Огляд присвячено аналізу власних робіт з розробки близько 20 кондуктометричних біосенсорів на основі планарних електродів та різноманітного біологічного матеріалу (ферменти, клітини, антитіла), синтетичних мембран як чутливих елементів. Висока селективність, чутливість, низька ціна, простота та експресність визначення різноманітних речовин роблять біосенсори необхідними для потреб медицини, біотехнології, екології, сільського господарства та харчової промисловості. При аналізі реальних зразків неспецифічний вплив фонових електролітів можна суттєво зменшити завдяки використанню диференційного режиму вимірювань, більш концентрованих буферних розчинів, а також додаткових негативно чи позитивно заряджених мембран, які запобігають впливові буферної ємності та іонної сили розчинів і розширюють динамічний діапазон роботи сенсорів. Для створення мініатюрних імуносенсорів було запропоновано такі підходи: а) використання поліаніліну як електропровідної мітки при визначенні антитіл у конкурентному імуноаналізі; б)створення багатошарових структур з плівками фталоціаніну; в)використання акрилових сополімерних мембран. Обговорено переваги та недоліки розроблених кондуктометричних біосенсорів. Подальша комерціалізація таких приладів пов'язана з пошуком шляхів стабілізації чутливих мембран та суміщення у єдиному технологічному циклі.

Досліджено цитокінову активність ізольованого рекомбінантного C-кінцевого домена тирозил-тРНК синтетази (тирРС) ссавців, гомологічного EMAP-2 цитокіну. Показано, що C-домен індукує подвійне збільшення хемотаксису моноцитів. Цей ефект близький до такого, спричиненого EMAP-2 та proEMAP-2. Протеолітично модифікована каталітична форма тирPC(2 times 39 кДа) не впливала на хемотаксис моноцитів. C-домен тирPC також індукує потрійне зростання активності тканинного фактора ендотеліальних клітин людини. Пропонується гіпотеза стосовно того, що ізольований C-домен може вивільнятися під час протеолітичного розщеплення тирPC певною протеазою, яка активується в стресових умовах, і функціонувати як медіатор шляхом передачі сигналу у разі взаємодії з рецептором EMAP-2 цитокіну.

Сучасні методи багатокутового світлорозсіювання в поєднанні зі швидкісною хроматографією білків і лазерною кореляційною спектроскопією дають досить детальну інформацію про розподіл білкових частинок у розчині, їх розмір і молекулярну масу. Дані, отримані під час дослідження кінази легких ланцюгів міозину гладеньких м'язів, свідчать про те, що цей білок існує в розчині як рівноважна суміш олігомерних, димерних і мономерних часток у кількісному співвідношенні 2, 53 та 45 вагових % відповідно. На виході з гель-фільтраційної колонки рівновага значно зсунута в бік олігомерних форм кінази і час переходу до рівноважного стану становить приблизно 10 хв. Димер кінази має стрижнеподібну структуру з середньоквадратичним радіусом (СКР) близько 22 нм. Для олігомеру СКР складає приблизно 80 нм. Його структуру можна зобразити у вигляді спірального кільця з 10 витків з 10 молекулами кінази на виток. Структуру олігомеру добре описують також стрижне- або спіралеподібні моделі з шістьма молекулами, розміщеними вздовж лінії або витягнутої спіралі. Приблизно 17 таких шестимолекулярних елементів утворюють паралельно асоційовані агрегати. Попередні дослідження показали, що низка інших білків також існує в розчині як рівноважна суміш мономерів і надмолекулярних структур з тривалим часом життя.

ДНК-вмісні фаги, які нейтралізуються анти-MS2 сироваткою, виявлено в культурах MS2-індукованих мутантів, у клітинах, що містять рекомбінантну плазміду, та в препаратах фагів MS2 і P1, здатних до трансдукції фагів лямбда. Тотожність новоутворених бактеріофагів дозволяє припустити загальний механізм їхнього походження.

