Изучение механизмов антиоксидантного действия пептидов и их композиций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат химических наук Николаев, Илья Владимирович

• Николаев, Илья Владимирович
• кандидат химических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат химических наук Николаев, Илья Владимирович

Оглавление

Оглавление

Список сокращений

1. Введение

2. Литературный обзор

2.1 Методы анализа антиоксидантных свойств пептидов

2.2 Получение антиоксидантных пептидов и их композиций

2.3 Антиоксидантные свойства пептидов

2.4 Применение антиоксидантных пептидов

3. Материалы и методы

3.1 Материалы

3.1.1 Экспериментальные животные

3.1.2 Реагенты

3.1.3 Пептидные композиции

3.2 Методы

3.2.1 Определение антиоксидантной емкости (АОЕ)

3.2.2 Расчет геометрии молекул и электронных дескрипторов 49 исследуемых антиоксидантов полуэмпирическими квантово-химическими методами

3.2.3 Характеристика пептидных композиций

3.2.3.1 Определение содержания свободных аминокислот в составе 52 пептидных композиций

3.2.3.2 Определение общего содержания аминокислот в составе 53 пептидных композиций

3.2.3.3 Анализ молекулярно-массового распределения пептидных 54 композиций

3.2.3.4 Фракционирование и идентификация низкомолекулярных 54 компонентов пептидных композиций

3.2.3.5 Фракционирование и идентификация олигопептидных 56 компонентов пептидных композиций

3.2.4 Верификация антиоксидантных свойств пептидных композиций in 58 vivo

3.2.5 Определение содержания ТБК-реактивных продуктов в сыворотке 59 крови лабораторных животных

3.2.6 Определение содержания ТБК-реактивных продуктов в 60 гомогенатах тканей лабораторных животных

3.2.7 Определение АОЕ сыворотки крови лабораторных животных по 60 отношению к пероксильному радикалу и катион-радикалу АБТС

3.2.8 Определение АОЕ тканевых экстрактов по отношению к катион- 60 радикалу АБТС

3.2.9 Определение АОЕ тканевых экстрактов по отношению к 62 пероксильному радикалу

4. Результаты и их обсуждение

4.1 Антиоксидантные свойства аминокислот, тирозин- и метионин- 64 содержащих дипептидов

4.1.1 Антиоксидантные свойства аминокислот и их производных

4.1.2 Антиоксидантные свойства тирозиновых дипептидов

4.1.3 Антиоксидантные свойства метиониновых дипептидов

4.2 Расчеты молекулярных и электронных дескрипторов 72 антиоксидантных свойств аминокислот, метиониновых и тирозиновых

дипептидов

4.2.1 Расчеты молекулярных и электронных дескрипторов редокс 73 активных аминокислот

4.2.2 Расчеты молекулярных и электронных дескрипторов дипептидов

4.2.2.1 Расчеты молекулярных и электронных дескрипторов метионин- 82 содержащих дипептидов

4.2.2.2 Расчеты молекулярных и электронных дескрипторов

тирозин-содержащих дипептидов

4.3 Характеристика антиоксидантных свойств модельных аналогов 95 тирозина - ГБ и ГК кислот

4.4 Расчеты молекулярных и электронных дескрипторов 102 антиоксидантных свойств ГБ и ГК кислот

4.5 Разработка стратегии скрининга пептидов с высокой АОЕ

4.6 Характеристика композиций с различными пептидными профилями

4.7 Характеристика антиоксидантных свойств композиций с различными 140 пептидными профилями in vivo

5. Выводы

6. Список литературы 147 Приложение А 160 Приложение Б 167 Приложение В

Список сокращений

АБТС - 2,2'-азинобис-(3-этил-бензотиазолинсульфонат);

а.о. - аминокислотный остаток;

АОЗ - система антиоксидантной защиты;

АОЕ - антиоксидантная емкость;

АФК - активные формы кислорода;

ВЗМО - высшая заполненная молекулярная орбиталь;

ВК - ванилиновая кислота;

ГалК - галловая кислота;

ГБ - гидроксибензойные кислоты;

ГК - гидроксикоричные кислоты;

ДАВ - донирование атома водорода;

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота;

ДФПГ - дифенил-пикрилгидразил радикал;

ДЭ - донирование электрона;

КК - п-кумаровая кислота;

М.в. - молекулярный вес;

МДА - малоновый диальдегид;

МС/МС - тандемная масс-спектрометрия;

НВМО - низшая вакантная молекулярная орбиталь;

ОВП - окислительно-восстановительный потенциал;

п-ГБК - п-гидроксибензойная кислота;

ПДДЭ - последовательное депротонирование с донированием электрона;

ПДЭД - последовательное донирование электрона с депротонированием;

ПИ - потенциал ионизации;

РНК - рибонуклеиновая кислота;

СинК - синаповая кислота;

СирК - сиреневая кислота;

СП - сродство к протону;

США - Соединенные Штаты Америки;

ТБК - 2-тиобарбитуровая кислота;

ТЭ - эквиваленты тролокса;

ТЭП - 1,1,3,3- тетраэтоксипропан;

ФК - феруловая кислота;

ФМП - функциональный мясной протеин;

ФСБ - фосфатно-солевой буфер;

ЭГТА - этиленгликоль-бис(2-аминоэтиловый эфир)- ]Ч,М,М',М'-тетрауксусная кислота;

ЭДС - энтальпия диссоциации связи;

ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота;

Э Д П- энтальпия диссоциации протона;

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс;

ЭПЭ - энтальпия переноса электрона;

Ас - ацетильный остаток;

АиС - площадь под кинетической кривой;

ВЗЬУР - тройной гибридный функционал Ли-Янга-Парра;

ЬС-М8/М8 - жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией;

пе!АиС- приведенная площадь под кинетической кривой;

О ЛАС - метод анализа антиоксидантной емкости по отношению к пероксильному радикалу;

рК - показатель константы диссоциации;

ИР-НРЬС-Е81-РТ-1С11-М8 - обращено-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография с электроспрей ионизацией и масс-спектрометрией ионно-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье; 8е - электрофильное замещение;

ТЕАС - антиоксидантная емкость по отношению к катион-радикалу АБТС.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение механизмов антиоксидантного действия пептидов и их композиций»

1. Введение

Оксидативный стресс является одной из универсальных форм ответа организма на воздействие неблагоприятных экзогенных и эндогенных факторов и играет существенную роль в патогенезе воспалительно-дистрофических, нейродегенеративных, сердечнососудистых и онкологических заболеваний и ускорении процессов старения живых организмов [1-3]. Оксидативный стресс сопряжен с избыточной продукцией активных форм кислорода (АФК). Основная роль в защите биомолекул от действия АФК принадлежит экзогенным и эндогенным антиоксидантам [4].

В настоящее время известен широкий спектр природных и синтетических экзогенных антиоксидантов, поступающих в организм с пищей. При этом природные антиоксиданты обладают рядом преимуществ по сравнению с синтетическими, включая отсутствие побочных и кумулятивных эффектов, а также более низкую токсичность.

