Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном
Методами УФ спектроскопiї та пiролiтичної мас-спектрометрiї вивчали особливостi
 комплексiв включення, отриманих на основi циклодекстринiв (β-ЦД й ГП-β-ЦД) та бiлка — бичачого сироваткового альбумiну при рiзних мольних спiввiдношеннях компонентiв. Отриманi результати можуть слугувати пiдгрун...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85371 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном / I.В. Бабич, С.В. Рябов, В.В. Бойко, Т.В. Дмитрiєва, В. I. Бортницький, О.В. Козлов, Ю.Ю. Керча // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 118-122. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859987384476631040 |
|---|---|
| author | Бабич, І.В. Рябов, С.В. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Козлов, О.В. Керча, Ю.Ю. |
| author_facet | Бабич, І.В. Рябов, С.В. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Козлов, О.В. Керча, Ю.Ю. |
| citation_txt | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном / I.В. Бабич, С.В. Рябов, В.В. Бойко, Т.В. Дмитрiєва, В. I. Бортницький, О.В. Козлов, Ю.Ю. Керча // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 118-122. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Методами УФ спектроскопiї та пiролiтичної мас-спектрометрiї вивчали особливостi
комплексiв включення, отриманих на основi циклодекстринiв (β-ЦД й ГП-β-ЦД) та бiлка — бичачого сироваткового альбумiну при рiзних мольних спiввiдношеннях компонентiв. Отриманi результати можуть слугувати пiдгрунтям для подальших дослiджень
по створенню аналогiчних систем на основi рiзних протеїнiв для потреб медицини.
Методами УФ спектроскопии и пиролитической масс-спектрометрии изучали особенности
комплексов включения циклодекстринов (β-ЦД и ГП-β-ЦД) и белка — бычьего сывороточного альбумина при разных мольных соотношениях компонентов. Полученные результаты могут служить основой для дальнейших исследований по созданию аналогичных систем на основе различных протеинов для медицинских целей.
Involving UV–Vis spectroscopy and pyrolytic mass-spectrometry, the peculiarities of inclusion complexes based on cyclodextrins (β-CD and HP-β-CD) and bovine serum albumin BSA (at different molar ratios) are investigated. The results obtained could be a basis for the further development and research of analogous systems based on different proteins to be applied to medicine.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:29:21Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2013
ХIМIЯ
УДК 54-126:547.458:577
I. В. Бабич, С. В. Рябов, В. В. Бойко, Т.В. Дмитрiєва,
В. I. Бортницький, О. В. Козлов,
член-кореспондент НАН України Ю. Ю. Керча
Комплекси включення циклодекстринiв з альбумiном
Методами УФ спектроскопiї та пiролiтичної мас-спектрометрiї вивчали особливостi
комплексiв включення, отриманих на основi циклодекстринiв (β-ЦД й ГП-β-ЦД) та бiл-
ка — бичачого сироваткового альбумiну при рiзних мольних спiввiдношеннях компонен-
тiв. Отриманi результати можуть слугувати пiдгрунтям для подальших дослiджень
по створенню аналогiчних систем на основi рiзних протеїнiв для потреб медицини.
Останнiм часом у супрамолекулярнiй хiмiї стрiмко набуває розвитку напрям, пов’язаний
з дослiдженнями макроциклiчних сполук як носiїв лiкарських форм для застосування
в фармацевтичних цiлях. Зокрема, вивчаються циклодекстрини (ЦД) — циклiчнi олiгомери
глюкози, що побудованi з α-1,4-зв’язаних залишкiв D-глюкопiранози, завдяки їх властивос-
тi селективно взаємодiяти з комплементарними за геометричними розмiрами субстрата-
ми з утворенням стiйких комплексiв включення типу гiсть-хазяїн [1, 2]. Велике значення
має i той факт, що ЦД — це природнi продукти (продукуються ензимами з крохмалю),
нетоксичнi для людського органiзму. Для створення лiкарських препаратiв в основному
використовується β-циклодестрин (β-ЦД) як допомiжний агент, що здатний до солюбiлi-
зацiї малорозчинних у водi речовин, пiдвищити стiйкiсть до дiї протеолiтичних фермен-
тiв кровi/шлунково-кишкового тракту, а також здатного знизити рiвень агрегацiї бiлкової
компоненти тощо [2–4]. На сьогоднi вiдомий цiлий перелiк субстанцiй, розчиннiсть яких
збiльшується в 10–100 разiв завдяки утворенню комплексiв включення з β-ЦД.
