Ускоритель электронов для инактивации фермента пероксидазы хрена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Нанотехнологии – это технологии, которые манипулируют с объектами, имеющими характеристические размеры менее 100 нм. В работе в качестве объектов были использованы молекулы фермента пероксидазы хрена (ПХ), имеющие размеры порядка 5 нм, а устройство для их инактивации представляло из себя ускоритель электронов, позволяющий получить пучок электронов с энергией 9,7 МэВ. Было показано, что при дозе облучения 25 кГр активность этого фермента снижалась практически до нуля. Полученные результаты необходимо учитывать в разработке методов стерилизации продуктов питания и упаковочных материалов для пищевой и медицинской продукции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. Д. Иванов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ); ФГБУН "Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)"

Автор, ответственный за переписку.
Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5041-1914

доктор биологических наук, зав. лаб., профессор

Россия, Москва; Москва

И. Д. Шумов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9795-7065

кандидат биологических наук, науч. сотр.

Россия, Москва

А. Н. Аблеев

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-3096-107X

ведущий инженер

Россия, Москва

А. Ф. Козлов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2117-8743

ведущий инженер

Россия, Москва

Е. Е. Важенкова

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-4224-8907

лаборант

Россия, Москва

В. С. Зиборов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ); ФГБУН "Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7942-3337

кандидат физико-математических наук, старший науч. сотрудник

Россия, Москва; Москва

А. Ю. Долгобородов

ФГБУН "Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7054-7341

доктор физико-математических наук, зав. лаб.

Россия, Москва

О. Ф. Петров

ФГБУН "Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6373-0305

доктор физико-математических наук, дир., акад. РАН

Россия, Москва

С. В. Будник

ООО "Теокортекс"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-7597-8523

ген. директор

Россия, Обнинск

Р. С. Чурюкин

ООО "Теокортекс"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2845-1052

кандидат биологических наук, гл. техн.

Россия, Обнинск

С. В. Новиков

АО "РИЦ "ТЕХНОСФЕРА"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0943-9488

кандидат технических наук, зам. ген. дир.

Россия, Москва

А. М. Тереза

ФГБУН "Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН)"

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0005-7985-0044

ст. науч. сотр., кандидат физико-математических наук

Россия, Москва

А. И. Арчаков

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ)

Email: shum230988@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2290-8090

доктор биологических наук, профессор, акад. РАН, науч. рук.