Основными классами природных антиоксидантов являются каротиноиды, тиолы, фенольные соединения и пептиды. В литературе описаны последовательности более 100 антиоксидантных пептидов, выделенных из различных источников, а также полученных при конверсии белков с использованием ферментов и / или микроорганизмов [5,6]. Наличие остатков редокс-активных аминокислот (Туг, Тгр, Met, Cys, His) является важным структурным дескриптором антиоксидантных пептидов [6,7]. Однако механизмы их антиоксидантного действия остаются недостаточно изученными.

Для разработки обоснованной стратегии поиска перспективных пептидных антиоксидантов необходимо исследование механизмов их взаимодействия с АФК и модельными свободными радикалами. Несмотря на различия в химической структуре антиоксидантов, ключевыми механизмами их взаимодействия с АФК являются донирование атома водорода (ДАВ) или донирование электрона (ДЭ). Тем не менее, антиоксидантные эффекты большинства соединений реализуются по смешанному механизму: последовательное донирование электрона с депротонированием (ПДЭД) или последовательное депротонирование с донированием электрона (ПДДЭ) [8,9]. Образующиеся интермедиаты зачастую могут вступать во взаимодействие друг с другом и /или во вторичные реакции со свободными радикалами, что вносит вклад в

наблюдаемый антиоксидантный эффект и создает дополнительные сложности при анализе экспериментальных данных.

Расчетные квантово-химические методы являются эффективным инструментом для изучения механизмов взаимодействия антиоксидантов со свободными радикалами и позволяют выявить молекулярные (структурные) и электронные дескрипторы, определяющие антиоксидантные свойства различных классов соединений. Благодаря применению полуэмпирических расчетных методов, в последнее время были выявлены структурные особенности флаваноидов, обуславливающие их антиоксидантные свойства, включая степень планарности молекулы, взаимное расположение фенольных гидроксильных групп, стабилизационные эффекты за счет делокализации неспаренного электрона при образовании феноксильных радикалов [9-11]. Однако, работы такого рода для пептидов отсутствуют, что обуславливает актуальность соответствующих структурно-функциональных исследований.

При структурно-функциональном подходе параллельно с расчетом молекулярных и электронных дескрипторов необходимым этапом является характеристика антиоксидантных свойств пептидов in vitro. В настоящее время описано более 40 различных методов для тестирования антиоксидантов in vitro [12,13]. Их классификация базируется на ключевом механизме взаимодействия различных радикалов с тестируемыми антиоксид антами. Широко используемыми для характеристики природных антиоксидантов in vitro, являются методы, основанные на гашении катион-радикала АБТС (2,2'-азино-бис-(3-этил-бензтиазолин-6-сульфонат) (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity - ТЕАС) и пероксильного радикала (Oxygen Radical Absorbance Capacity - ORAC). Данные методы позволяют проводить количественную характеристику антиоксидантных свойств соединений с различными физико-химическими свойствами и характеризуются высокой воспроизводимостью и надежностью. В то же время, эти методы тестирования антиоксидантов in vitro не позволяют провести интегральной оценки эффективности антиоксидантов в живых системах, поскольку они не учитывают целый ряд факторов, включая биодоступность, распределение и метаболизм антиоксидантов, а также их взаимодействие с системой антиоксидантной защиты [14]. Для объективной

характеристики антиоксидантов необходима верификация их антиоксидантных эффектов in vivo.

Таким образом, вышесказанное свидетельствует об актуальности структурно-функциональных исследований пептидных антиоксидантов для оценки их эффективности и создании стратегии скрининга антиоксидантных пептидов с использованием эмпирических и квантово-химических дескрипторов.

Целью настоящей работы был структурно-функциональный анализ и исследование механизмов антиоксидантного действия пептидов в системах с различными типами радикалов.

В диссертационной работе были поставлены следующие задачи:

1. Исследование антиоксидантных свойств модельных низкомолекулярных соединений: редокс-активных аминокислот, метионин- и тирозин- содержащих дипептидов, ароматических гидроксикислот (модели тирозина) по отношению к катион-радикалу АБТС и пероксильному радикалу;

2. Исследование геометрии молекул и электронных дескрипторов редокс-активных аминокислот, метионин- и тирозин- содержащих дипептидов и ароматических гидроксикислот полуэмпирическими методами;

3. Анализ механизмов антиоксидантного действия метионин- и тирозин-содержащих дипептидов и ароматических гидроксикислот;

4. Исследование антиоксидантных свойств пептидных композиций, полученных при гидролизе коллагеновых и мышечных белков, по отношению к пероксильному радикалу и катион-радикалу АБТС in vitro. Идентификация антиоксидантных пептидов в исследуемых пептидных композициях;

5. Разработка стратегии скрининга антиоксидантных пептидов с использованием набора дескрипторов;

6. Исследование влияния пептидных композиций на антиоксидантный статус in vivo.

2. Литературный обзор

Воздействие неблагоприятных экзогенных и эндогенных факторов приводит к избыточной генерации активных форм кислорода (АФК) как на уровне клетки, так и целого организма Условием поддержания нормального функционирования организма человека является баланс между генерацией АФК и способностью системы антиоксидантной защиты (АОЗ) эффективно блокировать их негативное воздействие. При недостаточности последней развивается патологический процесс, называемый оксидативным стрессом, сопровождающийся окислением белков, ненасыщенных жирных кислот и азотистых оснований ДНК и РНК [14, 15]. Коррекция антиоксидантного статуса организма человека может быть проведена как напрямую путем введения экзогенных антиоксидантов, так и опосредованно за счет стимуляции собственных защитных систем организма, нормализации микроциркуляции и тканевого метаболизма.

Антиоксиданты - это вещества, эффективно блокирующие процесс окисления молекул-мишеней (липиды, белки, нуклеиновые кислоты, и др.). При этом диапазон концентраций тестируемого соединения, в котором проявляется антиоксидантный эффект, должен быть сопоставим с концентрацией молекул-мишеней [4,12,13]. В норме 95-98% кислорода, потребляемого организмом человека, расходуется на окислительный катаболизм, в то время как 2-5% вступает в побочные реакции, приводящие к образованию активных форм кислорода, таких как супероксид антион-радикал (02"-)> пероксильный радикал (ROO-), гидроксильный радикал (ОН-), пероксонитрит (ONOO"), гипохлорит (СЮ") и др. В защите биомолекул от повреждающего действия АФК существенную роль играют ферменты системы АОЗ (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза и др.), экзогенные и эндогенные неферментативные антиоксиданты. К числу последних принадлежат пептиды и белки. Так, относительный вклад сывороточного альбумина в антиоксидантную емкость плазмы крови человека составляет от 7,3 до 31,5% в зависимости от метода анализа [16]. Кроме того, в антиоксидантную емкость биологических жидкостей существенный вклад вносят свободные аминокислоты и пептиды [16,17]. Таким образом, антиоксиданты пептидной природы играют существенную роль в поддержании антиоксидантного статуса живых систем.

2.1 Методы анализа антиоксидантных свойств пептидов

Для создания рациональных стратегий применения пептидных антиоксидантов необходима разработка и стандартизация комплекса методических подходов, позволяющих проводить эффективный скрининг антиоксидантных свойств пептидов и их композиций in vitro с последующей верификацией in vivo.