В огляді стисло описано унікальні конформаційні можливості поліаденілової кислоти. Обмірковано питання про можливість утворення подвійних оліго(A)-спіралей в РНК у біологічних системах. Висловлено припущення про те, що в основі стабілізаційної дії ELAV-подібних білків лежить їхня здатність стимулювати утворення внутрішніх подвійних оліго(A)-спіралей в полі(A)-хвостах специфічних мРНК.

Нещодавно авторами запропоновано модель "напівінтеркаляції" монометинових ціанінових барвників у подвійну спіраль нуклеїнових кислот. Бензтіазоловий гетероцикл "класично" інтеркалює, розташовуючись між комплементарними парами основ, тоді як другий гетероцикл просторово фіксується в борозні нуклеїнової кислоти. Автори вважають, що гетероцикл з високою основністю розміщується в нуклеофільнішій борозні, у той час як гетероцикл з меншою основністю вклинюється в менш електрофільний міжосновний простір. Метою представлених досліджень було визначення можливого способу фіксації другого гетероциклу в борозні нуклеїнової кислоти. Синтезовано і вивчено низку структуроподібних ціанінових барвників з різним розподілом електронної густини. Цілком певно, що зв'язування другого гетероциклу з високою основністю зумовлюється просторовою фіксацією та його електростатичною взаємодією з фосфатними групами нуклеїнової кислоти. Монометиновий піридинієвий барвник (Cyan 40; 4-[(1-метилбензотіазоліліден-2)метил]-1,2,6-триметил піридиніум тозилат) взаємодіяв з нативною ДНК та РНК зі значним зростанням інтенсивності флюоресценції. Він, очевидно, є перспективним для розробки нових ціанінових барвників, що зв'язуються з нуклеїновими кислотами.

Описано синтез амінокислотних похідних (L-Trp та L-Tyr) з тіазоловим оранжевим - монометиновим ціаніновим барвником, що значно підвищує інтенсивність власної флюоресценції при зв'язуванні з нуклеїновими кислотами. Гідроксисукцинімідний ефір Cyan 6 (2-[-(N-карбоксиетил-хінолін)-метил]-3-метилбензтіазол-1,4-n-толулолсульфату) було використано для кон'югації. Взаємодію синтезованих кон'югатів з нуклеїновими кислотами досліджено спектроскопічними методами.

Оптимізовані структури цитидину, уридину і тимідину, їхніх дезоксирибо-аналогів та деяких О5'-, О3'-депротонованих похідних отримані за допомогою напівемпіричного квантовохімічного методу MNDO/H. Виявлено сітки внутрішньомолекулярних водневих зв'язків піримідинових нуклеозидів та вивчено їхній вплив на стереохімічну структуру молекул (зокрема, на стабільність anti-конформації), фізико-хімічні параметри (теплоту утворення, дипольний момент, потенціал іонізації та розподіл зарядів), а також на динамічні характеристики піримідинових нуклеозидів (бар'єри інтерконверсії, частоти торсійних коливань). Обговорюється присутність внутрішньомолекулярних водневих зв'язків у полінуклеотидах та їхнє значення у формуванні структури та нелінійної динаміки нуклеїнових кислот.

Методом конкурентного аналізу досліджено взаємодію лізоциму з ліпосомами, сформованими з фосфатидилхоліну та дифосфатидилгліцерину. У рамках решіткових та континуальних моделей адсорбції великих лігандів на поверхні оцінено термодинамічні параметри утворення білок-ліпідних комплексів. Встановлено, що взаємодія білка з ліпосомами, у яких мольна частка дифосфатидилгліцерину складає понад 25 %, характеризується позитивною кооперативністю, яка може бути зумовлена самоасоціацією молекул зв'язаного білка.