Мета роботи — дослiдження можливостей утворення комплексiв включення (КВ) мiж
гiдроксипропiл-β-циклодестрином (ГП-β-ЦД) й β-ЦД з бичачим сироватковим альбумiном
(БСА), який є бiлком плазми кровi великої рогатої худоби. БСА широко використовується
у лабораторнiй практицi як стандарт для кiлькiсного визначення протеїнiв, а також як
маркер у рiдиннiй хроматографiї та електрофорезi при визначеннi молекулярної маси бiл-
кiв. Розробка та вивчення особливостей комплексiв включення ГП-β-ЦД та β-ЦД з БСА
(при рiзних мольних спiввiдношеннях компонентiв) може бути пiдгрунтям для подальших
© I. В. Бабич, С.В. Рябов, В. В. Бойко, Т. В. Дмитрiєва, В. I. Бортницький, О.В. Козлов,
Ю.Ю. Керча, 2013
118 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
дослiджень по створенню систем на основi циклодекстринiв та рiзних протеїнiв, що до-
зволить стабiлiзувати структуру останнiх, зменшити їх агрегацiю в розчинi, пiдвищити
транспортнi характеристики лiкарських засобiв i, таким чином, розширити коло їх тера-
певтичного застосування.
Експериментальна частина. Об’єкти дослiдження:
β-ЦД — продукт фiрми “Fluka”. Молекулярна маса його мономерного фрагмента
(C6H10O5) 162. Перед проведенням експерименту β-ЦД сушили у вакуумi при темпера-
турi 100 ◦C впродовж 12 год.
2-Гiдроксипропiл-β-ЦД(2-ГП-β-ЦД) — продукт фiрми “CycloLab R&D Ltd”. Ступiнь за-
мiщення ∼3.
БСА (бiлок плазми кровi великої рогатої худоби) — продукт фiрми “Sigma”, має один
ланцюг (витягнута глобула з розмiрами 4,0 на 14,0 нм), який мiстить близько 600 амiно-
кислотних залишкiв.
Mолекулярна маса об’єктiв дослiдження: β-ЦД 1135; ГП-β-ЦД 1309; БСА ∼64000.
Для приготування комплексiв включення 50 мг БСА розчиняли в 20 мл 0,01 моль/л
фосфатного буферного розчину (pH 8) при кiмнатнiй температурi, потiм додавали при
перемiшуваннi вiдповiдний ЦД (25 або 50 мг). Пiсля розчинення ЦД сумiш перемiшува-
ли впродовж ще 2 год. Для отримання цiльового продукту здiйснювали лiофiльну сушку.
Дослiджуванi об’єкти вивчали методом УФ спектроскопiї (видима частина спектра) та пi-
ролiтичної мас-спектрометрiї (ПМС).
Оптичну густину вимiрювали на спектрофотометрi UV-2401 PC фiрми “Shimadzu” з дiа-
пазоном частот 190–800 нм у кварцовiй кюветi з товщиною шару 1 см. Розчини компонентiв
для титрування готували в 10 ммоль/л фосфатному буферному розчинi з pH 8.
Використовували розчин БСА з концентрацiєю 8,19 · 10−6 моль/л (0,5 мг/мл). До роз-
чину БСА в кюветi додавали порцiї розчину ГП-β-ЦД у такiй кiлькостi, щоб концентра-
цiя ЦД становила вiд 1,36 · 10−5 моль/л до 8,03 · 10−4 моль/л. Мольне спiввiдношення
БСА : ГП-β-ЦД при цьому становило вiд 1 : 2 до 1 : 100. Пiсля кожного додавання розчину
ГП-β-ЦД фiксували оптичну густину в максимумi поглинання БСА (λ = 279 нм). Отриману
величину перераховували з врахуванням розведення вiд додавання титранту.