Для индивидуальных антиоксидантов мерой количественной оценки антиоксидантных свойств зачастую является антиоксидантная активность, выражаемая константой скорости взаимодействия исследуемого соединения с различными АФК или синтетическими радикалами. Для многокомпонентных смесей, к которым относятся пептидные композиции, возникают значительные трудности при работе в кинетическом режиме:

- сложный характер кинетики взаимодействия с АФК и модельными радикалами, не позволяющий точно определить константы скорости реакции [18,19];

отсутствие выраженных фаз (лаг-период, фазы конкурентного и неконкурентного взаимодействия с модельным радикалом в случае конкурентных методов анализа АОЕ) в кинетике взаимодействия многокомпонентных смесей с АФК и модельными радикалами [12,18];

- наличие эффектов синергизма и антагонизма между веществами, входящими в состав многокомпонентных смесей [13].

Поэтому более целесообразно при характеристике антиоксидантных свойств пептидных композиций оперировать понятием антиоксидантной емкости (АОЕ), обычно выражаемой числом эквивалентов стандарта на единицу массы или объема пробы [12,13,18]. В качестве стандарта в международной практике используется водорастворимый аналог витамина Е - тролокс (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоновая кислота). В ряде случаев, хотя и достаточно редко, в качестве стандартов используют аскорбиновую и галловую кислоты. Выражение АОЕ в стандартизованных единицах необходимо для сравнения антиоксидантных свойств различных соединений и композиций, а также для сопоставления результатов, полученных различными исследовательскими группами [19].

Анализ литературных данных показывает большое разнообразие методических подходов как in vitro, так и in vivo, используемых при исследовании антиоксидантных свойств различных объектов [18]. В целях стандартизации подходов для анализа

антиоксидантных свойств была предложена классификация соответствующих методов [19], основанная на механизме химической реакции, протекающей между антиоксидантом и АФК или модельными органическими радикалами [13,18]:

• методы, реализующие механизм переноса электрона (ПЭ);

• методы, реализующие механизм донирования атома водорода (ДАВ);

• методы, сочетающие оба механизма, причем доминирующий механизм реакции

зависит от условий анализа.

В ряде работ, основой классификации методов тестирования антиоксидантов является тип используемой детекции протекающей реакции [18,19]. Универсальным прямым методом регистрации свободных радикалов является спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Кроме того, в последнее время для тестирования антиоксидантов предложены хемилюминисцентные и хроматографические методы [4,13,20]. Ключевым недостатком, ограничивающим применение вышеперечисленных методов, является их низкая производительность. Поэтому при характеристике антиоксидантов наиболее широко применяются спектрофотометрические и спектрофлуориметрические методы, обеспечивающие быстроту, точность и воспроизводимость анализов наряду с достаточно низкой себестоимостью [12,13,18]. В большинстве спектрофотометрических и спектрофлуориметрических методов тестирования антиоксидантов первично измеряемым параметром является изменение оптической плотности или интенсивности флуоресценции за определенный период времени или длительность лаг-периода. В обоих случаях в зависимости от особенностей кинетики взаимодействия антиоксиданта с АФК или модельными радикалами возможна недооценка его антиоксидантных свойств. Кроме того, далеко не все антиоксиданты характеризуются наличием выраженного лаг-периода в кинетике взаимодействия с АФК и модельными радикалами, поэтому более объективными являются методы с интегральной оценкой как величины антиоксидантного эффекта, так и времени, за которое он был достигнут [18].

В настоящее время в литературе описано более 40 различных лабораторных протоколов и их модификаций для определения АОЕ [12,13,18,19]. Анализ антиоксидантных свойств индивидуальных соединений и многокомпонентных смесей может быть проведен по отношению к природным и синтетическим радикалам,

нерадикальным АФК и ионным комплексам. Природные радикальные АФК (супероксид анион-радикал, пероксильный радикал, гидроксильный радикал и др.) характеризуются малым временем жизни, что обуславливает необходимость их генерации непосредственно в реакционной среде, что не всегда применимо в случае анализа многокомпонентных смесей. Синтетические радикалы (катион-радикал АБТС, радикал дифенил-пикрилгидразина, катион-радикал М,М-диметил-п-фенилендиамина) более стабильны и удобны в работе по сравнению с АФК, однако наблюдаемый в этом случае антиоксидантный эффект не может быть однозначно интерпретирован в условиях биологических систем. Тем не менее, методы с использованием синтетических радикалов обладают высокой производительностью и могут быть использованы при проведении массовых скрининговых исследований в качестве тестов первого уровня. Последующая характеристика отобранных образцов подразумевает использование биологически релевантных тест-систем.

Широко используемыми для характеристики природных антиоксидантов in vitro, являются методы гашения катион-радикала АБТС (2,2'-азино-бис-(3-этил-бензтиазолин-6-сульфонат) (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity - ТЕАС) и пероксильного радикала (Oxygen Radical Absorbance Capacity - ORAC). Данные методы позволяют проводить количественную характеристику антиоксидантных свойств соединений с различными физико-химическими свойствами и характеризуются высокой воспроизводимостью и надежностью.

При определении АОЕ методом ТЕАС исследуют кинетику реакции обесцвечивания катион-радикала АБТС в присутствии антиоксидантов. Взаимодействие антиоксидантов, содержащиеся в тестируемой пробе, с катион-радикалом АБТС приводит к снижению оптической плотности при длинах волн 645, 734 и 815 нм, соответствующих максимумам спектра поглощения катион-радикала АБТС. Описаны две основные модификации данного метода, отличающиеся способом генерации катион-радикала АБТС - неферментативная и ферментативная. В первом случае АБТС прединкубируют с окислителями, такими как персульфат калия, диоксид марганца, 2,2'-азобис(2-метилпропионамидин) дигидрохлоридом (ААРН) [12,18] и полученный раствор катион-радикала используют для определения АОЕ. Для ферментативной генерации катион-радикала АБТС применяют различные пероксидазы: метмиоглобин, метгемоглобин, микропероксидазы, пероксидаза хрена,

при этом катион-радикалы образуются непосредственно в реакционной среде. В этой случае, вещества, взаимодействующие с ферментами и /или субстратами (АБТС, Н202), могут нарушать продукцию радикала, что приводит к завышенным значениям АОЕ. В частности для ряда фенольных веществ показано неспецифическое взаимодействие с пероксидазами, приводящее к снижению их активности [21]. Кроме того, если параметры реакционной среды (рН, система растворителей и др.) значительно отличаются от оптимальных условий каталитического действия фермента, использование последнего для генерации катион-радикала АБТС становится невозможным.

При предварительной неферментативной генерации катион-радикала АБТС вышеописанных сложностей не возникает. Дополнительным преимуществом данного подхода является возможность оценки зависимости антиоксидантных свойств тестируемого объекта от рН и используемых систем растворителей. Тем не менее, данному методу присущи и недостатки: нефизиологичность используемого органического радикала, различные временные промежутки достижения стационарной фазы для различных антиоксидантов, что может приводить к получению заниженных значений АОЕ [4,13].

При анализе АОЕ методом ОЯАС пероксильный радикал генерируется непосредственно в реакционной среде в результате термического распада азосоединения 2,2-азобис-(амидинопропана дигидрохлорида) (ААРН) в присутствии кислорода. Пероксильный радикал окисляет флуоресцентный маркер с образованием нефлуоресцирующего продукта. Реакция протекает по механизму донирования атома водорода. Первоначально в качестве маркера применялся биолюминисцентный белок Р-фикоэритрин. Однако было показано, что он вступает в неспецифическую реакцию с фенольными соединениями, что приводило к систематически заниженным результатам определения АОЕ. В дальнейшем в качестве маркера предложено было использовать более стабильное соединение - флуоресцеин [13].

