Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії
Вивчено структурні особливості молекулярної будови комплексів РНК та манітолу методом піролітичної мас-спектрометрії. Показано, що мас-спектри РНК і комплексу, який є основою препарату нуклекс подібні і характеризуються двома піками. Вони складаються з однакових іонних фрагментів, але питома інте...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126417 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії / В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 2. — С. 79-87. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-126417 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1264172017-11-24T03:03:06Z Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії Щодрий, В.Б. Козлов, О.В. Рибенчук, А.О. Бойко, В.В. Бортницький, В.І. Рябов, С.В. Ткачук, З.Ю. Біологія Вивчено структурні особливості молекулярної будови комплексів РНК та манітолу методом піролітичної мас-спектрометрії. Показано, що мас-спектри РНК і комплексу, який є основою препарату нуклекс подібні і характеризуються двома піками. Вони складаються з однакових іонних фрагментів, але питома інтенсивність їх у нуклексу вища, ніж у РНК. Разом з тим у нуклексу присутній третій за інтенсивністю іонний фрагмент з m/z = 86 (C₃H₆N₂О), який відсутній у мас-спектрах вихідних речовин. Є підстави вва- жати, що це продукт взаємодії манітолу та азотистих основ РНК. Збільшення масового співвідношення РНК щодо манітолу призводить до істотного зменшення кількості летких продуктів, характерних для першого піка термодеструкції, і різкого збільшення летких продуктів другого піка. Изучены структурные особенности молекулярного строения комплексов РНК и маннитола методом пиролитической масс-спектрометрии. Показано, что масс-спектры РНК и комплекса, который является основой препарата нуклекс подобны и характеризуются двумя пиками. Они состоят из одинаковых ионных фрагментов, но удельная интенсивность их у нуклекса выше, чем в РНК. В то же время в нуклексе присутствует третий по интенсивности ионный фрагмент с m/z = 86 (C₃H₆N₂О), который отсутствует в масс-спектрах исходных веществ. Есть причины считать, что это продукт взаимодействия маннитола и азотистых оснований РНК. Увеличение массового соотношения РНК по отношению к маннитолу приводит к существенному уменьшению количества летучих продуктов, характерных для первого пика термодеструкции, и резкого увеличения летучих продуктов второго пика. We studied the structural features of the molecular structure of a complex of RNA and mannitol by means of thermal mass spectrometry. It is shown that the mass spectra of RNA and the complex, which is the basis of medicine Nuclex, are similar and characterized by two peaks. They consist of the same ion fragments, but their relative intensity in the case of Nuclex is higher than in RNA. However, Nuclex has the fragment third in ion intensity with m/z = 86 (C₃H₆N₂О), which is absent in the mass spectra of the original substances. There is a reason to believe that it is a product of the interaction of mannitol and nitrogenous bases of RNA. Increasing the weight ratio of RNA in relation to mannitol leads to a significant reduction in the number of volatile products specific to the first thermal peak and to a drastic increase in volatile products of the second peak. 2017 Article Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії / В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 2. — С. 79-87. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2017.02.079 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126417 577:113.7:577.3 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біологія Біологія |
| spellingShingle |
Біологія Біологія Щодрий, В.Б. Козлов, О.В. Рибенчук, А.О. Бойко, В.В. Бортницький, В.І. Рябов, С.В. Ткачук, З.Ю. Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії Доповіді НАН України |
| description |
Вивчено структурні особливості молекулярної будови комплексів РНК та манітолу методом піролітичної
мас-спектрометрії. Показано, що мас-спектри РНК і комплексу, який є основою препарату нуклекс
подібні і характеризуються двома піками. Вони складаються з однакових іонних фрагментів, але питома
інтенсивність їх у нуклексу вища, ніж у РНК. Разом з тим у нуклексу присутній третій за інтенсивністю
іонний фрагмент з m/z = 86 (C₃H₆N₂О), який відсутній у мас-спектрах вихідних речовин. Є підстави вва-
жати, що це продукт взаємодії манітолу та азотистих основ РНК. Збільшення масового співвідношення
РНК щодо манітолу призводить до істотного зменшення кількості летких продуктів, характерних для першого піка термодеструкції, і різкого збільшення летких продуктів другого піка. |
| format |
Article |
| author |
Щодрий, В.Б. Козлов, О.В. Рибенчук, А.О. Бойко, В.В. Бортницький, В.І. Рябов, С.В. Ткачук, З.Ю. |
| author_facet |
Щодрий, В.Б. Козлов, О.В. Рибенчук, А.О. Бойко, В.В. Бортницький, В.І. Рябов, С.В. Ткачук, З.Ю. |
