vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2021-57-2-195-205vestich-649Research ArticleБИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯBIOORGANIC CHEMISTRYГидролиз УФ-индуцированного перекисно-окисленного фосфатидилхолина фосфолипазами разной субстратной специфичностиHydrolysis of UV-induced peroxidized phosphatidylcholine initiated by phospholipases of different substrate specificitiesЛитвинкоН. М.LitvinkoN. M.

Литвинко Наталья Михайловна – д-р хим. наук, доцент, зав. лаб.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Natalia M. Litvinko – D. Sc. (Chemistry), Associate Professor, Head of the laboratory

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk 

al_h@mail.ruИнститут биоорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry, National Academy of Sciences of Belarus202103062021572195205Copyright © Литвинко Н.М., 20212021Литвинко Н.М.Litvinko N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/649

Исследована активность фосфолипазы А2 из панкреатической железы свиньи и яда кобры по отношению к фосфатидилхолину, имеющему разную надмолекулярную организацию и заряд межфазной поверхности (мицеллы с дезоксихолатом натрия и липосомы) в условиях УФ-облучения (180–400 нм). Показано, что УФ-облученная липидная фаза характеризуется увеличенным индексом окисления фосфатидилхолина и отсутствием в УФспектре докозогексаеновой кислоты пика с максимумом 235,5 нм, отражающем наличие непредельных связей, который сохраняется в присутствии антиоксиданта тролокса. Установлена активация обеих фосфолипаз А2 после УФоблучения субстрата независимо от его супрамолекулярной организации, заряда межфазной поверхности и субстратной специфичности ферментов. С помощью динамического рассеяния света в облученных мицеллах фосфатидилхолина обнаружено 0,3 % частиц большего размера. Полученные результаты указывают на то, что в облученной модельной мембране могут формироваться участки скопления гидропероксидированных липидов, которые служат местом усиленной атаки для фосфолипаз.

The activity of porcine pancreatic phospholipase A2 and the same of cobra venom toward phosphatidylcholine having different supramolecular organization and interfacial charge (micelles with sodium deoxycholate and liposomes) under UV irradiation (180–400 nm) was studied. It was shown that the UV-irradiated lipid phase is characterized by an increased index of phosphatidylcholine oxidation and the absence of a peak with a maximum of 235.5 nm, related to the presence of unsaturated bonds in the UV spectrum of docosahexaenoic acid, but retained in the presence of the antioxidant trolox. The activation of both phospholipases A2 after UV irradiation of the substrate was established, regardless of its supramolecular organization, the charge of the interfacial surface, and the substrate specificity of the enzymes. Using dynamic light scattering, 0.3 % of larger particles were found among the irradiated micelles of phosphatidylcholine. The results obtained indicate that areas of accumulation of hydroperoxidized lipids can be formed in the irradiated model membrane, which serve as a site of intensified attack for phospholipases.