Досліджено взаємодію метгемоглобіну з модельними фосфоліпідними мембранами, сформованими з фосфатидилхоліну та його сумішей з фосфатидилсерином і діфосфатидилгліцерином. Ізотерми зв'язування проаналізовано в рамках двовимірних моделей адсорбції на поверхні та проникнення білка в ліпідний бішар. Здійснено оцінку константи асоціації, стехіометрії зв'язування, внесків ентальпійного та ентропійного факторів у змінення вільної енергії під час утворення білок-ліпідних комплексів.

Вивчали експресію гена цитохрому CYP2E1, а також онкогенів c-myc і c-fos у різних органах щурів лінії Wistar, що утримувалися в умовах Чорнобильської зони відчуження. При порівнянні даних для дослідних і контрольних груп тварин виявлено вірогідні розбіжності в експресії вказаних генів на рівні РНК.

Муцини - це структурні компоненти епітеліального шару мукози, які захищають респіраторний, травний та репродуктивний тракти від негативних впливів зовнішнього оточення (мікроорганізмів, токсинів та хімічних або механічних подразників). Муцини складають групу високомолекулярних (>200 кДа), полідисперсних та сильноглікозійованих білків, що знаходяться на поверхні більшості епітеліальних тканин. За останнє десятиріччя прогрес в розумінні структури та функцій муцинів, в основному, пов'язаний з одержанням кДНК клонів, кодуючих сімейство епітеліальних муцинів. На сьогодні це сімейство охоплює вісім муцинових генів (MUCl - MUC8) і очікується відкриття нових. Базуючись на первинній структурі та вивченні внутрішньоклітинної локалізації, епітеліальні муцини можна поділити на два класи: мембран-асоційовані (MUCl) та секреторні (MUC2 - MUC8). Цей огляд сфокусовано на сучасних уявленнях про структуру продуктів муцинових генів та їхні функції в нормальних тканинах і при патологіях. Обговорюються також регуляція експресії муцинових генів, посттрансляційні модифікації та зміни в секреції і процесингу.

Розроблено важливу для вирішення біотехнологічних проблем методологію вивчення циклів размноження та динаміки накопичення вірусу класичної чуми свиней у культурі перевивних клітин РК-15 за умов відсутності будь-яких проявів цитопатогенної дії вірусу. Підтверджено можливість широкого використання з цією метою перспективного та надійного методу флюоресцентних зондів, що не потребує попередньої адаптації інфекційного чинника до чутливої культури та подальшого його розмноження в чутливих клітинах.

Показано, що деградація багатьох аніонних, катіонних та амфолітних поверхнево-активних речовин (ПАР) у псевдомонад контролюється плазмідами розміром 60 - 130 тис. п. н. Більшість плазмід здатна до кон'югативного переносу та елімінації з бактеріальних клітин. Створені первинні рестрикційні карти плазмід біодеградації ПАР мають значну різницю.

Клітини еукаріот на відміну від прокаріот містять дві різні групи аміноацил-mРНК синтетаз, які кодуються ядерним геномом і функціонують в цитозолі та мітохондріях. Структурні відмінності між ферментами мітохондрій і цитоплазми можуть бути відображенням функціональної адаптації до процесів, які відбуваються в мітохондріях, крім участі в біосинтезі білка. Імпорт цитозольних тРНК у мітохондрії описано для дріжджів, рослин і найпростіших, однак він не спостерігався в клітинах ссавців. Виявлено, що мітохондріальна лізил-тРНК синтетаза (MSK) відіграє провідну роль у транспорті тРНК у мітохондрії дріжджів для комплементації мутацій мітохондріальних генів тРНК. За допомогою моноспецифічних антитіл проти пре-MSK зроблено спробу ідентифікувати гомологи MSK у клітинах ссавців методами ELISA і Вестерн-блотинга. В цитоплазматичних і мітохондріальних фракціях лізатів клітин ссавців виявлено білки, які мають імунологічний перехрест з MSK. Разом з результатами перехрестного аміноацилювання ці дані дають підставу для припущення про наявність спільних антигенних детермінант у мітохондріальних і цитоплазматичних лізил-тРНК синтетаз ссавців.