| author_sort |
Щодрий, В.Б. |
| title |
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії |
| title_short |
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії |
| title_full |
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії |
| title_fullStr |
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії |
| title_full_unstemmed |
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії |
| title_sort |
дослідження продуктів взаємодії рнк з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Біологія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126417 |
| citation_txt |
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії / В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 2. — С. 79-87. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT ŝodrijvb doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí AT kozlovov doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí AT ribenčukao doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí AT bojkovv doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí AT bortnicʹkijví doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí AT râbovsv doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí AT tkačukzû doslídžennâproduktívvzaêmodíírnkzmanítolommetodompírolítičnoímasspektrometríí |
| first_indexed |
2025-07-09T04:57:19Z |
| last_indexed |
2025-07-09T04:57:19Z |
| _version_ |
1837143991993237504 |
| fulltext |
79ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 2
© В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук, 2017
Протягом останніх років лікувальні препарати на основі рибонуклеїнових кислот актив-
но впроваджуються в практичну медицину. Вони є високоефективними, нетоксичними і з
широким спектром біологічної дії [1, 2]. Зокрема, РНК-вмісні препарати підвищують імун-
ну реактивність організму, мають противірусну та протизапальну активність, регулюють
основні метаболічні шляхи при різних патологічних станах [3].
Із використанням новітніх технологій фармакологічного виробництва на основі дріж-
джової РНК створено ефективний противірусний препарат широкого спектра дії — ну-
клекс, який зареєстровано в МОЗ України [4]. Діючою речовиною даного лікарського за-
собу є високоочищена субстанція дріжджової РНК у комплексі з манітолом. Нуклекс ха-
рактеризується специфічною противірусною активністю, в основі якої лежать механізми
зміни конформації поверхневих антигенів та капсидних білків вірусів. Він пригнічує ге-
маглютинуючу та нейрамінідазну активність вірусів грипу та парагрипу і таким чином блокує
входження вірусів у клітину та його реплікацію. Нуклекс також ефективно діє щодо інших
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.01.079
УДК 577:113.7:577.3
В.Б. Щодрий1, О.В. Козлов1, А.О. Рибенчук1, В.В. Бойко2,
В.І. Бортницький2, С.В. Рябов2, З.Ю. Ткачук1
1 Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ
2 Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ
E-mail: shodryj1992@gmail.com, ztkachuk@bigmir.net
Дослідження продуктів взаємодії РНК
з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії
Представлено членом-кореспондентом НАН України Д.М. Говоруном
Вивчено структурні особливості молекулярної будови комплексів РНК та манітолу методом піролітичної
мас-спектрометрії. Показано, що мас-спектри РНК і комплексу, який є основою препарату нуклекс
подібні і характеризуються двома піками. Вони складаються з однакових іонних фрагментів, але питома
інтенсивність їх у нуклексу вища, ніж у РНК. Разом з тим у нуклексу присутній третій за інтенсивністю
іонний фрагмент з m/z = 86 (C3H6N2О), який відсутній у мас-спектрах вихідних речовин. Є підстави вва-
жати, що це продукт взаємодії манітолу та азотистих основ РНК. Збільшення масового співвідношення
РНК щодо манітолу призводить до істотного зменшення кількості летких продуктів, характерних для пер-
шого піка термодеструкції, і різкого збільшення летких продуктів другого піка.
Ключові слова: манітол, РНК, нуклекс, мас-спектрометрія.
80 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 2
В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук
вірусів, які спричиняють ГРВІ і, отже, швид-
ко забезпечує профілактичну та лікувальну
дію. Можна припустити, що такої специфіч-
ної противірусної активності нуклекс набу-
ває внаслідок зміни просторової структури
РНК під час взаємодії з манітолом, а також
за рахунок комплексоутворення між РНК
та манітолом. Оскільки препарат нуклекс яв-
ляє собою продукт взаємодії манітолу з РНК,
становило інтерес дослідити цей комплекс
за допомогою методу піролітичної спектро-
метрії. Даний метод дає можливість оцінити
структурні особливості молекулярної будови
складних органічних комплексів за складом
продуктів їх термодеструкції [5, 6]. Струк-
турні особливості та стійкість досліджуваних
комплексів вивчали у різних співвідношен-
нях їх компонентів — манітолу та РНК.