фосфолипаза А2 панкреаса свиньифосфолипаза А2 яда кобрыПОЛмицеллылипосомыфосфатидилхолинphospholipase A2 of porcine pancreasphospholipase A2 of cobra venomLPOmicellesliposomesphosphatidylcholineАвтор выражает благодарность всем сотрудникам Института биоорганической химии НАН Беларуси за помощь в проведении предложенного для этой работы эксперимента.Author is grateful to all employees of the Institute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus for their help in carrying out the experiment proposed for this work.ReferencesДиксон, М. Ферменты / М. Диксон, Э. Уэбб. – М.: Мир, 1982. – Т. 3. – 1120 с.Dixon М., Webb E. Enzymes. NY, Academic Press, 1964. 950 p.Островский, В. А. Межфазный катализ органических реакций / В. А. Островский // Соросовский образоват. журн. – 2000. – Т. 6, № 11. – С. 30–34.Ostrovskii V. А. Interphase transfer catalysis of organic reactions. Sorosovskii obrazovatel’nyi zhurnal = Soros educational journal, 2000, vol. 6, no. 11, pp. 30–34 (in Russian).Брокерхоф, X. Липолитические ферменты / X. Брокерхоф, Р. Дженсен; пер. с англ. – М.: Мир, 1978. – 396 с.Brockerhoff H., Jensen R. Lipolytic enzymes. NY, Academic Press, 1974. 330 р. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-134550-1.X5001-1Murakami, M. Novel functions of phospholipase A2s: Overview, BBA / M. Murakami // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular and Cell Biology of Lipids. – 2019. – Vol. 1864, N 6. – P. 763–765. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2019.02.005Murakami M. Novel functions of phospholipase A2s: Overview. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids, 2019, vol. 1864, no. 6, pp. 763–765. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2019.02.005Study of the specificity of phospholipase A2 on substrate-conteining structures possessing different supramolecular organization / A. Aakhrem [et al.] // Biokhimiya. – 1989. – Vol. 54, N 4. – P. 542–547.Akhrem A. A., Shumilina T. A., Litvinko N. M., Kissel M. A., Linnik O. I. Study of the specificity of phospholipase A 2 on substrate-conteining structures possessing different supramolecular organization. Biokhimiya, 1989, vol. 54, no. 4, pp. 542–547.Литвинко, Н. М. Активность фосфолипаз А2 и С при биохимическом моделировании / Н. М. Литвинко. – Минск: Технопринт, 2003. – 350 с.Litvinko N. M. Activity of phospholipases А2 and С in biochemical modeling. Minsk, Technoprint Publ., 2003. 350 p. (in Russian).Способ предварительной оценки безопасности циклогексанонсодержащего пестицида или его метаболита для человека и животных: пат. № 20668 Респ. Беларусь / Н. М. Литвинко, Д. О. Герловский. Oпубл.: 28.09.2016.Litvinko N. M., Gerlovsky D. O. Method for preliminary assessment of the safety of a cyclohexanone-containing pesticide or its metabolite for humans and animals. Patent BY No. 20668. Publ. date 28.09.2016 (in Russian).Tappia, P. S. Phospholipases in Health and Disease / P. S. Tappia, N. S. Dhalla. – New York: Springer, 2014. – 410 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0464-8Tappia P. S., Dhalla N. S. Phospholipases in Health and Disease. NewYork,Springer, 2014. 410 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0464-8Препаративная биохимия липидов / Л. Д. Бергельсон [и др.]. – M:Наука, 1981. – 256 с.Bergel’son L. D., Dyatlovitskaya E. V., Molotkovskii Yu. G., Batrakov S. G., Barsukov L. I., Prokazov N. V. Preparative biochemistry of lipids. Moscow, Nauka Publ., 1981. 256 p. (in Russian).Андреюк, Г. М. Превращение гемоглобина в гемихром при взаимодействии со свободными жирными кислотами: автореф. дис. … канд. хим. наук: 02.00.10 / Г. М. Андреюк. – Минск, 1988.Andreyuk G. М. Conversion of hemoglobin to hemihrome when interacting with free fatty acids. Minsk, 1988 (in Russian).Vaskovsky, V. E. A universal reagent for phospholipid analysis / V. E. Vaskovsky, E. Y. Kostetsky, J. M. Vasendin // Journal of Chromatography A. – 1975. – Vol. 114, N 1. – P. 129–141. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)85249-8Vaskovsky V. E. Kostetsky E. Y., Vasendin J. M. A universal reagent for phospholipid analysis. Journal of Chromatography A, 1975, vol. 114, no. 1, pp. 129–141. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)85249-8Рахуба, Г. Н. Липолитические реакции с участием фосфолипаз А2 и механизмы их регуляции по принципу обратной связи: дис. ... канд. хим. наук : 03.00.04 / Г. Н. Рахуба. – Минск, 2007. – 143 л.Rakhuba G. N. Lipolytic reactions involving phospholipase А2 and mechanisms of their regulation on the feedback principle. Minsk, 2007. 143 p. (in Russian).Lipid peroxidation and phospholipase A2 activity in liposomes composed of unsaturated phospholipids: a structural basis for enzyme activation / A. Sevanian [et al.] // Biochim. Biophys. Acta. – 1988. – Vol. 961, N 3. – P. 316–328. https://doi.org/10.1016/0005-2760(88)90079-3Sevanian A., Wratten M. L., McLeod L. L., Kim E. / Lipid peroxidation and phospholipase A2 activity in liposomes composed of unsaturated phospholipids: a structural basis for enzyme activation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Lipids and Lipid Metabolism, 1988, vol. 961, no. 3, pp. 316–328. https://doi.org/10.1016/0005-2760(88)90079-3Вязьмин, С. Ю. Электронная спектроскопия органических соединений / С. Ю. Вязьмин, Д. С. Рябухин, А. В. Васильев. – СПб, 2011. – 42 c.Vyazmin S. Yu., Ryabukhin D. S., Vasilyev А. V. Electronic spectroscopy of organic compounds. St. Petersburg, 2011. 42 p. (in Russian).3,5-дизамещенные производные тиотетроновой кислоты – новые ингибиторы секреторных фосфолипаз А2 / С. В. Кучуро [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2004. – Т. 48, № 1. – С. 65–68.Kuchuro S. V., Rakhuba G. N., Rubinov D. B, Zheldakova Т. А., Babitskaya S. V., Litvinko N. M. 3,5-disubstituted thiotetronic acid derivatives new inhibitors of secretory phospholipases А2. Doklady Natsional’noy akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2004, vol. 48, no. 1, pp. 65–68 (in Russian).Litvinko, N. M. The interaction of phospholipase A2 with oxidized phospholipids at the lipid-water surface with different structural organization / N. M. Litvinko, L. A. Skorostetskaya, D. O. Gerlovsky // Chemistry and Physics of Lipids. – 2018. – Vol. 211. – P. 44–51. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2017.10.010Litvinko N. M., Skorostetskaya L. A., Gerlovsky D. O. The interaction of phospholipase A2 with oxidized phospholipids at the lipid-water surface with different structural organization. Chemistry and Physics of Lipids, 2018, vol. 211, pp. 44–51. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2017.10.010Phospholipase A2 enzymes: physical structure, biological function, disease implication, chemical inhibition, and therapeutic intervention / E. Dennis [et al.] // Chem. Rev. – 2011. – Vol. 111. – P. 6130–6185. https://doi.org/10.1021/cr200085wDennis E., Cao J., Hsu Y.-H., Magrioti V., Kokotos G. Phospholipase A2 enzymes: physical structure, biological function, disease implication, chemical inhibition, and therapeutic intervention. Chemical Reviews, 2011, vol. 111, pp. 6130–6185. https://doi.org/10.1021/cr200085w

The authors declare that there are no conflicts of interest present.