Набір флуоресцентних зондів для дослідження впливу кріопротекторів з низькою молекулярною масою на мембрани еритроцитів людини
Анотація
Набір флуоресцентних зондів, який складається з 2-(2'-ОН-феніл)-5-феніл-1,3-оксазолу, 2-(2'-ОН-феніл)-5-(4'-феніл-феніл)-1,3-оксазолу і 2-(2'-OH-феніл)-9,10-фенантр-1,3-оксазолу, було запропоновано для дослідження впливу кріопротекторів з низькою молекулярною масою, таких як гліцерин, диметилсульфоксид і 1,2-пропандіол, на мембрани еритроцитів людини. Використання набору флуорофорів, які різняться локалізацією в ліпідному бішарі, дозволило показати, що під дією кріопротекторів відбувается збільшення гідратації полярних областей мембрани еритроцита, в той же час ніяких змін ступеня гідратації найбільш гідрофобних областей ліпідного бішару еритроцита виявлено не було. Було оцінено мінімальну концентрацію кріопротектору, яка спричиняє зміни у мембрані еритроцита: 0,5, 1,5 і 5,0 % об. для гліцерину, диметилсульфоксиду і 1,2-пропандіолу, відповідно. Запропонований набір флуоресцентних зондів може бути використаний для моніторингу змін фізико-хімічних властивостей у різних областях ліпідного бішару еритроцита під дією кріопротекторів і для визначення оптимальних концентрацій кріопротекторів для низькотемпературного зберігання клітин.
Завантаження
Посилання
B. J. Fuller, E. E. Benson, N. Lane, Life in the Frozen State, New York: CRC Press, 2004.
T. Arakawa, J. F. Carpenter, Y. A. Kita, J. H. Crowe, “Basis for toxicity of certain cryoprotec-tants: a hypothesis,” Cryobiology, vol. 27, iss. 4, pp. 401-415, 1990.
G. E. Dobretsov, Fluorescence Probes in Cell, Membrane and Lipoprotein Investigations, Moscow: Nauka, 1989.
M. N. Girtaud, C. Motta, D. Boucher, G. Grizard, “Membrane fluidity predicts the outcome of cryopreservation of human spermatozoa,” Human Reproduction, vol. 15, no. 10, pp. 2160 2164, 2000.
T. S. Dyubko, E. V. Onishchenko, V. G. Pivovarenko, “Influence of freezing and low molecu-lar weight cryoprotectants on microsomal membrane structure: a study by multiparametric fluorescent probe,” J. Fluorescence, vol. 16, pp. 817-823, 2006.
A. O. Doroshenko, E. A. Posokhov, V. M. Shershukov, V. G. Mitina, O. A. Ponomarev, “In-tramolecular proton-transfer reaction in an excited state in a series of ortho-hydroxy deriva-tives of 2,5-diaryloxazole,” High Energy Chemistry, vol. 31, no. 6, pp. 428-435, 1997.
A. O. Doroshenko, E. A. Posokhov, A. A. Verezubova, L. M. Ptyagina, V. T. Skripkina, V. M. Shershukov, “Radiationless deactivation of the excited phototautomer form and mo-lecular structure of ESIPT-compounds,” Photochem. Photobiol. Sci., vol. 1, pp. 92-99, 2002.
Y. O. Posokhov, “A set of fluorescent probes for determination of physical-chemical proper-ties of lipid membranes,” Patent 68871 UA - Published. 10.04.2012, Bull, no. 7 (in Ukrain-ian).
E. A. Posokhov, N. A. Abmanova, T. P. Boyko, A. O. Doroshenko, “Ortho-hydroxy deriva-tives of 2,5-diphenyl-1,3-oxazole and 2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazole as fluorescent probes for medical and biological research,” Kharkov University Bulletin (Chemical Series), no. 454, iss. 4(27), pp. 188-190, 1999 (in Russian).
Y. O. Posokhov, “Ortho-hydroxy derivatives of 2,5-diphenyl-1,3-оxazole and 2,5-diphenyl-1,3,4-оxadiazole as fluorescent probes for toxicological study of the cells of olfactory analyzer of rats,” Kharkov University Bulletin (Chemical Series), no. 976, iss. 20(43), pp. 92-99, 2011 (in Russian).
E. A. Posokhov, T. P. Boyko, D. A. Bevziuk, “Ortho-hydroxy derivatives of 2,5-diphenyl-1,3-оxazole and 2,5-diphenyl-1,3,4-оxadiazole as fluorescent probes for toxicological investiga-tions of model membranes,” Kharkov University Bulletin (Chemical Series), no. 532, iss. 7(30), pp. 192-194, 2001 (in Russian).
A. O. Doroshenko, E. A. Posokhov, “Proton phototransfer in a series of ortho-hydroxy deriva-tives of 2,5-diaryl-1,3-oxazole and 2,5-diaryl-1,3,4-oxadiazole in polystyrene films,” Theo-retical and Experimental Chemistry, vol. 35, iss. 6, pp. 334-337, 1999.
H. M. Shapiro, Flow Cytometry, New York: Science, 1995.
C. Ho, C. D. Stubbs, “Hydration at the membrane protein-lipid interface,” Biophysical Jour-nal, vol. 63, pp. 897-902, 1992.
C. Ho, S. J. Slater, C. D. Stubbs, “Hydration and order in lipid bilayers,” Biochemistry, vol. 34, pp. 6188-6195, 1995.
E. A. Disalvo, F. Larion, F. Martini, E. Tymczyczyn, M. Frias, “Structural and functional properties of hydration and confined water in membrane interfaces,” Biochimica et Bio-physica Acta, vol. 1778, pp. 2655-2670, 2008.
O. I. Gordiyenko, T. P. Linnik, E. O. Gordiyenko, “Erythrocyte membrane permeability for a series of diols,” Bioelectrochemistry, vol. 62, pp. 115-118, 2004.
E. V. Davydova, O. I. Gordienko, “Temperature effect on erythrocyte membrane permeability for cryoprotectants with different hydrophobicities,” Problems of Cryobiology, vol. 19, no. 3, pp. 261-272, 2009.
G. V. Kovalenko, I. F. Kovalenko, T. P. Linnik, “The mechanism of DMSO, glycerol and eth-ylene glycol transport across rat and rabbit erythrocyte membranes,” The Journal of V.N. Karazin Kharkiv National University. Series: Biology, iss. 10, no. 878, pp. 109-116, 2009 (in Russian).
H. Oldenhof, M. Gojowsky, S. Wang, S. Henke, C. Yu, K. Rohn, W. F. Wolkers, H. Sieme, “Osmotic stress and membrane phase changes during freezing of stallion sperm: mode of ac-tion of cryoprotective agents,” Biology of Reproduction, vol. 88, no. 3, pp. 1-11, January 2013.