Матеріали та методи. У дослідженнях
використовували манітол (C6H8(OH)6) —
шестиатомний спиртовий цукор (стереоізо-
мер сорбітолу) фірми PHARMAX LIMITED
(Ве ликобританія) та високоочищену дріжд жо-
ву РНК фірми Goodwill associates inc. (США).
Дослідження проводили на мас-спектромет-
рі МХ-1321, який забезпечує визначення ком-
понентів газових сумішей у діапазоні масових
чисел 1—4000. Маса зразків становила 0,2 мг,
дослідження виконані за стандартною мето-
дикою [7]. Обробку мас-спектрів летких про-
дуктів термодеструкції досліджуваних об’єк-
тів здійснювали за допомогою комп’ютерної
програми, яка дає можливість реєструвати ін-
тенсивність кожного газоподібного продукту
по інтегральній площі під відповідним піком.
Вивчали температурну залежність зміни ін-
тенсивності виділення летких продуктів тер-
модеструкції досліджуваних об’єктів та за-
гальний іонний струм ( J). Також визначали
склад іонних фрагментів, що утворюються
при терморозкладанні зразків. Інтенсивність
(І) виділення летких продуктів (іонних фраг-
ментів), які реєструються в мас-спектрах,
Рис. 1. Температурна залежність загального іон-
ного струму виділення летких продуктів термоде-
струкції: 1 — манітол; 2 — РНК; 3 — нуклекс
Таблиця 1. Температура розкладання (t),
загаль ний іонний струм ( J) та кількість
іонних фрагментів (n) при піролізі
досліджуваних зразків
Об’єкт
дослідження
t, °С J, ум. од. n, од.
Манітол
(М)
400
430
213
270
51
50
Нуклеїнова
кислота
(РНК)
200
256
400
75
103
59
14
20
13
М : РНК =
= 1 : 1
198
280
360
400
294
109
84
53
45
25
24
14
М : РНК =
= 1 : 2
196
270
400
262
132
53
38
28
12
М : РНК =
= 1 : 2,5
(нуклекс)
194
273
400
152
100
48
25
16
13
М : РНК =
= 1 : 5
195
270
400
117
90
47
22
18
12
М : РНК =
= 2 : 1
200
400
380
175
46
40
М : РНК =
= 5 : 1
200
430
172
208
32
34
81ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 2
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії
відображали в умовних одиницях. Одержані мас-спектри продуктів деструкції порівнюва-
ли з мас-спектрами каталогів [8, 9].
Результати дослідження. Термограми піролізу (температурна залежність загального
іонного струму виділення летких продуктів) термодеструкції манітолу, РНК та їх комплек-
су (нуклекс) наведено на рис. 1. Як видно з рисунка, манітол (крива 1) є термостійкою ре-
човиною, яка при нагріванні до 150 °С виділяє лише 10 іонних фрагментів із загальним іон-
ним струмом 15 ум. од. (табл. 1). Зі збільшенням температури нагрівання манітолу до 250 °С
спостерігається повільне виділення летких продуктів ( J = 39 ум. од.). Далі швидкість термо-
деструкції стрімко зростає, що пояснюється температурою кипіння манітолу в межах 267—
280 °С. З підвищенням температури до 430 °С у мас-спектрі реєструється 50 іонних фраг-
ментів, а загальний іонний струм зростає в 18 разів порівняно з показником при 150 оС
(див. табл. 1). Найбільш інтенсивним летким компонентом при піролізі манітолу є вода
(m/z = 18), а також продукти, які містять у своєму складі в основному альдегідні або спирто-
ві групи: СН2СНО (m/z = 43); CHO (m/z = 29); CH2OН (m/z = 31); CH3CHO, CH2CHOH
(m/z = 44); C4H2O (m/z = 73), кількість яких наведено в табл. 2.
Термограма РНК (див. рис.1, крива 2) відрізняється наявністю двох максимумів виді-
лення летких компонентів: при 200 °С із загальним іонним струмом 75 ум. од. та при 256 °С
із загальним іонним струмом 103 ум. од. і кількістю іонних фрагментів 14 та 20 од. відповід-
но (див. табл. 1). Як і у випадку з манітолом, у процесі піролізу РНК найбільш інтенсивно
виділяється вода (m/z = 18) (див. табл. 2). В основному мас-спектр РНК для обох стадій
термодеструкції складається з тих самих іонних фрагментів, що і мас-спектр манітолу. Та-
кий характер мас-спектра РНК можна пояснити наявністю в ній цукру рибози (C5H9О5).