Метод ОЯАС является конкурентным, поскольку тестируемый антиоксидант взаимодействует с пероксильным радикалом в условиях конкуренции с флуоресцеином. Скорость образования пероксильных радикалов в среде поддерживается на постоянном уровне за счет большого избытка вводимого азо-инициатора. Внесение антиоксидантов увеличивает светосумму флуоресценции

пропорционально их концентрации в реакционной смеси, что позволяет регистрировать кинетику убыли флуоресценции флуоресцеина при отсутствии антиоксидантов и при внесении их в реакционную среду. Мерой количественной оценки АОЕ является разность площадей под кинетическими кривыми убыли интенсивности флуоресценции флуоресцеина в присутствии антиоксидантов и в контроле.

Помимо анализа АОЕ пептидов и композиций in vitro, необходимым этапом исследований является верификация их антиоксидантных эффектов на экспериментальных моделях in vivo. Антиоксидантный статус живых организмов является результирующей следующих параметров: активности ферментов системы АОЗ (каталаза, супероксиддисмутаза, глутатион-пероксидаза и др.); уровня неферментативных антиоксидантов в различных органах и тканях; системного уровня неферментативных антиоксидантов в сыворотке крови. Кроме того, о снижении физиологического резерва системы АОЗ и развитии оксидативного стресса свидетельствует накопление продуктов окислительной модификации липидов, белков и нуклеиновых кислот [4,14]. Таким образом, оценка выраженности оксидативного стресса у человека и лабораторных животных на фоне введения пептидных композиций может включать анализ активности ферментов системы АОЗ, анализ АОЕ и содержания индивидуальных антиоксидантов (восстановленный глутатион, урат, а-токоферол и др.) в сыворотке крови и тканевых экстрактах, а также различных биомаркеров окислительной модификации липидов, белков и нуклеиновых кислот. Первичными продуктами перекисного окисления липидов являются гидропероксиды и эндопероксиды ненасыщенных жирных кислот. Данные компоненты характеризуются высокой реакционной способностью и легко претерпевают превращения с образованием вторичных продуктов - алканов, производных фурана, алифатических альдегидов и диальдегидов, изопростанов [14,22]. Маркерами повреждающего воздействия окислительного стресса на нуклеиновые кислоты являются продукты окислительной модификации азотистых оснований: 8-гидроксидеоксигуанозин, тимин гликоль, 5-гидроксиметилурацил,

формиламидопиридин и 8-гидроксидеоксиаденин [14]. Тем не менее, несмотря на разнообразие параметров оценки антиоксидантного статуса на практике наиболее широко употребляются анализы маркеров перекисного окисления липидов и АОЕ в

качестве интегральной параметра, характеризующего уровень неферментативных антиоксидантов в сыворотке крови и тканевых экстрактах.

2.2 Получение антиоксидантных пептидов и их композиций

Стратегии получения антиоксидантных пептидов и их композиций включают химический синтез, ферментативный гидролиз белков, ферментацию белкового сырья с помощью микроорганизмов, экспрессирующих внеклеточные протеазы и пептид азы.

Твердофазный химический синтез традиционно используется для получения индивидуальных короткоцепочечных олигопептидов (до 10 а.о.). К числу очевидных преимуществ данного подхода принадлежат высокая степень чистоты и полная стандартизация свойств получаемого продукта, а также возможность включения в состав пептида D-аминокислот и модифицированных аминокислот. Примерами антиоксидантных пептидов получаемых химическим синтезом являются катионные олигопептиды, проникающие в митохондрии, - SS02 (dmTyr-D-Arg-Phe-Lys-NH2), SS30 (Phe-D-Arg-Phe-Lys-NH2), SS31 (D-Arg dmTyr-Phe-Lys-NH2); глипролины PGP, GPGP, GPGPGP; иммуномодулирующие пептиды бурсин (KHGKHG) и циклобурсин (цикло-KHGKHG); пептид с ангиогенной, антиоксидантной и ранозаживляющей активностью - Angio-S (SFKLRY-NH2) [20,23-26]. Химический синтез преимущественно используют для получения антиоксидантных пептидов для биомедицинских исследований и создания лекарственных препаратов и лечебных косметических средств.

Основным способом получения композиций антиоксидантных пептидов является ферментативная конверсия белков растительного и животного происхождения с использованием протеолитических ферментов или микроорганизмов, синтезирующих внеклеточные протеазы и пептидазы (рис. 2.1).

Белки

Пептидные композиции и ферментированные продукты

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Николаев, Илья Владимирович

5. Выводы

1. Показано, что редокс-актнвными по отношению к пероксильному радикалу являются аминокислоты Туг, Trp, Met, Cys и His, по отношению к катион-радикалу АБТС - Туг, Тгр и Cys. Включение остатков Туг и Met в состав дипептидов приводит к разноплановым влияниям на величину их АОЕ, что определяется типом радикала, положением остатка редокс-активной аминокислоты, взаимодействием остатка редокс-активной аминокислоты с остатками других редокс-активных аминокислот и аминокислот с ионогенными группами в боковых радикалах. Эффект внутримолекулярного синергизма остатков редокс-активных аминокислот показан при взаимодействии Тгр-Туг с пероксильным радикалом, а также Met-Туг, Tyr-His и His-Tyr с катион-радикалом АБТС.

2. В результате проведенных структурно-функциональных исследований показано, что наиболее значимыми дескрипторами антиоксидантных свойств тирозина и его упрощенных модельных аналогов (ароматических п-гидроксикислот) по отношению к пероксильному радикалу являются энергия ВЗМО, жесткость (ц) и величина Мулликеновского заряда на атоме углерода в м-положении по отношению к фенольному гидроксилу, а по отношению к катион-радикалу АБТС при рН 7,40 -энтальпия переноса электрона от фенолят иона. Установлено, что наиболее значимыми дескрипторами антиоксидантных свойств метиониновых дипептидов по отношению к пероксильному радикалу являются потенциал ионизации (ПИ), электроотрицательность (%) и электрофильность (со).

3. На основе анализа результатов квантово-химических расчетов и тестирования антиоксидантной емкости установлено, что тирозин и его упрощенные модельные аналоги (ароматические п-гидроксикислоты) взаимодействуют с пероксильным радикалом по механизму электрофильного замещения с донированием атома водорода, а метионин и дипептиды на его основе - по механизму одноэлектронного донирования. Механизм взаимодействия тирозиновых пептидов и ароматических п-гидроксикислот с катион-радикалом АБТС включает последовательное депротонирование фенольного гидроксила и донирование электрона.

4. Предложен интегральный параметр I для оценки антиоксидантных свойств пептидов с учетом установленных эмпирических дескрипторов. На основании полученных данных разработана стратегия скрининга антиоксидантных пептидов.