Структурнi особливостi молекулярної будови КВ вивчали методом ПМС, який дає змогу
оцiнювати структуру складних органiчних об’єктiв за складом продуктiв їх термодеструк-
цiї пiд впливом пiдвищених температур [5, 6]. Дослiдження проводили на мас-спектрометрi
МХ-1321, який забезпечує визначення компонентiв газових сумiшей у дiапазонi масових чи-
сел 1–4000, у вiдповiдностi з методикою, описаною в статтi [7]. Маса зразкiв становила 0,5 мг.
Отриманi мас-спектри продуктiв деструкцiї порiвнювали з мас-спектрами, представленими
в каталогах [8, 9].
Результати та їх обговорення. На рис. 1 наведено залежнiсть оптичної густини БСА
(8,19 · 10−6 моль/л) вiд концентрацiї ГП-β-ЦД. Як видно з рисунку, оптична густина БСА
зi збiльшенням концентрацiї ГП-β-ЦД зростає. Це свiдчить про те, що змiнюється харак-
тер зв’язкiв у сольватнiй порожнинi бiлка, а також вiдбувається перерозподiл внутрiшньо-
i мiжмолекулярних асоцiацiй хромофорних груп у БСА. Пiсля досягнення спiввiдношен-
ня БСА : ГП-β-ЦД = 1 : 10 залежнiсть зростання оптичної густини розчину вiд до-
даного ЦД стає менш вираженою, що може свiдчити про стехiометричнiсть даного спiв-
вiдношення.
Методом ПМС дослiджували комплекс включення β-ЦД з БСА, а також фiзичну сумiш
даних сполук, якi брали в мольному спiввiдношеннi БСА : β-ЦД = 1 : 29. Мас-термограми
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 119
Рис. 1. Залежнiсть оптичної густини БСА (λ = 279 нм) вiд концентрацiї ГП-β-ЦД
Рис. 2. Мас-термограми за загальним iонним струмом термодеструкцiї фiзичної сумiшi β-ЦД з БСA (29 : 1)
(1 ) та комплексу β-ЦД з БСA (29 : 1) (2 )
за загальним iонним струмом термодеструкцiї фiзичної сумiшi (ФС) β-ЦД з БСA (29 : 1)
(1 ) та комплексу β-ЦД з БСA (29 : 1) (2 ) демонструє рис. 2.
Як видно з рисунку, ФС розкладається в iнтервалi температур вiд 200 до 300 ◦С з мак-
симумом видiлення летких компонентiв при 270 ◦С. При цiй температурi утворюється 98
iонних фрагментiв iз загальним iонним струмом 207 у. о. У той самий час дiапазон термоде-
струкцiї КВ знаходиться в межах 225–275 ◦С з максимумом утворення летких компонентiв
при 260 ◦С. При цiй температурi в мас-спектрi КВ реєструється лише 7 iонних фрагментiв,
загальний iонний струм яких становить 16 у. о. Для вихiдного БСА при 260 ◦С спостерi-
гається утворення 10 летких компонентiв iз загальним iонним струмом 22 у. о.
У табл. 1 наведено 10 найбiльш iнтенсивних iонних фрагментiв з мас-спектрiв фiзичної
сумiшi та комплексу β-ЦД з БСА, знятих при температурах максимального видiлення лет-
ких компонентiв при 270 ◦С для ФС та 260 ◦С для КВ. Згiдно з даними табл. 1, питома
120 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
Таблиця 1. Склад iонних фрагментiв у мас-спектрах фiзичної сумiшi та комплексу β-ЦД з БСА
Об’єкт
дослiдження
m/z/I · 10
4, у. о.
18 44 43 17 28 31 29 32 41 16
ФС
β-ЦД : БСA (29 : 1) 8,04 6,17 3,30 3,09 2,87 2,73 2,32 1,17 1,10 1,03
КВ
β-ЦД : БСA (29 : 1) 0,41 0,19 0,11 0,05 0,06 0,11 0,09 — — —
БСA 0,49 0,42 0,05 0,32 0,01 — — — 0,07 0,17
iнтенсивнiсть iонних фрагментiв у мас-спектрi КВ у 20–60 разiв менша, нiж у ФС. Отриманi
результати вказують на утворення комплексу включення мiж БСA й β-ЦД.