Відрізняється спектр РНК від спектра манітолу наявністю піка з m/z = 16, що характерно
для іонних фрагментів NH2. Крім того, він відрізняється вищою питомою інтенсивністю
летких продуктів з m/z = 17 та m/z = 18, що, вочевидь, пов’язано з наявністю таких іонних
фрагментів, як NH3 та NH4
+, які утворюються внаслідок деструкції чотирьох азотистих
основ. Водночас при 256 °C реєструються леткі компоненти з m/z = 111 (C4H5N3О) і m/z =
= 69 (C3H3NО), які можливо, утворються під час розкладання пуринів піримідинів [10].
Рис. 2. Температурна залежність загального іонного струму виділення летких компонен-
тів при піролізі продуктів взаємодії манітолу та РНК у співвідношеннях 1 : 1 (1); 1 : 2 (2);
1 : 2,5 (нуклекс) (3); 1 : 5 (4); 2 : 1 (5); 5 : 1 (6)
82 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 2
В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук
Нуклекс при піролізі також має два чітко виражених піки на термограмі загального іон-
ного струму (див. рис. 1, крива 3). Якщо для РНК загальний іонний струм на першій стадії
термодеструкції в 1,4 раза менший, ніж на другій стадії, то для нуклексу, навпаки, при тем-
пературі максимального виділення летких компонентів на першій стадії (t = 194 °С) він
на 52 % більший за такий, що фіксується для другої стадії (t = 273 °С) (див. табл. 1). Порів-
няно з вихідною РНК за однакових температурних умов (200 °С) загальний іонний струм
Таблиця 2. Вірогідні іонні фрагменти та питома інтенсивність
їх виділення в мас-спектрах при піролізі манітолу та РНК
m/z
Іонний
фрагмент
I ⋅ 104, ум. од.
Манітол РНК
150, °C 430, °C 200, °C 256, °C
15 СН3 — 0,36 — —
16 NH2 — — 0,02 0,12
17 ОН; NH3 0,18 0,49 0,91 1,07
18 H2O; NH4 0,99 2,46 4,86 5,02
27 C2H3 — 0,45 - 0,04
28 СО; C2H4 — 0,73 0,10 0,37
29 –C2H5; CHO — 1,46 0,01 0,02
30 CH2O — 0,52 — —
31 CH2OН — 1,03 0,02 —
32 CH3OН — 0,39 — —
41 C3H5 0,029 0,24 0,04 0,11
43 C3H7; CH2CHO 0,075 1,60 0,12 0,35
44 CO2; CH3CHO; CH2CHOH — 0,89 0,53 1,67
45 CH3CHOН — 0,28 — —
55 C3H3О 0,053 0,55 0,05 0,08
56 C3H4О — 0,43 — —
57 C3H5О 0,038 0,41 0,06 0,08
60 C2H4О2; C3H8O — 0,26 — 0,04
61 C2H5О2; C3H9O — 0,71 — —
69 С4Н5О; C3H3NО 0,022 0,16 0,02 0,16
73 C4H2O; C4H4N — 0,97 0,01 —
74 C4H3O — 0,49 — —
103 C6H15О — 0,6 — —
110 C5H2O3 — 0,20 — —
111 C4H2N2О2; C4H5N3О — — — 0,23
133 C5H9О4 — 0,18 — —
83ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 2
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії
Таблиця 3. Вірогідні іонні фрагменти та питома інтенсивність їх виділення в мас-спектрах
при піролізі продуктів взаємодії манітолу (М) та РНК у співвідношеннях 1:1; 1:2; 1:2,5 (нуклекс); 1:5
m/z
Іонний
фрагмент
I⋅104, ум. од.