5. Установлено, что основной вклад (>50%) в АОЕ пептидных композиций in vitro вносят низкомолекулярные компоненты (М.в.< 3 кДа), включающие пептиды и свободные аминокислоты. Показано, что антиоксидантный эффект пептидных композиций in vivo в условиях без индукции экзогенного окислительного стресса обусловлен не свободными аминокислотами, а пептидами с М.в.< 3 кДа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Николаев, Илья Владимирович, 2012 год

6. Список литературы

1. Arts, I.C.W and P.C.H. Hollman, Polyphenols and desiase risk in epidemiologic studies. Am. J. Clin. Nutr., 2005, 81(suppl.): p. 317S-325S.

2. Skulachev,V.P., A biochemical approach to the problem of aging: "Megaproject" on membrane-penetrating ions. The first results and prospects. Biochem. (Moscow), 2007, 72: p. 1385-1396.

3. Knasmuller, S. et al., Use of conventional and -omics based methods for health claims af dietary antioxidants: a critical overview. Br. J. Nutr., 2008, 99 (E-suppl.): p. ES3-ES52.

4. Frankel, E.N. and J.W. Finley, How to standardize the multiplicity of methods to evaluate natural antioxidants, J. Agric. Food Chem., 2008. 56: p. 4901-4908.

5. Dziuba, M. and M. Darewicz, Food proteins as precursors of bioactive peptides -classification into families, Food Sci. Technol. Int., 2007,13: p. 393-404.

6. Sarmadi, B.H. and A. Ismail, Antioxidative peptides from food proteins: A review, Peptides, 2010, 31: p. 1949-1956.

7. Saito, K. et al., Antioxidative properties of tripeptide libraries prepared by the combinatorial chemistry. J. Agric. Food Chem., 2003, 51: p. 3668-3674.

8. Barclay, L.R.C. and M.R. Vinqvist, Phenols as antioxidants in: The chemistry of phenols; Z. Rappoport (Ed.). Chichester: John Wiley & Sons, Ltd. 2003: pp. 839-908.

9. Justino, G.C. and A J. S.C. Vieira, Antioxidant mechanisms of quercetin and myricetin in the gas phase and in solution - a comparison and validation of semi-empirical methods. J. Mol. Model., 2010, 16: p. 863-876.

10. Russo, N., M. Toscano and N. Ucella, Semiempirical molecular modeling into quercetin reactive site: structural, conformational and electronic features. J. Agric. Food Chem., 2000, 48: p. 3232-3237.

11. Lemanska, K. et al., The influence of pH on antioxidant properties and the mechanism of antioxidant action of hydroxyflavones. Free Radic. Biol. Med., 2001, 31: p. 869-881.

12. Huang, D., B.Ou and R.L. Prior, The chemistry behind antioxidant capacity assay. J. Agric. Food Chem., 2005, 53, p. 1841-1856.

13. Moon J.-K., and T. Shibamoto, Antioxuidant assays for plant and food components. J. Agric. Food. Chem., 2009, 57: p. 1655-1666.

14. Blair, J.A. et al. Antioxidants in cardiovascular disease, in: Developments in cardiovascular medicine; J.-C. Tardif (Ed.). New York: Springer Science + Business Media, Inc. 2006, 258, 2-d edition: p. 131-165.

15. Владимиров, Ю. А., и А. И. Арчаков, Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, - 1972, 252 с.

16. Bartosz, G. Total antioxidant capacity. In: Advances in clinical chemistry (G. H.E. Spiegel, G. Nowacki, K.-J. Hsiao (Eds.)). San Diego: Academic Press, 2003, 37: pp. 219-292.

17. Van Overveld, F.W.P.C. et al., Tyrosine as important contributior to the antioxidant capacity of seminal plasma. Chemico-Biol. Interact., 2000, 127: p. 151-161.

18. Prior, R.L., X. Wu and K. Schaich, Standardized methods for the determination of antioxidant capacity and phenolics in food and dietary supplements. J. Agric. Food Chem., 2005., 53: p. 4290-4302.

19. Somogyi, A. et al., Antioxidant measurements. Physiol Measur., 2007, 28: P. 41-55.

20. Tutel'yan, A.V. et al., Comparative study of antioxidant properties of immunoregulatorypeptides. Bull. Exp. Biol. Med., 2003, 2: 155-158.

21. Re, R. et al., Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. FreeRadic. Biol. Med., 1999, 26: p. 1231-1237.

22. Niki, E. et al., Lipid peroxidation: mechanisms, inhibition, and biological effects. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2005, 338: p. 668-676.

23. Thomas, D.A et al., Mitochondrial targeting with antioxidant peptide SS31 prevents mitochondrial depolarization, reduces islet cell apoptosis, increases islet cells yeild, and improves posttransplantation function. J. Am. Soc. Nephrol., 2007, 18: p. 213222.

24. Szeto, H.H., Development of mitochondria-targeted aromatic cationic peptides for neurodegenerative diseases. Ann. N.Y. Acad. Sei., 2008, 1147: p. 112-121.

25. Мартынова K.B. и др., Структурно-функциональное исследование глицин и пролинсодержащих пептидов (глипролинов) как потенциальных нейропротекторов. Биоорганическая химия, 2009, 35: с. 165-171.

26. Lee, S.-J. et al., Antioxidative and anti-melanogenic effect of novel synthetic hexapeptide (SFKLRT-NH2). Int. J. Pept. Res. Ther., 2009,15: p. 281-286.

27. Xiong, Y.L., Antioxidant peptides. In : Bioactive proteins and peptides as functional foods and nutraceuticals (Y. Mine, E. Li-Chan, B. Jiang (Eds.)). Blackwell publishing, Ltd. and Institute of food technologists, 2010, pp. 24-42.

28. Mahmoud M.I. Physicochemical and functional properties of protein hydrolysates in nutritional products./ Mahmoud M.I. // Food Technol. - 1994. - P. 89-95.

29. Klompong, V. et al., Antioxidant activity and functional properties of protein hydrolysate of yellow stripe trevally (Selariodes leptolepis) as influenced by the degree of hydrolysis and enzyme type. Food Chem., 2007,102: p. 1317-1327.

30. Li, B. et al., Isolation and identification of antioxidative peptides from porcine collagen hydrolysate by consecutive chromatography and electrospray ionization-mass spectrometry. Food Chem., 2007,102: p. 1135-1143.

31. Kim S.-K. et al., Isolation and characterization of antioxidative peptides from gelatin of Alaska Pollack skin. J.Agric. Food Chem. 2001,49: p. 1984-1989.

32. Hernandez-Ledesma, B. et al., Preparation of antioxidant enzymatic hydrolysates from a-lactalbumin and fi-lactoglobulin. Identification of active peptides by HPLC-MS/MS. J. Agric. Food Chem., 2005, 53: p. 588-593.

33. Mendis, E., N. Rajapakse and S.-K. Kim, Antioxidant properties of radical-scavenging peptide purified from enzymatically prepared fish skin gelatin hydrolysate. J. Agric. Food Chem., 2005, 33: p. 581-587.

34. Kim, S.-J., J.-Y. Je, S.-K. Kim, Purification and characterization of antioxidant peptide from hoki (Johnius belengerii) frame protein by gastrointestinal digestion. J. Nutr. Biochem., 2007,18: p. 31-38.

35. Ranathunga, S., N. Rajapakse, and S.-K. Kim, Purification and characterization of antioxidative peptide derived from muscle of conger eel (Conger myriaster). Eur. Food Res. Technol., 2006, 222: p. 310-315.

