КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-13-00148
НазваниеРазработка новых идей и методов в химии биоантиоксидантов как средства против окислительного стресса
Руководитель Бучаченко Анатолий Леонидович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова" , Ярославская обл
Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-503 - Химическая динамика, реакционная способность и химическая кинетика
Ключевые слова Окислительный стресс, пероксидное окисление липидов, антиоксиданты, полифенолы, стабильные нитроксильные радикалы, мицеллы, радикально-цепной механизм окисления, связь структуры с реакционной способностью, квантово- химическое моделирование, нанореакторы и наноконтейнеры
Код ГРНТИ31.15.27
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проблема окислительного стресса является одной из центральных в биохимии, биологии и медицине. В результате действия активных форм кислорода повреждаются такие важные компоненты клетки, как липиды и ДНК. В настоящее время эффективная целевая терапия с минимальными побочными эффектами рассматривается как одна из основных задач при лечении опасных болезней, таких как атеросклероз, рак, диабет, а также нейродегенеративные расстройства, которые включают болезни Альцгеймера и Паркинсона. Замедлить неблагоприятные окислительные процессы способны антиоксиданты — природные или синтетические вещества, эффективно взаимодействующие с активными формами кислорода. Из природных антиоксидантов наибольший интерес представляют фенолы, в том числе полифенолы, а из синтетических – стабильные нитроксильные радикалы. Последние обладают уникальным сочетанием антиоксидантных и парамагнитных свойств, что обуславливает их биологическую активность и возможность использования в качестве инструментов исследования. В рамках настоящего проекта основное внимание уделено установлению механизма действия антиоксидантов, преимущественно, нитроксильных радикалов в биологических системах и связи их строения с антиоксидантной активностью. Это направление, несомненно, является одной из актуальных задач, объединяющих физическую химию, биохимию и медицину. Решение данной задачи открывает пути для создания новых лекарственных препаратов, влияющих на окислительный стресс.
Процессы радикально-цепного окисления в клеточных мембранах (одна из главных составляющих окислительного стресса) включают в себя реакции, протекающие как в органической, так и в водной среде, а также процессы перехода между фазами. Многие вещества, участвующие в окислительных процессах, по своей природе являются гидрофильными. К ним относятся как активные формы кислорода, так и антиоксиданты. В настоящем проекте особое внимание уделено реакциям антиоксидантов, протекающим в водной среде при окислении в гетерогенной системе по радикальному и ион-радикальному механизмам.
Современные тенденции в создании инновационных препаратов с широким спектром применения предполагают синергическую терапию при доставке лекарств и применение стабильных органических радикал-полимеров. Эффективная целевая терапия с минимальными побочными эффектами считается одной из основных задач при лечении опасных болезней, в частности злокачественных новообразований. Важную роль в адресной доставке противоопухолевых препаратов могут играть биоразлагаемые полимеры и наноструктуры на их основе. Известно также, что терапия опухолей сопровождается рядом побочных эффектов, в том числе связанных с окислительным стрессом. Поэтому редокс-активные наносистемы на основе биополимеров могут обладать преимуществами по сравнению с редокс-инертными носителям. Перспективными системами данного типа являются амфифильные хитозанполинитроксилы (ХПН), эффективно связывающие противоопухолевый антибиотик рубомицин.
Таким образом, основными задачами данного проекта являются:
– установление параметров антиоксидантной активности и механизма действия нитроксильных радикалов и полифенолов при окислении в водном растворе;
– исследование антиоксидантных свойств хитозан-полинитроксилов и редокс-активных наноструктур на моделях окислительного стресса in vitro;
– сравнительный анализ механизма действия нитроксильных радикалов и полифенолов на континуальном уровне и в наночастицах и нанореакторах;
– создание ряда хитозан-полинитроксилов и редокс-активных наноструктур на их основе, несущих противоопухолевые препараты и в перспективе способных целенаправленно доставлять лекарственные молекулы в опухоли;
– создание физико-химической модели процессов, протекающих при окислении эфиров полиненасыщенных жирных кислот.
Принципиальная научная новизна предлагаемого проекта заключается в разработке новых моделей для исследования про- и антиоксидантных свойств экзогенных и эндогенных модуляторов окислительного стресса, включая механизмы антиоксидантной активности природных и синтетических биоантиоксидантов нового поколения и механизмы действия про- и антиоксидантов, попадающих в организм человека в процессе жизнедеятельности.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Лошадкин Д.В., Плисс Е.М., Касаикина О.Т.