Поланалізовано сучасні літературні дані про створення трансгенних рослин для виробництва вакцин. Трансгенні рослини є дуже привабливою та дешевою альтернативою існуючим мікробіологічним системам виробництва білків для фармацевтики. Успіхи сучасної біотехнології відкрили можливість експресувати у рослинах різні антигени, що використовуються для вакцинації, з метою використання їстівних частин рослин для транспорту оральних вакцин. Було продемонстровано, що гени, котрі кодують антигени бактеріальних та вірусних патогенів, можуть бути експресовані у рослинах із збереженням їх природних імунологічних властивостей. Так, бульби трансгенної картоплі, що експресували бактеріальні антигени, стимулювали гуморальну та мукозну імунні відповіді при використанні їх у їжу. Хоча використання їстівних вакцин для запобігання хвороб ще не доведено, подальшій розвиток цього напряму може стати першим кроком на шляху до вакцин нової генерації.

У геномах більшості хребетних присутні десятки тисяч копій Tc1-подібних транспозонів, переважна частина яких знаходиться у ділянці геному, що не експресується. За результатами аналізу повної нуклеотидної послідовності гена інсуліноподібного фактора росту I (IGF-1) кети у другому та третьому інтронах було знайдено два Tc1-подібних транспозони (Tok1 та Tok2), гомологічні елементу SALT(Tss2) сьомги. Наявність транспозона в третьому інтроні обох неалельних копій гена IGF-I кети, подібна будова цієї частини гена інших лососевих і його відсутність у генах окуня, судака, щуки та тіляпії свідчать про те, що інтеграція рухомих елементів відбулася до початку тетраплоїдизації загального предка лососевих, але після його виділення з загальної лінії костистих риб. Інтеграція Tok2 значно збільшила розмір третього інтрона гена IGF-I лососевих та, ймовірно, впливає на альтернативний сплайсинг четвертого екзона. Розташування транспозонів у гені IGF-I і наявність у геномі кети деякої кількості гомологічних елементів, обрамовуючих послідовності, що експресуються, дозволяють припустити можливість переносу екзонів або генів хребетних у складі "касети" з двох транспозонів подібно до того, як це відбувається у прокаріотів та безхребетних. Такий процес може призводити до формування нових генів.

В огляді на прикладах багатьох досліджень розглянуто проблеми регуляції експресії генів за допомогою антисенсових РНК у прокаріотах та в еукаріотичних клітинах. Значну увагу приділено проблемі створення внутрішньоклітинної резистентності проти вірусів з використанням антисенсових РНК. Аналізуються загальна концепція та стратегія побудови штучних систем антисенсової регуляції експресії генів у клітинах еукаріот.

Ліпополісахариди (ЛПС, ендотоксини) - основний компонент клітинної стінки грамнегативних бактерій. У амфіпатичній макромолекулі ЛПС розрізняють ліпід А, коровий олігосахарид і О-специфічний ланцюг. Ендотоксини є біологічно активними молекулами. Вони можуть активувати синтез макрофагами запальних (фактор некрозу пухлин, інтерлейкіни (IL-1, IL-6, IL-8)) та протизапальних (IL-10) цитокінів, оксиду азоту, реакцію зв'язування комплементу, синтез антитіл, проявляти протипухлинну активність тощо. Окрім того, ЛПС мають і терапевтичне значення. Так, ЛПС (або окремі структурні компоненти їхніх макромолекул) здатні спричинювати протективний ефект в разі септичного шоку. Є відомості стосовно успішного використання їх для лікування раку в людей.

В огляді надається інформація про локалізацію ендофітних бактерій у тканинах рослин, а також обговорюються шляхи та механізми проникнення бактерій в середину рослин. Розглядаються методи детекції ендофітів в середині рослин (цитохімічні, імунологічні, молекулярно-генетичні).