М : РНК = 1 : 1 М : РНК = 1 : 2
М : РНК = 1 : 2,5
(нуклес)
М : РНК = 1 : 5
198 °C 280 °C 196 °C 270 °C 194 °C 273 °C 195 °C 270 °C
15 СН3 0,16 0,04 0,08 — 0,02 — — —
16 NH2 0,06 0,06 0,04 0,15 0,04 0,13 0,03 0,08
17 ОН; NH3 1,62 0,60 1,88 1,12 1,59 0,82 1,08 0,77
18 H2O; NH4 6,16 3,01 6,23 5,49 6,24 3,60 5,20 3,81
27 C2H3 0,22 0,09 0,13 0,05 0,06 0,04 0,04 0,04
28 СО; C2H4 0,35 0,32 0,26 0,59 0,19 0,35 0,08 0,37
29 –C2H5; CHO 0,66 0,19 0,41 0,08 0,19 0,04 0,11 0,07
31 CH2OН 0,57 0,17 0,30 0,08 0,16 0,03 0,09 0,06
41 C3H5 0,30 0,13 0,19 0,15 0,09 0,10 0,05 0,11
43 C3H7; CH2CHO 1,18 0,38 0,83 0,30 0,33 0,17 0,22 0,20
44 CO2; CH3CHO; CH2CHOH 1,29 2,07 1,08 3,59 0,55 2,64 0,49 2,41
45 CH3CHOН 0,69 0,06 0,41 0,02 0,18 — 0,12 0,04
55 C3H3О 0,38 0,15 0,23 0,05 0,12 0,03 0,07 —
56 C3H4О 0,28 0,02 0,15 — 0,03 — — —
57 C3H5О 0,78 0,15 0,45 0,04 0,19 0,03 0,11 —
58 СН3СН2СНО 0,49 — 0,31 — 0,12 — 0,06 —
60 C2H4О2; C3H8O 0,29 0,05 0,14 0,02 0,07 — 0,02 —
61 C3H9O 0,30 0,07 0,09 — — — — —
69 С4Н5О; C3H3NО 0,86 0,10 0,60 0,03 0,29 — 0,14 —
73 C4H2O; C4H4N 1,00 0,12 0,44 0,05 0,17 — 0,07 0,02
74 C4H3O 0,33 — 0,12 — — — — —
85 C3H5N2О 0,33 — 0,17 — — — — —
86 C3H6N2О 3,12 0,11 1,60 0,02 0,78 — 0,38 —
103 C6H15О 0,45 — 0,13 — — — — —
112 C4H3N2О2; C4H6N3О 0,07 — — 0,05 — — — 0,03
135 C5H5 N5 0,08 — 0,11 — — — 0,10 —
181 C28H13N4О — — — 0,33 — — — —
для нуклексу в 1,5 раза вищий, а кількість іонних фрагментів (n) — у 2 рази більша (див.
табл. 1). Швидкість термодеструкції нуклексу на першій стадії значно вища, ніж у РНК.
На це вказує кут нахилу кривої термограми 3 порівня но з кривою термограми 2 на рис. 1.
Водночас на другій стадії нагрівання РНК та нуклексу швидкість термодеструкції прак-
84 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 2
В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук
тично однакова. Максимум виділення летких продуктів нуклексу на другій стадії нагрі-
вання зсува ється на 17 °С у бік високих температур порівняно з вихідною РНК, хоча за-
гальний іон ний струм та кількість іонних фрагментів в екстремальних точках (для РНК —
256 °С, для нуклексу — 273 °С) майже однакові (див. табл. 1). Це свідчить про відмінності
в структур ній організації нуклексу порівняно з вихідною РНК.
В основному мас-спектр нуклексу складається з таких самих іонних фрагментів, що і
мас-спектр РНК, але питома інтенсивність їх вища, особливо на першій стадії термороз-
Таблиця 4. Вірогідні іонні фрагменти та питома інтенсивність їх виділення
в мас-спектрах при піролізі продуктів взаємодії манітолу (М) та РНК у співвідношеннях 2:1 та 5:1
m/z
Іонний
фрагмент
I⋅104, ум. од.