Россия, Москва

Список литературы

  1. Luo Z., Chang G., Liu Y., Ni K., Zhou T., Lv X., Yu J., Bai J., Wang X. Inactivation of suspended cells and biofilms of the gram-negative bacteria by electron beam irradiation and possible mechanisms of action. LWT Food Sci Technol 2022. Vol. 172. P. 114171. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114171
  2. Predmore A., Sanglay G.C., DiCaprio E., Li J., Uribe R.M., Lee K. Electron beam inactivation of Tulane virus on fresh produce, and mechanism of inactivation of human norovirus surrogates by electron beam irradiation. Int J Food Microbiol 2015. Vol. 198. PP. 28–36. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2014.12.024
  3. Espinosa A.C., Jesudhasan P., Arredondo R., Cepeda M., Mazari-Hiriart M., Mena K.D., Pillai S.D. Quantifying the Reduction in Potential Health Risks by Determining the Sensitivity of Poliovirus Type 1 Chat Strain and Rotavirus SA-11 to Electron Beam Irradiation of Iceberg Lettuce and Spinach. Appl Environmental Biol. 2012. Vol. 78(4). PP. 988–993. https://doi.org/10.1128/AEM.06927-11
  4. Lung H., Cheng Y., Chang Y., Huang H., Yang B.B., Wang C. Microbial decontamination of food by electron beam irradiation. Trends Food Sci Technol. 2015. Vol. 44. PP. 66–78. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.03.005
  5. Tahergorabi R., Matak K.E., Jaczynski J. Application of electron beam to inactivate Salmonella in food: Recent developments. Food Res Intl. 2012. Vol. 45. PP. 685–694. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.02.003
  6. Grasso E.M., Uribe-Rendon R.M., Lee K. Inactivation of Escherichia coli Inoculated onto Fresh-Cut Chopped Cabbage Using Electron-Beam Processing. J Food Protection. 2011. Vol. 74(1). PP. 115–118. https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-10-281
  7. Gotzmann G., Portillo J., Wronski S., Kohl Y., Gorjup E., Schuck H., Rögner F.H., Müller M., Chaberny I.F., Schönfelder J., Wetzel G. Low-energy electron-beam treatment as alternative for on-site sterilization of highly functionalized medical products A feasibility study. Radiation Phys Chem. 2018. Vol. 150. PP. 9–19. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2018.04.008
  8. Abs M., Jongen Y., Poncelet E., Bol J. The IBA rhodotron TT1000: a very high power E-beam accelerator. Radiation Phys Chem. 2004. Vol. 71. PP. 285–288. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2004.03.061
  9. Cherkashina N.I., Pavlenko V.I., Abrosimov V.M., Gavrish V.M., Trofimov V.I., Budnik S.V., Churyukin R.S. Effect of 10 MeV electron irradiation on polyimide composites for space systems, Acta Astronautica. 2021. Vol. 184. PP. 59–69. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.03.032
  10. Hutchinson F. Chemical changes induced in DNA by ionizing radiation. Progress in Nucleic Acid Res Mol Biol. 1985. Vol. 32. PP. 115–154. https://doi.org/10.1016/S0079-6603(08)60347-5
  11. Metzler D.E. Biochemistry, the Chemical Reactions of Living Cells, 1st ed.; Academic Press: Cambridge, UK, 1977.
  12. Veitch N.C. Horseradish peroxidase : a modern view of a classic enzyme. Phytochemistry. 2004. Vol. 65(3). PP. 249–259. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2003.10.022
  13. Welinder K.G. Amino acid sequence studies of horseradish peroxidase, Amino and carboxyl termini, cyanogen bromide and tryptic frag-ments, the complete sequence, and some structural characteristics of horseradish peroxidase. Cent Eur J Biochem. 1979. Vol. 96. PP. 483–502. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1979.tb13061.x
  14. Gajhede M., David J. Schuller D.J., Henriksen A., Smith A.T., Poulos T.L. Crystal structure of horseradish peroxidase C at 2.15 Å resolution / Nature Structural Biology. 1997. Vol. 4, PP. 1032–1038. https://doi.org/10.1038/nsb1297-1032
  15. Davies P.F., Rennke H.G., Cotran R.S. Influence of molecular charge upon the endocytosis and intracellular fate of peroxidase activity in cultured arterial endothelium, J Cell Sci. 1981. Vol. 49(1). PP. 69–86. https://doi.org/10.1242/jcs.49.1.69
  16. Ivanov Y.D., Pleshakova T.O., Shumov I.D., Kozlov A.F., Ivanova I.A., Valueva A.A., Tatur V.Y., Smelov M.V., Ivanova N.D., Ziborov V.S. AFM imaging of protein aggregation in studying the impact of knotted electromagnetic field on a peroxidase. Sci Rep. 2020. Vol. 10. P. 9022. https://doi.org/10.1038/s41598-020-65888-z
  17. Ziborov V.S., Pleshakova T.O., Shumov I.D., Kozlov A.F., Valueva A.A., Ivanova I.A., Ershova M.O., Larionov D.I., Evdokimov A.N., Tatur V.Y., Aleshko A.I., Sakharov K.Y., Dolgoborodov A.Y., Fortov V.E., Archakov A.I., Ivanov Y.D. The Impact of Fast-Rise-Time Electromagnetic Field and Pressure on the Aggregation of Peroxidase upon Its Adsorption onto Mica. Appl Sci. 2021. Vol. 11(24). P. 11677. https://doi.org/10.3390/app 112411677
  18. Иванов Ю.Д., Шумов И.Д., Козлов А.Ф., Ершова М.О., Валуева А.А., Иванова И.А., Татур В.Ю., Лукьяница А.А., Иванова Н.Д., Неведрова Е.Д., Зиборов В.С. АСМ-исследование пост-эффекта движения глицерина в выходной части проточной системы на адсорбционные свойства белка. НАНОИНДУСТРИЯ. 2023. № 16(2). С. 106–113. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.2.106.113
  19. Sanders S.A., Bray R.C., Smith A.T. pH-dependent properties of a mutant horseradish peroxidase isoenzyme C in which Arg38 has been replaced with lysine, Eur J Biochem. 1994. Vol. 224. PP. 1029–1037. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1994.01029.x
  20. Электронный источник: Enzymatic Assay of Peroxidase (EC 1.11.1.7) 2,20-Azino-Bis(3-Ethylbenzthiazoline-6-Sulfonic Acid) as a Substrate Sigma Prod. No. P-6782. Available online: https://www.sigmaaldrich.com/RU/en/technical-documents/protocol/protein-biology/enzymeactivity-assays/enzymatic-assay-of-peroxidase-abts-as-substrate (дата обращения 18 February 2022).
  21. Liu S., Zhao Y., Jiang W., Wu M., Ma F. Inactivation of Microcystis aeruginosa by Electron Beam Irradiation. Water Air Soil Pollut. 2014. Vol. 225. P. 2093. https://doi.org/10.1007/s11270-014-2093-8

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Иванов Ю.Д., Шумов И.Д., Аблеев А.Н., Козлов А.Ф., Важенкова Е.Е., Зиборов В.С., Долгобородов А.Ю., Петров О.Ф., Будник С.В., Чурюкин Р.С., Новиков С.В., Тереза А.М., Арчаков А.И., 2024