-negative bacterium Escherichia coli (5.5 ± 0.2 mm to 6.5 ± 0.3 mm) and gram-positive bacterium Micrococcus luteus (7 ± 0.4 mm to 7.7 ± 0.5 mm). Our study is meaningful as a first observation indicating the possibility of using special plant organs to control the characteristics of nanoparticles.
Альбумин нь цусны плазмд чөлөөт байдлаар агуулагддаг, эмийн бодистой харилцан үйлчилж, түүнийг зорилтот байнд (target) зөөвөрлөн хүргэх, хадгалж нөөцлөх өвөрмөц үүрэг гүйцэтгэдэг. Амлесса эм нь ангиотензин хувиргагч ферментийн идэвхийг дарангуйлах идэвхтэй периндоприл болон кальцийн сувгийг хаах үйлчлэлтэй амлодипин гэсэн хоёр эмийн нэгдлээс тогтох хосолсон үйлчлэлтэй эм (multidrug). Эмийн бодистой холбогдон зөөвөрлөгч нэг төрлийн уураг хоёр эмийн нэгдлээс тогтох мултиэмийг хэрэглэсэн тохиолдолд харилцан үйлчлэх механизмыг судлах нь шинэ эмийн дизайн зохиох (new drug design) фармакологийн ач холбогдолтой. Энэ ажлаар бид шингээлтийн спектроскопи, флуоресценцийн 2D, 3D спектроскопийн аргаар амлодипин болон периндоприл эм альбумин хоорондын харилцан үйлчлэлийг судлав. Альбумин-амлодипины харилцан үйлчлэл нь гидрофоб харилцан үйлчлэл давамгайлсан эндотерм процесс бөгөөд харилцан үйлчлэлийн дүнд албумин-амлодипины комплекс нягтарсан конформаци үүсгэдэг бол альбумин-периндоприлын харилцан үйлчлэл нь ван-дер Ваальс, устөрөгчийн харилцан үйлчлэл давамгайлсан экзотерм процесс бөгөөд харилцан үйлчлэлийн дүнд албумин-периндоприлын комплекс нягт биш конформаци үүсгэдэг болохыг тогтоов.
Байгаль дээр амьд организм нь цахилгаан соронзон орны нөлөөнд байдаг. Ургамалын өсөлт болон түүний физиологид цахилгаан соронзон орны үзүүлэх нөлөөг судлах явдал судлаачдын анхаарлыг татаж, судалгааны олон ажил хийгдсээр байна. Цахилгаан соронзон орон нь генийн экспресс уургийн биосинтез, ферментийн идэвхи, эсийн үржил, эсийн бодисын солилцоонд нөлөөлдөг гэж үздэг(Nirmala A and Rao P N., 1996). Үрийг тариалахаас өмнө статик болон хувьсах соронзон орноор үйлчлэхэд эерэг нөлөө үзүүлэх боловч соёлолтын хурд үрийн өсөлт, соёололтын эзлэх хувьд тогтвортой нөлөө үзүүлэхгүй байна гэсэн судалгааны үр дүн байдаг (Kornarzyñskiet al.,2004; Carbonell et al., 2000; Pietruszewski,1993; Pittman, 1977). Сул цахилгаан соронзон орон Spirulinaplatensis цианобактерийн фотосинтез ба өсөлтөнд эерэг нөлөө үзүүлдэг бол хүчтэй цахилгаан соронзон орон сөрөг нөлөө үзүүлдэг болохыг Харино нар туршлагаар үзүүлсэн (Hirano et al.,1998). Цахилгаан соронзон орон буудайн үрийн соёлолтонд үзүүлэх нөлөөг Бхатнагар нар (Bhatnagar and Deb., 1977), цахилгаан ба соронзон орны улаан лоолийн үрийн соёлолтонд үзүүлэх нөлөөг Мүүн нар (Moon and Chung, 2008), арвай, буудай, овъёосны үрэнд соронзон орны үзүүлэх нөлөөг Питтман (Pittman, 1977) нар, үрийн соёололтонд 60 Гц цахилгаан соронзон орны нөлөөг Шамранжи нар (Shabrangi A and Majd A, 2009) судалсан.