М : РНК = 2 : 1 М : РНК = 5 : 1
200 °C 400 °C 200 °C 430 °C
15 СН3 0,21 0,19 0,08 0,26
16 NH2 0,06 0,06 — —
17 ОН; NH3 1,13 0,33 0,65 0,24
18 H2O; NH4 5,55 1,23 3,05 1,26
27 C2H3 0,27 0,26 0,12 0,30
28 СО; C2H4 0,37 0,26 0,11 0,33
29 –C2H5; CHO 0,83 0,69 0,32 1,06
31 CH2OН 0,67 0,52 0,33 0,74
41 C3H5 0,34 0,13 0,15 0,12
43 C3H7; CH2CHO 1,50 0,81 0,64 1,09
44 CO2; CH3CHO; CH2CHOH 1,41 0,44 0,61 0,48
45 CH3CHOН 0,94 0,13 0,40 0,17
55 C3H3О 0,45 0,14 0,19 0,30
56 C3H4О 0,32 0,21 0,15 0,21
57 C3H5О 1,01 0,06 0,46 0,25
58 СН3СН2СНО 0,65 — 0,24 0,10
60 C2H4О2; C3H8O 0,40 0,09 0,15 0,14
61 C2H5О2; C3H9O 0,45 0,29 0,23 0,41
69 С4Н5О; C4H0O; C3H3NО 1,03 0,10 0,40 0,10
73 C4H2O; C4H4N 1,34 0,36 0,60 0,53
74 C4H3O 0,39 0,16 0,16 0,26
85 C2HN2О2 0,40 0,06 0,15 0,05
86 C4H6О2; C2H2N2О2 3,42 0,12 1,28 0,08
103 C6H15О 0,67 0,19 0,31 0,34
133 C5H9О4 0,14 — — 0,02
85ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 2
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії
кладання при 194 °С. Слід зазначити, що третім за інтенсивністю іонним фрагментом у
мас-спектрі нуклексу при 194 °С є леткий компонент з m/z = 86 (C3H6N2О [ 10] ), який від-
сутній у мас-спектрах вихідних речовин. Можливо, це продукт взаємодії манітолу та азо-
тистих основ РНК.
У подальшому ми вивчали термограми продуктів взаємодії манітолу з РНК із різним
співвідношенням їх компонентів (рис. 2). Для продуктів з однаковим масовим співвід-
ношенням манітол : РНК (1 : 1) на першій стадії нагрівання спостерігається широкий тем-
пе ратурний інтервал терморозкладання від 140 до 250 °С. Максимум виділення летких
продуктів досліджуваного продукту спостерігається при 198 °С, з одночасним утворенням
45 іонних фрагментів, що в 3 рази більше, ніж для вихідної РНК, із загальним іонним стру-
мом 294 ум. од. (див. табл. 1). Як видно з табл.3, у мас-спектрі даного продукту при 198 °С
реєструються всі іонні фрагменти, що є в мас-спектрі манітолу при 430 °С, а також іонні
фрагменти, що притаманні мас-спектру РНК при 256 °С. Крім того, утворюються леткі про-
дукти з m/z = 85 (C3H5N2О); m/z = 86 (C3H6N2О); m/z = 112 (C4H3N2О2) та m/z = 135
(C3H6N2О). Діапазон другої стадії термодеструкції комплексу манітол : РНК із співвідно-
шенням 1 : 1 досить широкий — від 275 до 350 °С з майже постійним загальним іонним стру-
мом в межах (110 ± 5) ум. од. Характеристика термодеструкції цього комплексу відрізняєть-
ся від ха рактеристики вихідної РНК і нуклексу.
Для продуктів, у яких частка РНК перевищує частку манітолу (див. рис. 2, криві 2—4),
на термограмах чітко простежується тенденція зменшення показників загального іонного
струму зі зростанням виділення летких компонентів, як у випадку РНК, при однакових
температурах в екстремумах. Відповідним чином зменшується кількість іонних фрагментів
та їх питома інтенсивність, що реєструються в мас-спектрах (див. табл. 3). Це може свідчи ти
про утворення більш міцних міжмолекулярних зв’язків між молекулами манітолу та азо-
тистими основами РНК у разі збільшення частки РНК.
Для комплексів, у яких частка манітолу, навпаки, більша за частку РНК (манітол : РНК
2 : 1), діапазон першої стадії термодеструкції також збільшується порівняно з вихідною РНК
(див. рис. 2). У цьому випадку загальний іонний струм та кількість летких компонентів най-
більші порівняно з усіма досліджуваними комплексами (див. табл. 1). Друга ста дія термо-
деструкції цього продукту зсувається в бік більш високих температур з максимумом при
400 °С (див. рис. 2, крива 5).