Features of methyl linoleate oxidation in Triton X-100 micellar buffer solutions
Russian Journal of Applied Chemistry, Vol. 93, No. 7, pp. 1083–1088 (год публикации - 2020)
10.1134/S1070427220070216
2. Чепелева А.Д. , Гробов А.М., Сирик А.В., Плисс Е.М. Antioxidant activity of hydroquinone in oxidizing 1,4-substituted butadienes Russian Journal of Physical Chemistry A (год публикации - 2021)
3.
Плисс Е.М., Соловьев М.Е., Сень В.Д., Плисс Р.Е., Сирик А.В., Тихонов И.В.
The influence of medium’s polarity on the kinetics and mechanism of interaction of aliphatic nitroxides with hydroperoxyl radicals
Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, V. 132. Is. 2. P. 617-635. (год публикации - 2021)
10.1007/s11144-021-01948-3
4.
Кузаев А.К., Гробов А.М., Плисс Е.М., Бучаченко А.Л.
Magnetic field effects on the initiation of chain oxidation
Mendeleev Communications, V. 31. Is. 3. P. 341-342 (год публикации - 2021)
10.1016/j.mencom.2021.05.019
5.
Плисс Е.М., Соловьев М.Е., Лошадкин Д.В., Молодочкина С.В., Касаикина О.Т.
Kinetic model of polyunsaturated fatty acids oxidation in micelles
Chemistry and Physics of Lipids, V. 237. Article ID 105089. (год публикации - 2021)
10.1016/j.chemphyslip.2021.105089
6. Москаленко И.В., Тихонов И.В. H/D kinetic isotope effect of solvent in oxidation of methyl linoleate in Triton X-100 micelles Russian Journal of Physical Chemistry B (год публикации - 2022)
7.
Плисс Е.М., Мачтин В.А., Тихонов И.В., Сирик А.В., Гробов А.М., Ясинский О.А.
Catalytic inhibition of olefin oxidation with Mn and Cu compounds
Russian Chemical Bulletin, V. 70. Is. 10. P. 2027-2030. (год публикации - 2021)
10.1007/s11172-021-3312-2
8.
Сень В.Д., Балакина А.А., Ступина Т.С., Мумятова В.А., Куликов А.В., Тихонов И.В., Терентьев А.А., Плисс Е.М.
Amphiphilic chitosan–polyaminoxyls loaded with daunorubicin: Synthesis, antioxidant activity, and drug delivery capacity
International Journal of Biological Macromolecules, V. 193. P. 965-979. (год публикации - 2021)
10.1016/j.ijbiomac.2021.10.170
9.
Бучаченко А.Л.
Compressed Molecules and Enzymes
Russian Journal of Physical Chemistry B, V. 16, No. 1, P. 9–17 (год публикации - 2022)
10.1134/S1990793122010031
10.
Казин В.Н., Гузов Е.А., Мошарева В.А., Плисс Е.М.
Influence of a Constant Magnetic Field on the Mechanism of Adrenaline Oxidation
Magnetochemistry, V. 8, Article ID 70 (год публикации - 2022)
10.3390/magnetochemistry8070070
Публикации
1.
Лошадкин Д.В., Плисс Е.М., Касаикина О.Т.
Features of methyl linoleate oxidation in Triton X-100 micellar buffer solutions
Russian Journal of Applied Chemistry, Vol. 93, No. 7, pp. 1083–1088 (год публикации - 2020)
10.1134/S1070427220070216
2. Чепелева А.Д. , Гробов А.М., Сирик А.В., Плисс Е.М. Antioxidant activity of hydroquinone in oxidizing 1,4-substituted butadienes Russian Journal of Physical Chemistry A (год публикации - 2021)
3.
Плисс Е.М., Соловьев М.Е., Сень В.Д., Плисс Р.Е., Сирик А.В., Тихонов И.В.
The influence of medium’s polarity on the kinetics and mechanism of interaction of aliphatic nitroxides with hydroperoxyl radicals
Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, V. 132. Is. 2. P. 617-635. (год публикации - 2021)
10.1007/s11144-021-01948-3
4.
Кузаев А.К., Гробов А.М., Плисс Е.М., Бучаченко А.Л.
Magnetic field effects on the initiation of chain oxidation
Mendeleev Communications, V. 31. Is. 3. P. 341-342 (год публикации - 2021)
10.1016/j.mencom.2021.05.019
5.
Плисс Е.М., Соловьев М.Е., Лошадкин Д.В., Молодочкина С.В., Касаикина О.Т.
Kinetic model of polyunsaturated fatty acids oxidation in micelles
Chemistry and Physics of Lipids, V. 237. Article ID 105089. (год публикации - 2021)
10.1016/j.chemphyslip.2021.105089
6. Москаленко И.В., Тихонов И.В. H/D kinetic isotope effect of solvent in oxidation of methyl linoleate in Triton X-100 micelles Russian Journal of Physical Chemistry B (год публикации - 2022)
7.