Тухайлбал, тайван төлөвт байгаа үрийг соронзон орноор өдөөхөд буудай, арвай, эрдэнэ шиш, улаан лоолийн үрийн өсөлт нэмэгдэж байсан (Dao-lian Y, Yu-qi G et al.,2009). Цахилгаан соронзон орноор богино хугацаанд үйлчлэхэд өргөст хэмхний үрийн өсөлт ба ургалт хурдасдаг болохыг үзүүлсэн(Yinan L, Yuan L et al.,2002). Түүнчлэн соронзон орон буудайн соёололт, цэвэр жинболон навчны уртад эерэг нөлөөлдөгийг үзүүлсэн (Gholami A, Sharafi S.,2010). Мөн соронзон орон наран цэцгийн үрийн чанарт эерэг нөлөө үзүүлдэгийг Вашист нар туршлагаар баталсан (Vashisth and A, Nagarajan S.,2010). Мөн Аксуонов нар соронзон орон үрийн соёололтыг хянадаг ферментийн идэвхийг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан (Aksyonov SI, Buchylev A, et al.,2000). Цахилгаан соронзон орон ургамалд, тухайлбал, үр тарианд үзүүлэх биологи үйлчлэлийн судалгаа их хэмжээгээр хийгдэж байгаа боловч түүний үйлчлэлийн эффект, үйлчлэлийн механизм бүрэн танигдаж чадаагүй байна. Бид энэ ажлаар 5 мТ тогтмол ба 17 Гц-ийн хувьсах соронзон орон буудайн (Тriticum aestivum L.) үрийн соёололтонд үзүүлэх нөлөөг судлаж, тогтмол, 17 Гц 185 ийн хувьсах соронзон орны үйлчлэлээр соёолсон үрийн хувь 5-20%-иар өссөн ба 5 минут үйлчилэсэн тохиолдолд өсөлтийн хувь хамгийн их байгааг тогтоов.
Ийлдэсний альбумин нь цусны плазмд чөлөөт байдлаар агуулагдах өвөрмөц шинж чанартай уураг бөгөөд өөх тос, амин хүчил, стериод, эмийн бодис зэрэг лигандуудтай харилцан үйчлэлд орж зөөвөрлөдөг (Israt Jahan et al., 2017). Амлодипин буюу дегидропиридиний цагираг бүхий кальцийн сувгийг хоригч эм нь зүрх судасны ханын гөлгөр булчингийн тонусыг багасгаж судсыг өргөсгөх үйлчилгээтэй юм (Zuzana Vanekova et al., 2018). Альбумин уургийн өвөрмөц шинж чанарт үндэслэн амлодипин эмтэй харилцан үйлчлэх механизмыг судлах нь шинэ эмийн дизайныг боловсруулах фармакологийн ач холбогдолтой. Уг туршилтаар уураг эмийн харилцан үйлчлэлийг буфер орчин (pH=5.5-9.5), температураас (298K, 310, 315K) хамааруулан флуоресценци спектроскопи, зетапотенциалын аргаар судлав. Уураг эмийн харилцан үйлчлэлийн флуоресценци спектрийн тоон утгаас Штерн-волмер, Вардын тэгшитгэлийг бодож холболтын параметрүүдийг тооцож, pH=7.5-д хамгийн тогтвортой харилцан үйлчлэлд орж байгааг илрүүлэв
Сүү нь хүүхдийн өсөлт хөгжилд шаардлагатай уураг, минерал, витамин зэрэг нэгдлүүдийн эх үүсвэр болж чаддаг хэдий ч харшил үзүүлдэг хүнсний бүтээгдэхүүнд тооцогддог. Судалгаагаар дэлхийд 0-7 настай хүүхдүүдийн 5-7% нь сүүний харшилтай гэсэн тооцоо байдаг. Лактоз болон сүүнд агуулагдах βлактоглобулин уураг нь сүүний харшил үзүүлэх гол хүчин зүйл болдог. βлактоглобулин уургийн орон зайн бүтэц болон хоёрдогч бүтцийн харьцаа өөрчлөгдсөнөөр харшил үүсгэх шинж чанар үгүй болох боломжтой. Тус уураг нь хүчлийн гидролиз, пепсиний үйлчлэл, протеазийн идэвхэд тэсвэртэй, димер бүтцээ тогтвортой хадгалдаг. Мөн β-лактоглобулин уураг димер бүтцээ алдсаны дараа эргэн бүтцээ олох (refolding) чадвартай байдаг. Бид судалгаандаа βлактоглобулин уургийг хэт авиан чадал, хугацаа, хоорондох зайнаас хамааруулан үйлчилж түүний орон зайн болон хоёрдогч бүтцийг өөрчлөх боломжийг судаллаа.