Для комплексу манітол : РНК із співвідношенням 5 : 1 загальний іонний струм та кіль-
кість летких продуктів на першій стадії термодеструкції при 200 °С менші, ніж при 400 °С
(див. табл. 1). А при нагріванні від 250 °С спостерігається таке саме зростання загального
іон ного струму, як і для вихідного манітолу (див. рис. 2, крива 6). Мас-спектр продуктів з
переважною часткою манітолу характеризується наявністю всіх іонних фрагментів, що
притаман ні вихідному манітолу та РНК, але їх питома інтенсивність вища, ніж у нуклексу
(табл. 4).
Аналізуючи результати досліджень комплексів РНК і манітолу методом мас-спект ро-
мет рії, можна констатувати, що манітол взаємодіє з азотистими основами РНК, змінюючи
хімічну будову останньої. Збільшення масового співвідношення РНК щодо манітолу при-
зводить до істотного зменшення кількості летких продуктів, характерних для першого пі-
ка термодеструкції і різкого збільшення летких продуктів другого піка. Найімовірніше, зі
86 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 2
В.Б. Щодрий, О.В. Козлов, А.О. Рибенчук, В.В. Бойко, В.І. Бортницький, С.В. Рябов, З.Ю. Ткачук
збільшенням співвідношення РНК до манітолу зростає його здатність зв’язуватися з азо-
тистими основами РНК. За рахунок цього перерозподілу різних летких продуктів з різ-
ним співвідношенням між РНК та манітолом утворюються різні комплекси, які, як показа-
ли наші попередні дослідження, відрізняються за біологічною активністю. Виявилося, що
комплекс РНК : манітол із співвідношенням 2,5 : 1 набуває специфічної конформації з ши-
роким спектром противірусної дії, який не притаманний ані РНК, ані манітолу [11].
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Земсков А.М., Передерий В.Г., Земсков В.М., Бычкова Н.Г. Иммунокорригирующие нуклеиновые пре-
параты и их клиническое применение. Київ: Здоров’я, 1994. 232 с.
2. Ткачук З.Ю., Ткачук В.В., Ткачук Л.В. Вивчення мембраностабілізувальної і протизапальної дії дріж-
джової РНК in vivo та in vitro. Біополімери і клітина. 2006. 22, № 2. С. 109—116.
3. Фролов В.М., Ткачук З.Ю., Круглова О.В. Застосування імуномодулятора нуклеїнат у клінічній прак-
тиці. Інфекційні хвороби. 2012. № 4. C. 82—90.
4. Андрейчин М.А., Ткачук З.Ю., Йосик Я.І. Ефективність Нуклексу при гострих респіраторних вірус-
них інфекціях. Журн. НАМН України. 2013. 19, № 1. С. 100—103.
5. Хмельницкий Р.А., Лукашенко И.М., Бродский Е.С. Пиролитическая масс-спектрометрия высоко-
молеку лярных соединений. Москва: Химия, 1980. 280 с.
6. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров. Москва : Мир, 1967. 328 с.
7. Бойко В.В., Рябов С.В., Кобрина Л.В. и др. Процессы биодеградации сегментированных полиуретанов.
Укр. хим. журн. 2007. 73, № 7. С. 51—60.
8. Бейнон Дж. Масс-спектрометрия и ее применение в органической химии. Москва: Мир, 1964. 701 с.
9. Каталог сокращенных масс-спектров. Новосибирск: Наука, 1981. 187 с.
10. Gross M.L., Lyon P.A., Dasgupta A., Gupta N.K. Mass spectral studies of probepyrolysis products of intact
oligoribonucleotides. Nucleic Acids Res. 1978. 5, Nо 8. P. 2695—2704.
11. Вівчарик М.М., Ільченко О.О., Левченко С.М., Ткачук З.Ю. Комплексоутворення РНК з манітолом,
його спектральні характеристики та біологічна активність. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2016. № 10.
С. 78—83. doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2016.10.078.
Надійшло до редакції 01.09.2016
REFERENCES
1. Zemskov, A. M., Perederiy, V. G., Zemskov, V. M., Bychkova, N. G. (1994). Immunocorrecting nucleic drugs
and their clinical application, Kiev. Zdorovia (in Russian).
2. Tkachuk, Z. Yu., Tkachuk, V. V., Tkachuk, L. V. (2006). Biopolym. Cell, 22, Iss. 3, pp. 109-116.
3. Frolov, V. M., Tkachuk, Z. Yu., Kruglova, O. V. (2012). Infektsiini khvoroby, No 4, pp. 82-90 (in Ukrainian).
4. Andreychyn, M. A., Tkachuk, Z. Yu., Yosyk, Y. I. (2013). Zhurn. NAMN Ukrainy, 19, No 1, pp. 100-103 (in
Ukrainian).
