Введение к работе
Актуальность проблемы:
Скрининг природных соединений с целью получения антимикробных агентов представляет перспективное научное направление в биотехнологии. Потенциальными источниками новых антимикробных субстанций является рыбный жир, интенсивные исследования биологической активности соединений которого проводятся в течение последних 30 лет. До настоящего времени использование рыбных жиров в пищевой и медицинской промышленности было обусловлено высоким содержанием п-3 ПНЖК и витаминов групп А и D. В ТИНРО-центре разработана технология приготовления нового антимикробного препарата (Патент РФ № 2043725, 1995), в основе которой лежит процесс автоокисления рыбных жиров. Полученный препарат имеет природное происхождение, но не уступает по силе и спектру антимикробного действия применяемым в настоящее время синтетическим антисептикам и характеризуется безвредностью в отношении высших организмов (Бывальцева, 1997). Вместе с тем, как продукт пищевого либо лечебно-профилактического назначения, новый препарат нуждается в изучении его химического состава и биологических свойств отдельных компонентов для обоснования и применения его антимикробного эффекта. В связи с этим, актуальным вопросом является исследование процесса, приводящего к образованию антимикробной активности АП, определение структур его активных компонентов, а также исследование механизма их действия. Цель работы:
Целью настоящего исследования яатялось научное объяснение образования антимикробной активности препарата из рыбных жиров.
Для достігжения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:
- исследовать кинетику образования антимикробной активности препарата;
Список основных сокращений: АП - антимикробный препарат; ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография; ГЖХ - газо-жидкостная хроматография; ЖК - жирные кислоты; КХ - колоночная хроматографии; МИК - минимальная ингибирующая концентрация; ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты; ПОЛ - продукты окисления лили-дов; ТСХ - тонкоалойная хроматография; 15-НРЕТЕ - 5Д8Д11Д13'-15(5)-гидроперокси-5,8,11,13-эйкозатетраеновая кислота; 4-HNE - (2.Е)-4-гпдрокси-2-ноненаль; 4-HNDE -(2Д62)-4-гидрокси-2-нонадиеналь; 15-LO - 15-литюксигеназа.
выявить связь между процессом автоокисления рыбных жиров и образованием антимикробной активности препарата.
идентифицировать его активные компоненты;
исследовать биохимические и микробиологические свойства установленных активных компонентов.
Научная новшна
Впервые в окисленных рыбных жирах, различающихся по степени их ненасыщенности, обнаружены и выделены два продукта автоокисления поли-ненасыщенньк жиров: (2)-4-гидрокси-2-ноненаль, образующийся при окислении п-6 полиненасыщенных жирных кислот, и (2,62)-4-гидрокси-2,6-нонадиеналь, образующийся при окислении n-З полиненасыщенных жирных кислот. Впервые установлено наличие выраженной антимикробной активности у данных соединений. Исследовано и доказано влияние (2)-4-гидрокси-2-но-неналя на биосинтез (5Д8Д112',13)-15(5)-гидроперокси-5,8,11,13-эйкозатет-раеновой кислоты - первичного липоксигеназного метаболита арахидоновой кислоты. Установлен двойственный (активирующий и ингибируюший в зависимости от концентрации) эффект (2)-4-гидрокси-2-ноненаля на активность 15-липоксигеназы. Проведена сравнительная оценка действия (2)-4-гидрокси-2-ноненаля на 15-липоксигеназу, его антимикробной активности и известной генерации данным соединением протекания различных вігугриклеточньгх процессов. Практическая ценность
Разработан препаративный метод выделения индивидуальных низкомолекулярных продуктов автоокисления полиненасыщенных жиров. Оптимизированы условия приготовления антимикробного препарата с максимально-возможной величиной антимикробной активности. Апробация работы
Отдельные части настоящего исследования были представлены на IV международном конгрессе по сравнительной физиологии и биохимии (Бирмингем, Великобритания, 1995), на региональной конференции "Рыбохо-зяйственные исследования океана" (Владивосток, 1995), на конференции молодых ученых "Биомониторинг и рациональное использование морских и пресноводных гидробионтов" (Владивосток, 1999), на II Региональной конференции по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии (Владивосток, 1999), на международной конференции молодых ученых Россий-
ского Дхіьнего Востока "Проблемы экологии и рационального природопользования Дальнего Востока" (Владивосток, 1999). Публикации
Основное содержание диссертации ихтожено в 14 публикациях. Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка цитированной литературы (179 ссылок) и приложения, включает 32 рисунка и 11 таблиц. Общий объем диссертации составляет 156 страниц. Основные положения, выносимые на затиту
1. Антимикробная активность смеси водорастворимых продуктов
окисления рыбного жира зависит от степени ненасыщенности жира.
2. Антимикробная активность получаемого в процессе автоокисления жира
препарата обусловливается наличием в нем карбонильных соединений -продуктов окислительной деградации полиненасыщенных компонентов рыбного жира.
3. Механизм действия активных компонентов препарата определяется их
способностью необратимо инактивировать ферменты и может относиться как к антиферментному так и к антиметаболическому типам.