Бид энэ ажлаар Carduus crispus ургамлыг ашиглан 30 нм кубээс (шоо дөрвөлж) тогтсон 100 нм хэмжээтэй 80% цэвэршилттэй нанобөөм нийлэгжүүлж, түүний физик шинж чанарыг UV-Vis спектрофотометр, XRD, SEM, Z-потенциал, EDX аргуудаар тодорхойлов. Нийлэгжүүлэн гаргаж авсан нанобөөмийн грам-сөрөг, грам-эерэг бактерийн эсрэг идэвхийг харьцуулан судлав.
Бид өмнөх өмнөх судалгаандаа Rana rugosa мэлхийн арьсны шүүрлээс гарган авсан, 11 амин хүчлийн үлдэгдлээс (FLKWLFKWAKK) тогтох, бактерийн болон хавдрын эсрэг үйлчлэлтэй андекапептид GA-K4, хиймэл мембран хоорондын харилцан үйлчлэлийг липидийн төрөл, агууламжаас хамааруулан судалсан. Энэ ажлаар GA-K4 пептид грам-эерэг бактери B.subtilis болон грам-сөрөг бактери E.coli-д үзүүлэх нөлөөг diSC3-5 флуоресценцийн ба электрокинетик потенциалын аргаар судалсан үд дүнг танилцуулж байна.
Энэ ажлаар микроб, хавдрын эсрэг идэвхтэй GA-K4 андекапептидийн гурав хэмжээст бүтэц, түүний ус болон липидийн орчинтой (POPC, POPG) харилцан үйлчлэх шинж чанарыг молекул динамик симуляцийн аргаар судлав. Туршлагын үр дүнд GA-K4 андекапептид нь усан орчинд тодорхой бус бүтэцтэй боловч липид орчинд конформацийн хүчтэй өөрчлөлтөнд орж, хеликс бүтцийг үүсгэдэг ба липидийн төрлөөс шалтгаалж хеликс бүтцийн эзлэх хувь хамаарах бөгөөд POPG липидтэй сонгомлоор харилцан үйлчилж, бүтцээ өөрчилж, түүгээр үүсгэгдсэн хиймэл мембранаар нэвтрэн мембраны муруйлт үүсгэдэг болохыг тогтоов.
Naturally occurring antimicrobial peptides important for innate immunity are widely stud- ied for their antimicrobial and anticancer activity. The primary target of these AMPs is believed to be the bacterial cytoplasmic membrane. However, the interaction between cytoplasmic membrane and the antimicrobial peptides remains poorly understood. Therefore to focus on the target membrane composition that is required by AMPs to interact with membranes, we have examined the interaction of the antimicrobial and anticancer active 11-residue GA-K4 (FLKWLFKWAKK) peptide with model and intact cell membranes. Effect on the structural conformational properties of GA-K4 pep tide was investigated by means of far-UV CD and fluorescence spectroscopic methods. The different conformation of GA-K4 peptide in large unilamellar vesicles (LUV) bilayer and micelle environment suggest that the curvature has an influence on the secondary structure acquired by the peptide. Fur- thermore, the leakage experiment result confirmed that GA-K4 induced the leakage of cytoplasmic membrane in Staphylococcus аureus bacterial cells. Fluorescence data revealed the interfacial loca- tion of GA-K4 peptide in the model membranes. The blue-shift in emission wavelength by trypto- phan residues in fluorescence data indicated the penetration of GA-K4 peptide in micelles and phos- pholipid bilayers. These results showed that the GA-K4 peptide is a membrane-active peptide and its activity depends on membrane curvature and lipid composition. Although further studies are required to confirm the mechanism of action, the data suggest mechanism of toroidal pore formation for the interaction of GA-K4 peptide with membranes. Our studies will be helpful in better understanding of the membrane requirment of peptides to express their therapeutic effects.