5. Khmelnitsky, R. A., Lukashenko, I. M., Brodsky, E. S. (1980). Pyrolytycheskaya mass spektrometryya
vysokomolekulyarnyh soedinenii. Moscow: Khimiya (in Russian).
6. Madorskyy, S. (1967). Thermal decomposition of organic polymers, Moscow: Mir (in Russian).
7. Boyko, V. V., Ryabov, S. V., Kobrin, L. V. et al. (2007). Ukr. Khim. Zhurn. 73, No 7, pp. 51-60 (in Russian).
8. Beynon, Dzh. (1964). Mass spectrometry and its application in organic chemistry. Moscow: Mir (in Rus-
sian).
9. Catalog of abbreviated mass-spectra (1981). Novosibirsk: Nauka (in Russian).
10. Gross, M. L., Lyon, P. A., Dasgupta, A., Gupta, N. K. (1978). Nucleic Acids Res., 5, No 8, pp. 2695-2704.
11. Vivcharyk, M. M., Ilchenko, A. A., Levchenko, S. M., Tkachuk, S. Yu. (2016). Dopov. Nac. akad. nauk Ukr.,
No 10, pp. 78-83 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/dopovidi2016.10.078
Received 01.09.2016
87ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 2
Дослідження продуктів взаємодії РНК з манітолом методом піролітичної мас-спектрометрії
В.Б. Щодрый1, О.В. Козлов1, А.О. Рыбенчук1, В.В. Бойко2,
В.И. Бортницкий2, С.В. Рябов2, З.Ю. Ткачук1
1Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Киев
2Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины, Киев
E-mail: shodryj1992@gmail.com, ztkachuk@bigmir.net
ИЗУЧЕНИЕ ПРОДУКТОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РНК
С МАННИТОЛОМ МЕТОДОМ ПИРОЛИТИЧЕСКОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
Изучены структурные особенности молекулярного строения комплексов РНК и маннитола методом пи-
ролитической масс-спектрометрии. Показано, что масс-спектры РНК и комплекса, который является
основой препарата нуклекс подобны и характеризуются двумя пиками. Они состоят из одинаковых
ионных фрагментов, но удельная интенсивность их у нуклекса выше, чем в РНК. В то же время в нуклексе
присутствует третий по интенсивности ионный фрагмент с m/z = 86 (C3H6N2О), который отсутствует в
масс-спектрах исходных веществ. Есть причины считать, что это продукт взаимодействия маннитола и
азотистых оснований РНК. Увеличение массового соотношения РНК по отношению к маннитолу приво-
дит к существенному уменьшению количества летучих продуктов, характерных для первого пика термо-
деструкции, и резкого увеличения летучих продуктов второго пика.
Ключевые слова: маннитол, РНК, нуклекс, масс-спектрометрия.
V.B. Shchodryi1, O.V. Kozlov1, A.O. Rybenchuk1, V.V. Boyko2,
V.I. Bortnitskiy2, S.V. Rybov2, Z.Yu. Tkachuk1
1Institute of Molecular Biology and Genetics of the NAS of Ukraine, Kiev
2 Institute of Macromolecular Chemistry of the NAS of Ukraine, Kiev
E-mail: shodryj1992@gmail.com, ztkachuk@bigmir.net
STUDY OF PRODUCTS OF THE INTERACTION OF RNA WITH MANNITOL,
BY USING THE PYROLYTIC MASS SPECTROMETRY METHOD
We studied the structural features of the molecular structure of a complex of RNA and mannitol by means of
thermal mass spectrometry. It is shown that the mass spectra of RNA and the complex, which is the basis of
medicine Nuclex, are similar and characterized by two peaks. They consist of the same ion fragments, but their
relative intensity in the case of Nuclex is higher than in RNA. However, Nuclex has the fragment third in ion
intensity with m/z = 86 (C3H6N2O), which is absent in the mass spectra of the original substances. There is a
reason to believe that it is a product of the interaction of mannitol and nitrogenous bases of RNA. Increasing the
weight ratio of RNA in relation to mannitol leads to a significant reduction in the number of volatile products
specific to the first thermal peak and to a drastic increase in volatile products of the second peak.
Keywords: mannitol, RNA, Nuclex, mass-spectrometry.
|