Плисс Е.М., Мачтин В.А., Тихонов И.В., Сирик А.В., Гробов А.М., Ясинский О.А.
Catalytic inhibition of olefin oxidation with Mn and Cu compounds
Russian Chemical Bulletin, V. 70. Is. 10. P. 2027-2030. (год публикации - 2021)
10.1007/s11172-021-3312-2
8.
Сень В.Д., Балакина А.А., Ступина Т.С., Мумятова В.А., Куликов А.В., Тихонов И.В., Терентьев А.А., Плисс Е.М.
Amphiphilic chitosan–polyaminoxyls loaded with daunorubicin: Synthesis, antioxidant activity, and drug delivery capacity
International Journal of Biological Macromolecules, V. 193. P. 965-979. (год публикации - 2021)
10.1016/j.ijbiomac.2021.10.170
9.
Бучаченко А.Л.
Compressed Molecules and Enzymes
Russian Journal of Physical Chemistry B, V. 16, No. 1, P. 9–17 (год публикации - 2022)
10.1134/S1990793122010031
10.
Казин В.Н., Гузов Е.А., Мошарева В.А., Плисс Е.М.
Influence of a Constant Magnetic Field on the Mechanism of Adrenaline Oxidation
Magnetochemistry, V. 8, Article ID 70 (год публикации - 2022)
10.3390/magnetochemistry8070070
Публикации
1.
Лошадкин Д.В., Плисс Е.М., Касаикина О.Т.
Features of methyl linoleate oxidation in Triton X-100 micellar buffer solutions
Russian Journal of Applied Chemistry, Vol. 93, No. 7, pp. 1083–1088 (год публикации - 2020)
10.1134/S1070427220070216
2. Чепелева А.Д. , Гробов А.М., Сирик А.В., Плисс Е.М. Antioxidant activity of hydroquinone in oxidizing 1,4-substituted butadienes Russian Journal of Physical Chemistry A (год публикации - 2021)
3.
Плисс Е.М., Соловьев М.Е., Сень В.Д., Плисс Р.Е., Сирик А.В., Тихонов И.В.
The influence of medium’s polarity on the kinetics and mechanism of interaction of aliphatic nitroxides with hydroperoxyl radicals
Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, V. 132. Is. 2. P. 617-635. (год публикации - 2021)
10.1007/s11144-021-01948-3
4.
Кузаев А.К., Гробов А.М., Плисс Е.М., Бучаченко А.Л.
Magnetic field effects on the initiation of chain oxidation
Mendeleev Communications, V. 31. Is. 3. P. 341-342 (год публикации - 2021)
10.1016/j.mencom.2021.05.019
5.
Плисс Е.М., Соловьев М.Е., Лошадкин Д.В., Молодочкина С.В., Касаикина О.Т.
Kinetic model of polyunsaturated fatty acids oxidation in micelles
Chemistry and Physics of Lipids, V. 237. Article ID 105089. (год публикации - 2021)
10.1016/j.chemphyslip.2021.105089
6. Москаленко И.В., Тихонов И.В. H/D kinetic isotope effect of solvent in oxidation of methyl linoleate in Triton X-100 micelles Russian Journal of Physical Chemistry B (год публикации - 2022)
7.
Плисс Е.М., Мачтин В.А., Тихонов И.В., Сирик А.В., Гробов А.М., Ясинский О.А.
Catalytic inhibition of olefin oxidation with Mn and Cu compounds
Russian Chemical Bulletin, V. 70. Is. 10. P. 2027-2030. (год публикации - 2021)
10.1007/s11172-021-3312-2
8.
Сень В.Д., Балакина А.А., Ступина Т.С., Мумятова В.А., Куликов А.В., Тихонов И.В., Терентьев А.А., Плисс Е.М.
Amphiphilic chitosan–polyaminoxyls loaded with daunorubicin: Synthesis, antioxidant activity, and drug delivery capacity
International Journal of Biological Macromolecules, V. 193. P. 965-979. (год публикации - 2021)
10.1016/j.ijbiomac.2021.10.170
9.
Бучаченко А.Л.
Compressed Molecules and Enzymes
Russian Journal of Physical Chemistry B, V. 16, No. 1, P. 9–17 (год публикации - 2022)
10.1134/S1990793122010031
10.
Казин В.Н., Гузов Е.А., Мошарева В.А., Плисс Е.М.
Influence of a Constant Magnetic Field on the Mechanism of Adrenaline Oxidation
Magnetochemistry, V. 8, Article ID 70 (год публикации - 2022)
10.3390/magnetochemistry8070070