Слiд зазначити, що в мас-спектрi КВ повнiстю вiдсутнi леткi компоненти, що є хара-
ктерними для вихiдного β-ЦД [10], та утворюються при розривi мономерного глюкопiрано-
зного кiльця, а саме, леткi компоненти з m/z = 60 (O=CH−CH2OH), m/z = 31 (−CH2OH),
m/z = 29 (O=CH−), m/z = 44 (CH3CHO, CH2CHOH), m/z = 43 (CH2CHO), m/z = 73
(CHCHOНCHOH). Фрагментами глюкопiранозного кiльця при вiднiманнi двох або однiєї
молекули води вiдповiдно є леткi компоненти з m/z = 126 та m/z = 144, якi також вiд-
сутнi в мас-спектрi КВ. У мас-спектрах вихiдного БСА та ФС реєструються два летких
компонента з m/z = 18 (Н2О i NH+
4
), а також два iонних фрагменти з m/z = 17 (OH−,
NH−
3
) та m/z = 16 (NH−
2
), якi можуть бути пов’язанi з вiдривом амiногруп при термо-
деструкцiї БСА. В той самий час у мас-спектрi КВ зафiксовано лише по одному леткому
компоненту з m/z = 17 та m/z = 18, а iонний фрагмент з m/z = 16 взагалi вiдсутнiй. Отже,
можна припустити, що утворення комплексу вiдбувається за рахунок взаємодiї NH2-груп
амiнокислотних залишкiв БСА з гiдроксилами, що знаходяться бiля 6-го атома вуглецю на
нижньому вiнцi молекули β-ЦД.
Таким чином, проведенi дослiдження дають пiдставу для висновку, що мiж циклодекст-
ринами (ГП-β-ЦД i β-ЦД) та бичачим сироватковим альбумiном утворюються як комплек-
си включення (мольне стехiометричне спiввiдношення ГП-β-ЦД з БСА становить 10 : 1
вiдповiдно), так i взаємодiя, яка вiдбувається внаслiдок утворення фiзичної сiтки зв’язкiв
(водневих, iон-дипольних) за участю функцiональних груп БСА та гiдроксилiв ЦД.
1. Szejtli J. Introduction and general overview of cyclodextrin chemistry // Chem. Rev. – 1998. – 98. –
P. 1743–1753.
2. Сyclodextrins and their complexes. Chemistry, analytical methods, applications / Ed. H. Dodziuk. – Wein-
heim: Wiley-VCH, 2006. – 489 p.
3. Клочков С.В., Компанцева Е. В. Бердник Е.Н. др. Исследование клатрообразования β-циклодекст-
рина с метапрогеролом // Хим.-фарм. журн. – 1991. – 25, № 11. – С. 67–69.
4. Беликов В. Г., Компанцева Е. В., Гаврилин М.В., Умнова Э.Ф. Использование возможности бета-цик-
лодекстрина для совершенствования процесса получения преднизолона // Там же. – 1991. – № 2. –
С. 48–49.
5. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров / Пер. с англ. – Москва: Мир, 1967. –
328 с.
6. Хмельницкий Р.А., Лукашенко И.М., Бродский Е.С. Пиролитическая масс-спектрометрия высоко-
молекулярных соединений. – Москва: Химия, 1980. – 280 с.
7. Рябов С. В., Бойко В. В., Бортницький В. I. та iн. Вплив замiсникiв в β-циклодекстринi на стабiль-
нiсть його комплексiв включення з феноксатином // Доп. НАН України. – 2011. – № 5. – С. 145–149.
8. Бейнон Дж. Масс-спектрометрия и ее применение в органической химии / Пер. с англ. – Москва:
Мир, 1964. – 701 с.
9. Каталог сокращенных масс-спектров. – Новосибирск: Наука, 1981. – 187 с.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 121
10. Бойко В.В., Рябов С. В., Бортницький В. I. та iн. Особливостi структурної будови похiдних на
основi β-циклодекстрину та тримелiтового ангiдрид хлориду // Укр. хiм. журн. – 2011. – 77, № 3. –
С. 48–53.