Энэ ажлаар микроб, хавдрын эсрэг идэвхтэй GA-K4 андекапептидийн гурав хэмжээст бүтэц, түүний ус болон липидийн орчинтой (POPC, POPG) харилцан үйлчлэх шинж чанарыг молекул динамик симуляцийн аргаар судлав. Туршлагын үр дүнд GA-K4 андекапептид нь усан орчинд тодорхой бус бүтэцтэй боловч липид орчинд конформацийн хүчтэй өөрчлөлтөнд орж, хеликс бүтцийг үүсгэдэг ба липидийн төрлөөс шалтгаалж хеликс бүтцийн эзлэх хувь хамаарах бөгөөд POPG липидтэй сонгомлоор харилцан үйлчилж, бүтцээ өөрчилж, түүгээр үүсгэгдсэн хиймэл мембранаар нэвтрэн мембраны муруйлт үүсгэдэг болохыг тогтоов.
Naturally occurring antimicrobial peptides important for innate immunity are widely studied for their antimicrobial and anticancer activity. The primary target of these AMPs is believed to be the bacterial cytoplasmic membrane. However, the interaction between cytoplasmic membrane and the antimicrobial peptides remains poorly understood. Therefore to focus on the target membrane composition that is required by AMPs to interact with membranes, we have examined the interaction of the antimicrobial and anticancer active 11-residue GA-K4 (FLKWLFKWAKK) peptide with model and intact cell membranes. Effect on the structural conformational properties of GA-K4 peptide was investigated by means of far-UV CD and fluorescence spectroscopic methods. The different conformation of GA-K4 peptide in large unilamellar vesicles (LUV) bilayer and micelle environment suggest that the curvature has an influence on the secondary structure acquired by the peptide. Furthermore, the leakage experiment result confirmed that GA-K4 induced the leakage of cytoplasmic membrane in Staphylococcus аureus bacterial cells. Fluorescence data revealed the interfacial location of GA-K4 peptide in the model membranes. The blue-shift in emission wavelength by tryptophan residues in fluorescence data indicated the penetration of GA-K4 peptide in micelles and phospholipid bilayers. These results showed that the GA-K4 peptide is a membrane-active peptide and its activity depends on membrane curvature and lipid composition. Although further studies are required to confirm the mechanism of action, the data suggest mechanism of toroidal pore formation for the interaction of GA-K4 peptide with membranes. Our studies will be helpful in better understanding of the membrane requirment of peptides to express their therapeutic effects. Keywords
Амьд организмын төрөлхийн дархлааны системд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг пептидийг шинээр нээж илрүүлэх, микроб болон хавдрын эсрэг үйлчлэлийн механизмыг тайлах туршилт эрчимтэй хийгдэж байна. Микробын эсрэг пептидийн үйлчлэх гол голомт нь микробын цитоплазмын мембран байна гэж судлаачид таамаглаж байгаа боловч түүнийг бүрэн судалж тогтоогоогүй байна. Бид энэ ажлаар микроб ба хавдрын эсрэг идэвхитэй 11 амин хүчлийн үлдэгдлээс тогтох GA-K4 (FLKWLFKWAKK) пептид хиймэл болон эсийн мембрантай харилцан үйлчлэх механизмыг судлах зорилт тавив. Үүний тулд өөр өөр липидээс тогтох мицелл, липосом бэлдэж, Staphylococcus аureus эс өсгөвөрлөн, тэдгээрийн GA-K4 пептидтэй харилцан үйлчлэх онцлогийг холын УФ дугуй дихроизм ба флуоресценцийн спектроскопийн аргаар судлав. GA-K4 пептид нь буфер орчинд тодорхой бус бүтэцтэй боловч липид орчинд конформацийн хүчтэй өөрчлөлтөнд ордог, энэхүү бүтэц нь липидийн төрөл, агууламж, концентрациас хамаардаг, липосомийн орчинд түүний липидийн агууламжаас хамаарч сонгомлоор харилцан үйлчилдэг, эсийн мембранд нэвтрэн жижиг молекул шүүрэх боломжтой “суваг” үүсгэн эсийн мембраныг “гэмтээдэг” болохыг илрүүллээ.