36. Je, J.-Y. Et al., Purification and characterization of an antioxidative peptide obtained from tuna backbone protein by enzymatic hydrolysis. Process Biochem., 2007, 42: p. 840-846.

37. Bougatef, A. et al., Purification and identification of novel antioxidant peptides from enzymatic hydrolysates of sardinelle (Sardinella aurita) by-products protein. Food Chem., 2010,118: p. 559-565.

38. Ren, J. Et al., Purification and identification of antioxidant peptides from grass carp muscle hydrolysates by consecutive chromatography and electrospray ionization-mass spectrometry. Food Chem., 2008, 108: p. 727-736.

39. Suetsuna, K., Antioxidant peptides from protease digest ofprawn (Penaeus japonicus) muscle. Mar. Biotechnol., 2000, 2: p. 5-10.

40. Byun, H.-G. et al., Antioxidant peptides isolated from the marine rotifer Brachionus rotundiformis. Process. Biochem., 2009,44: p. 842-846.

41. Quian, Z.-J. et al., Free radical scavenging activity of a novel peptide purified from hydrolysate of bullfrog skin, Rana catesbeiana Shaw. Bioresource Technol., 2008, 99: p. 1690-1698.

42. Jung, W.-K., N. Rajapakse and S.-K. Kim, Antioxidative activity of a low molecular weight peptide derived from the sauce of fermented blue mussel Mytilus edulis. Eur. Food Res. Technol., 2005, 220: p. 535-539.

43. Pihlanto, A., Antioxidative peptides derived from milk products. Int. Dairy J., 2006,16: p. 1306-1314.

44. Farvin, K.H.S. et al., Antioxidant activity of yoghurt peptides: Part2 - characterization of peptides fractions. Food Chem., 2010, 123: p. 1090-1097.

45. Adler-Nissen, J. Proteases, in: Enzymes in food processing (T. Nagodawithana, G. Reed (Eds.). San Diego: Academic Press, 1993, pp. 159-203.

46. Uhlig, H. Industrial enzymes and their applications. New York: Wiley, 1998, p. 454.

47. Samaranayaka, A.G.P. and E.C.Y. Li-Chan, Food-derived peptidic antioxidants: a review of their production, assessment and potential application J. Funct. Foods., 2011,3: p. 229-254.

48. Pena-Ramos, E.A., Y.L. Xiong and G.E. Arteaga, Fractionation and characterization for antioxidant activity of hydrolysed whey protein. J. Sci. Food Agric., 2004, 84: p. 1908-1918.

49. Je, J.-Y., S.-Y. Kim and S.-K. Kim, Preparation and antioxidative activity of hoki frame protein hydrolysate using ultrafiltration techniques. Eur. Food Res. Technol., 2005, 221: p. 157-162.

50. Foh, M.B.K. et al., Influence of ultrafiltration on antioxidant activity of Tilapia (Oreochromis niloticus) protein. Advance J. Food Sci. Technol., 2010, 2: p. 227-235.

51. Wu, H.-C. et al., Antioxidant activity of carnosine, anserine, some free amino acids and their combinations. J. Food Drug Analys., 2003,11: p. 148-153.

52. Minelli et al., Focus on cyclo(His-Pro): history and perspectives as antioxidant peptide. Amino acids, 2008, 35: p. 283-289.

53. Lin, X. et al., Endomorphins, endogenous opioid peptides provide antioxidant defense in brain against free radical induced damage. Biochim. Biophys. Acta, 2003, 1639: p. 195-202.

54. Владимиров, Ю.А., и А.И. Арчаков, Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, - 1972, 252 с.

55. Hatate, Н., Isolation of an active peptide fragment from human serum albumin and its synergism with a-tocopherol. J. Am. Oil. Chem. Soc., 1998, 75: p. 1135-1139.

56. Huang, W.-Y., K. Majumder and J. Wu, Oxygen radical absorbance capacity of peptides from egg white protein ovotransferrin and their interactions with phytochemicals. Food Chem., 2010,123: p. 635-641.

57. Shen, G. et al., Identification of novel antioxidative peptides derived from a thermolytic hydrolysate of ovotransferrin by LC-MS/MS. J. Agric. Food Chem., 2010, 58: p. 7664-7672.

58. Hernandez-Ledesma, B. et al., ACE and radical scavenging activity of peptides derived from ß-lactoglobulin (fl9-25) Interactions with ascorbic acid. J. Agric. Food Chem., 2007, 55: p. 3392-3397.

59. Storcksdieck, S., G. Bonsmann and R.F. Hurrell Iron-binding properties, amino acid composition, and structure of muscle tissue peptides from in vitro digestion of different meat sources. J. Food Sei., 2007, 72: p. S19-S29.

60. Guo, H., Y. Kouzuma and M. Yonekura, Structures and properties of antioxidative peptides derived from royal jelly protein. Food Chem., 2009,113: p. 238-245.

61. Gomez-Ruiz, J.A. et al., Antioxidative activity of ovine casein hydrolysates: identification of active peptides by HPLC- MS/MS. Eur. Food Res. Technol., 2008, 227: p. 1061-1067.

62. Lopez-Exposito, I. et al., Casein hydrolysates as a source of antimicrobial, antioxidant and antihypertensive peptides. Lait, 2007, 87: p. 241-249.

63. Park, P.-J. et al., Purification of antioxidative peptides from protein hydrolysates of lecitin-free eggyolk. J. Am. Oils Chem. Soc., 2001, 78: p. 651-656.

64. Qian, Z.-J. et al., Protective effect of an antioxidant peptide purified from gastrointestinal digest of oyster Crassostrea gigas aginst free radical induced DNA damage. Biresource. Technol., 2008, 99: p. 3365-3371.

65. Tsopmo, A., Novel antioxidative peptide from enzymatic digestion of human milk. Food Chem, 2011,126: p. 1138-1143.

66. Hernandez-Ledesma, B. et al., Identification of bioactive peptides after digestion of human milk and infant formula with pepsin and pancreatin. Int. dairy. J., 2007, 17: p. 42-49.

67. Jao, C.-L. and W.-C. Ко, 1,1 -dipheny 1-2-picryl-hydrazyl (DPPH) radical scavenging by protein hydrolysates from tuna coocking juice. Fisher. Sci., 2002, 68: p. 430-435.

68. Navab, M. et al., Oral small peptides render DHL anti-inflammatory in mice and monkeys and reduce atherosclerosis in ApoE null mice., Cir. Res., 2005, 97: p. 524532.

69. Misuquchi, Y. et al., A novel cell-permeable antioxidant peptide decreases renal tubular apoptosis and damage in unilateral ureteral obstruction. Am. J. Physiol. Renal. Phisiol, 2008, 295: F1545-1553

70. Shahidi, F. And Y. Zhong, Novel antioxidants in food quality preservation and health promotion. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2010, 112: p. 930-940.

71. Marchbank et al., Clinical trial: protective effect of a commercial fish protein hydrolysate against indometacin (NSAID)-induced small intestinal injury. Aliment. Pharmacol. Therapeut., 2008, 28: p. 799-804.

72. Wachtel-Galor, S., B. Tomlinson and I.F. Benzie, Ganoderma lucidum ("Lingzhi") a Chinese medicinal mushroom: biomarker responses in a controlled human supplementation study. Br. J. Nutr., 2004, 91: p. 263-269.

73. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии М.: Химия, 1989. - 448 с.

74. Ои , В., М. Hampsch-Woodill and R.L. Prior, Development and validation of an improved oxygen radical absorbance capacity assay using fluorescein as the fluorescent probe. J. Agric Food Chem., 2001, 49. p. 4619-4626.

75. Moore, J. et al., Effects of Solid-state enzymatic treatments on the antioxidant properties of wheat bran. J. Agric. Food Chem., 2006, 54: p. 9032-9045.

76. Prior, R.L. et al., Assays for hydrophilic and lipophilic antioxidant capacity (oxygen radical absorbance (ORACpi)) of plasma and other biological and food samples. J. Agric Food Chem., 2003, 51: p. 3273-3279.

77. Lide, D.A. CRC handbook chemistry and physics. Boca Raton, FL, USA: CRC Press Inc., 2004-pp. 2712.

78. Tyunina, E.Yu. and V.G. Badelin, Molecular descriptors of amino acids for the evaluation of the physicochemical parameters and biological activity of peptides. Rus. J. Bioorg. Chem., 2009, 35: p. 453-460.

79. Cohen, S. and K.M. De Antonis, Application of amino acid derivatization with 6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinidyl-carbamate: analysis of feed grains, intravenous solutions and glycoproteins. J. Chromat. A., 1994, 661: p. 25-34.

80. Fletouris, D.J et al., Rapid determination of tryptophan in intact proteins by derivative spectrophotometry. J. AOAC Int., 1993, 76: p. 1168-1173.

81. Chang, C.-S. and C.S. Liu, A picomole-level amino acid analysis by means of gasphase hydrolysis and DABS-CL HPLC method. J. Chinese Biochem. Soc., 1988, 17: p. 12-19.

82. Evaluation of protein quality. Joint FAO/ WHO report. Rome: FAO Food Nutrition, 1991, pp. 76.

83. Sattler, W., E. Malle, and G.M. Kostner, Methodological approaches for assessing lipid and protein oxidation and modification in plasma and isolated lipoproteins in: Methods in molecular biology. Lipoprotein protocols. (J.M. Ordovas (Ed.)). Totova, N. Jersey: Humana Press, 1998, 110: p. 167-190.

84. Scmedes, G. and A. Holmer, A new thiobarbituric acid (TBA) method for determining free malondialdehyde (MDA) and hydroperoxides selectively as a measure of lipid peroxidation. J. Am. Oil Chem. Soc., 1989, 66: p. 813-817.

85. Clausen, M.R. et al., Characterization of major radical scavenger species in bovine milk through size exclusion chromatography and functional assays. J. Agric. Food Chem., 2009, 57: p. 2912-2919.

86. Tsopmo, A. et al., Tryptophan released from mother's milk has antioxidant properties. Pediatr. Res., 2009, 66: p. 614-618.

87. Pazos, M., M.L. Andersen and L.H. Skibsted, Amino acid and protein scavenging of radicals generated by iron/hydroperoxide system: an electron spin resonance spin trapping study. J. Agric. Food Chem., 2006, 54: p. 10215-10221.

88. Walker, R.B. and J.D. Everette, Comparative reaction rates of various antioxidants with ABTS radical cation. J. Agric. Food Chem., 2009, 57: p. 1150-1161.

89. Gungor, N. et al., Comparative evaluation of antioxidant capacities of thiol-based antioxidants measured by different in vitro methods. Talanta, 2011, 83: p. 1650-1658.

90. Cano, A., A. Alcaraz and M.B. Arnao, Free radical-scavenging activity of indolic compounds in aqueous and ethanolic media. Anal. Bioanal. Chem., 2003, 376: p. 3337.

91. Liu, J. et al., Influence of peptide bond on photosensitized oxidation of tryptophan, tyrosine and histidine dipeptides. Chinese Sci. Bull., 1997, 42: p. 1624-1628.

92. Butler, J. et al., Charge transfer between tryptophan and tyrosine in proteins. Biochim. Biophys. Acta., 1982, 705: p. 150-162.

93. Song, Q.-H., et al., Comparison of intermediates of tryptophan , tyrosine and their dipeptide induced by UVlight andS04~. Res. Chem. Intermed., 2002., 28: p. 329-335.

94. Huang, W.-Z. et al., Optimizing the properties of tyrosine and it's oxidation derivatives based on quantum computation, in: Fuzzy information and engineering (B.Y. Cao, C.-Y. Zhang, T.-F. Li, J. Kaprzyk (Eds.)). Berlin-Heiderberg: Springer, 2009, 2: pp. 945-951.

95. Berge, J., P. Trouillas and C. Houee-Levin, Oxidation of protein tyrosine or methionine residues: from the amino acid to the peptide. J. Phys.: Conf. Ser., 2011, 261: p. 1-8.

96. Hulsebosch, R.J. et al., Electronic structure of the neutral tyrosine radical in frozen

2 13 17

solution: selective H, C and O labeling and EPR spectroscopy at 9 and 35 GHz. J. Am. Chem. Soc., 1997, 119: p. 8685-8694.

97. Getoff, N., Pulse radiolysis of aromatic amino acids - state of the art. Amino Acids, 1992, 2: p. 195-214.

98. Connor, H.D. et al., L-tryptophan radical cation spin resonance studies: connecting solution-derived hyperfine coupling constants with protein spectral interpretations. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130: p. 6381-6387.

99. Shen, L. and H.-F. Ji, A theoretical study on the quenching mechanisms of triplet state riboflavin by tryptophan and tyrosine. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 2008., 92: p. 10-12.

100. Warren, J.J., T.A. Tronic and J.M. Mayer, Thermochemistry of proton-coupled electron transfer reagents and its implications. Chem. Rev., 2010,110: p. 6961-7001.

101. Nara, S.J. et al., Tyrosine analogues for probing proton coupled electron transfer processes in peptides and proteins. J. Am. Chem. Soc., 2010,132: p. 863-872.

102. Natella, F. et al., Benzoic and cinnamic acids derivatives as antioxidants: structure-activity relation. J. Agric. Food Chem., 1999, 47: p. 1453-1459.

103. Rao, M.V.S.S.T. and G. Muralikrishna, Evaluation of the antioxidant properties of free and bound phenolic acids from native and malted millet (Ragi, Eleusine. Coracano Indaf-15). J. Agric. Food Chem., 2002, 50: p. 889-892.

104. Gomez-Ruiz, J. A., D.S. Leake and J.M. Amines, In vitro antioxidant capacity of coffee compounds and their metabolites. J. Agric. Food Chem., 2007, 55: p. 6962-6969.

105. Davalos, A., C. Gomez-Cordoves and B. Bartolome, Extending applicability of the oxygen radical absorbance capacity (ORAC-Fluorescein) assay. J. Agric. Food Chem, 2004, 52: p. 48-54.

106. Nenadis, N, O. Lazaridou and M.Z. Tsimidou, Use of reference compounds in antioxidant activity assays. J. Agric. Food Chem, 2007, 55: p. 5452-5460.

107. Alamed, J. et al. Relationships between free radical scavenging and antioxidant activity of foods. J. Agric. Food Chem, 2009, 57: p. 2969-2976.