Надiйшло до редакцiї 29.05.2012Iнститут хiмiї високомолекулярних
сполук НАН України, Київ
Iнститут молекулярної бiологiї
i генетики НАН України, Київ
И.В. Бабич, С.В. Рябов, В.В. Бойко, Т. В. Дмитриева, В.И. Бортницкий,
А.В. Козлов, член-корреспондент НАН Украины Ю.Ю. Керча
Комплексы включения циклодекстринов с альбумином
Методами УФ спектроскопии и пиролитической масс-спектрометрии изучали особенности
комплексов включения циклодекстринов (β-ЦД и ГП-β-ЦД) и белка — бычьего сывороточно-
го альбумина при разных мольных соотношениях компонентов. Полученные результаты
могут служить основой для дальнейших исследований по созданию аналогичных систем на
основе различных протеинов для медицинских целей.
I. V. Babych, S.V. Riabov, V.V. Boyko, T.V. Dmitrieva, V. I. Bortnitskiy,
A.V. Kozlov, Corresponding Member of the NAS of Ukraine Yu. Yu. Kercha
Inclusion complexes of cyclodextrins with bovine serum albumin
Involving UV–Vis spectroscopy and pyrolytic mass-spectrometry, the peculiarities of inclusion comp-
lexes based on cyclodextrins (β-CD and HP-β-CD) and bovine serum albumin BSA (at different
molar ratios) are investigated. The results obtained could be a basis for the further development
and research of analogous systems based on different proteins to be applied to medicine.
122 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85371 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:29:21Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бабич, І.В. Рябов, С.В. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Козлов, О.В. Керча, Ю.Ю. 2015-07-28T14:16:06Z 2015-07-28T14:16:06Z 2013 Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном / I.В. Бабич, С.В. Рябов, В.В. Бойко, Т.В. Дмитрiєва, В. I. Бортницький, О.В. Козлов, Ю.Ю. Керча // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 118-122. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85371 54-126:547.458:577 Методами УФ спектроскопiї та пiролiтичної мас-спектрометрiї вивчали особливостi
 комплексiв включення, отриманих на основi циклодекстринiв (β-ЦД й ГП-β-ЦД) та бiлка — бичачого сироваткового альбумiну при рiзних мольних спiввiдношеннях компонентiв. Отриманi результати можуть слугувати пiдгрунтям для подальших дослiджень
 по створенню аналогiчних систем на основi рiзних протеїнiв для потреб медицини. Методами УФ спектроскопии и пиролитической масс-спектрометрии изучали особенности
 комплексов включения циклодекстринов (β-ЦД и ГП-β-ЦД) и белка — бычьего сывороточного альбумина при разных мольных соотношениях компонентов. Полученные результаты могут служить основой для дальнейших исследований по созданию аналогичных систем на основе различных протеинов для медицинских целей. Involving UV–Vis spectroscopy and pyrolytic mass-spectrometry, the peculiarities of inclusion complexes based on cyclodextrins (β-CD and HP-β-CD) and bovine serum albumin BSA (at different molar ratios) are investigated. The results obtained could be a basis for the further development and research of analogous systems based on different proteins to be applied to medicine. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном Комплексы включения циклодекстринов с альбумином Inclusion complexes of cyclodextrins with bovine serum albumin Article published earlier |
| spellingShingle | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном Бабич, І.В. Рябов, С.В. Бойко, В.В. Дмитрієва, Т.В. Бортницький, В.І. Козлов, О.В. Керча, Ю.Ю. Хімія |
| title | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном |
| title_alt | Комплексы включения циклодекстринов с альбумином Inclusion complexes of cyclodextrins with bovine serum albumin |
| title_full | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном |
| title_fullStr | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном |
| title_full_unstemmed | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном |
| title_short | Комплекси включення циклодекстринів з альбуміном |
| title_sort | комплекси включення циклодекстринів з альбуміном |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85371 |
| work_keys_str_mv | AT babičív kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT râbovsv kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT boikovv kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT dmitríêvatv kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT bortnicʹkiiví kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT kozlovov kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT kerčaûû kompleksivklûčennâciklodekstrinívzalʹbumínom AT babičív kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT râbovsv kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT boikovv kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT dmitríêvatv kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT bortnicʹkiiví kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT kozlovov kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT kerčaûû kompleksyvklûčeniâciklodekstrinovsalʹbuminom AT babičív inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin AT râbovsv inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin AT boikovv inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin AT dmitríêvatv inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin AT bortnicʹkiiví inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin AT kozlovov inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin AT kerčaûû inclusioncomplexesofcyclodextrinswithbovineserumalbumin |