108. Yen, C.-T. and G.-C. Yen, Effects of phenolic acids on human phenolsulphotransferases in relation to their antioxidant capacity. J. Agric. Food Chem, 2003, 51: p. 1474-1479.

109. Tyrakowska, B. et al, TEAC antioxidant activity of 4-hydroxybenzoates. Free radic Biol. Med, 1999, 27: p. 1427-1436.

110. Amorati, R. et al. Solvent and pH effects on the antioxidant activity of caffeic and other phenolic acids. J. Agric. Food Chem, 2006, 54: p. 2932-2937.

111. Pannala, S.A. et al, FlavanoidB-ring chemistry and antioxidant activity: fast reaction kinetics. Biochem. Biophys. Res. Commun, 2001, 282: p. 1161-1168.

112. Munoz-Munoz, J.L. et al., Quantification of the antioxidant capacity of different molecues and their kinetic antioxidant efficiencies. J. Agric. Food Chem., 2010, 58, p. 2062-2070.

113. Davies, M.J., L.G. Forni and R.L. Wilson, Vitamin E analogue Trolox C, Biochem. J., 1988, 255: p. 513-522.

114. Nenadis, N. et al., Estimation of scavenging activity ofphenolic compounds using the ABTS-+ assay. J. Agric. Food Chem., 2004, 52: p. 4669-4674.

115. Pellegrini, N. et al., Direct analysis of total antioxidant activity of olive oil and studies on the influence of heating. J. Agric. Food Chem., 2001, 49: p. 2532-2538.

116. Huang, D. et al., Development and validation of oxygen radical absorbance capacity assay for lipophilic antioxidants using randomly methylated [J-cyclodextrin as the solubility enhancer. J. Agric. Food Chem., 2002, 50: p. 1815-1821.

117. Steenken, S., Transient phenoxyl radicals: formation and properties in aqueous solutions, in: The chemistry of phenols (Z. Rappoport (Ed.)) Chichester: John Wiley &Sons, Ltd., 2003, pp. 1107-1151.

118. Zhan, C.-G. J.A. Nichos and D.A. Dixon, Ionization potential, electron affinity, electronegativity, hardness, and electron excitation energy: Molecular properties from density functional theory orbital energies. J. Phys. Chem. A., 2003,107: p. 4184-4195.

119. Correria, C.F. et al., O-H bond dissociation enthalpies in hydroxyphenols; a time resolvedphotoacoustic calorimetry and quantum chemistry study. Phys. Chem., 2004, 6: p. 2109-2118.

120. Belaya, N.I. et al., Effect of the structure of phenols on their activity in the reaction with ethylbenzene radicals. Theor. Exp. Chem., 2004, 40: p. 234-240.

121. Wright, J.S. et al., Theoretical calculation of substituent effects on the O-H bond strength of phenolic antioxidants related to vitamin E. J. Am. Chem. Soc., 1997, 119: p. 4245-4252.

122. Fazari, A.E. and Y.-H. Ju, Nonaqueous solution studies on the protonation equlibria of some phenolic acids. J. Solution Chem., 2008, 37: p. 1305-1319.

123. Tompson, M.J. and P.J. Zeegers, A theoretical study of the two-phase nitration of phenol. Tetrahedron, 1989, 45: p. 191-202.

124. Klein, E., Study of gas-phase 0-H bond dissociation enthalpies and ionization potentials of substituted phenols - application of ab initio and DFT/B3LYP methods. Chem. Phys., 2006, 330: p. 515-525.

125. Lopez-Exposito, I. et al., Casein hydrolysates as a source of antimicrobial, antioxidant and antihypertensive peptides. Lait, 2007, 87: p. 241-249.

126. Mamelona, J., R. Saint-Louis, and E. Pelletier, Nutritional composition and antioxidant properties ofprotein hydrolysates prepared from echinoderm by-products. Int J Food Sei Tech., 2010, 45: p. 147-154.

127. Dryakova, A. et al., Antioxidant properties of whey protein hydrolysates as measured by three methods. Eur. Food Res. Technol., 2010, 230: p. 865-874.

128. Meisel, H. and W. Bockelmann, Bioactive peptides encrypted in milk proteins: proteolytic activation and tropho-functional properties. / Antonie van Leeuwenhoek, 1999, 76: p. 207-215.

129. Hogan et al., Development of antioxidant rich peptides from milk protein by microbial proteases and analysis of their effect on lipid peroxidation in cooked beef Food Chem, 2009, 117: p. 438-443.

130. Beerman, G. et al. Antioxidative capacity of enzymatically released peptides from soybean protein isolate. Eur. Food Res. Technol, 2009, 229: p. 637-644.

131. Arihara, K. and M. Ohata, Bioactive compounds in meat, in: Meat biotechnology.(F. Toldra (Ed.)). New York: Springer, 2008, pp. 231-249.

132. Cao, G. and R.L. Prior, Measurement of oxygen radical absorbance capacity in biological samples. Meth. Enzymol, 1999, 299, p. 50-62.

133. Manso, M.A. et al. Effect of the long-term intake of an egg white hydrolysate on the oxidative status and blood lipid profile of spontaneously hypertensive rats. Food Chem, 2008,109: p. 361-367.

134. Katalinic, V. et al. Gender differences in antioxidant capacity of rat tissues determined by 2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonate); TEAC) and ferric resducing (FRAP) assays. Comparat. Biochem. Physiol. Part C, 2005,140: p. 47-52.

135. Elias, R.J, S.S. Kelleby and E.A. Decker, Antioxidant activity of proteins and peptides. Crit. Rev. Food Sei. Nutr, 2008, 48: p. 430-431.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает глубокую признательность:

о всем сотрудникам, аспирантам и студентам лаборатории Молекулярных основ биотрансформации Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биохимии им. А.Н. Баха Российской академии наук;

о к.ф.-м.н. Кононихину A.A. и сотрудникам лаборатории масспектрометрии биомакромолекул Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биохимической физики им. Н.М. Эммануэля Российской академии наук;

о инженеру-исследователю Храмеевой Е.Е. Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института проблем передачи информации им. A.A. Харкевича Российской академии наук; о к.б.н. Хотченкову В.П. и сотрудникам Группы аналитической биохимии Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биохимии им. А.Н. Баха Российской академии наук; о проф. S. Sforza и сотрудникам кафедры Органической и промышленной

химии Пармского Университета (Universita Degli Studi di Parma); о проф., д.т.н. Волику В.Г. и сотрудникам Лаборатории Рационального использования малоценных продуктов переработки птицы Государственного научного Учреждения Всероссийского научно-исследовательского института птицеперерабатывающей промышленности.

РАБОТА БЫЛА ВЫПОЛНЕНА ПРИ ФИНАНСОВОЙ ПОДДЕРЖКЕ:

• Государственного контракта №16.512.11.2272 от 14 сентября 2011 года «Разработка биокаталитических подходов получения биоразлагаемых полимеров из малоценного кератин содержащего сырья»;

• Государственного контракта №02.522.11.2143 от 01 марта 2011 года «Разработка методов создания функциональных продуктов и кормов для домашних животных из малоценного сырья животного происхождения»;

• Государственного контракта № 02.740.11.0878 от «28» июня 2010 г «Разработка подходов биокаталитической конверсии малоценных отходов переработки птицы и создание аналитической платформы для тестирования многокомпонентных белковых гидролизатов».