Листя підбілу звичайного (мати-й-мачухи) — folia farfarae

ч Підбіл звичайний, або мати- й-мачуха звичайна — Tussilago fdrfara L., род. айстрові —

Asterateae

Мать-и-мачеха; назва похо­дить від латин, tussis — кашель, agere —виводити, виганяти; far від farina ■— борошно; ferre — несу.

' Рослина багаторічна трав’яни­ста, з довгим галузистим кореневи­щем, від якого рано навесні відрос­тають пагони заввишки 10-24 см з лускуватими, яйцеподібно-ланцетни­ми, гострими недорозвиненими лис­тками, здебільшого пурпурово-фіал­ковими. Кошики поодинокі, розташовані на кінцях пагонів, із жов­тими квітками; крайові квітки жіночі, вузьконесправжньоязичкові, серединні — трубчасті, чоловічі. Цвіте у квітні- травні. Сім’янки циліндричні, мають чубчик. Після відцвітання пагони відми­рають, а від кореневища відростають великі, довгочерешкові, серцеподібні, шкірясті листки, по краю виїмчасті, рідко — дрібнозубчасті, зверху темно-зелені, блискучі, зісподу білі, повстистоопушені.

Поширення. Росте по всій Україні, 'а піщаних і глинистих на­носах, у кар’єрах, по схилах рівчаків, біля річок. Місцями утво­рює зарості.

Заготівля. Збирають листя у фазі повного розвитку, непош- коджені «іржею»; зрізають або косять, залишаючи черешок дов­жиною не більше 5 см. Сушіння повітряно-тіньове або штучне при температурі 50-60 °С. Готовність сировини визначають за ламкі­стю черешка. Зберігають у сухому приміщенні.

Хімічний склад сировини. Листки містять близько 8 % сли­зу (в гідролізаті: глюкоза, галактоза, пентози, уронові кислоти), каротиноїди, аскорбінову та органічні кислоти (галову, яблучну, винну), ефірну олію, ситостерин, сапоніни, гіркий глікозид тусси- лягін, флавоноїди (рутин, гіперозид), дубильні речовини, піролі- зидинові алкалоїди.

Біологічна дія та застосування. Пом'якшувальна, відхарку­вальна, протизапальна дія сировини використовується при захво­рюваннях верхніх дихальних шляхів. Листя входить до складу груд­ного та потогінного чаїв.

СЛАНІ ЛАМІНАРІЇ — THALLiLAMINARIAE

Ламінарія японська — Laminaria

J aponica Areath

Ламінарія цукриста — Laminaria saccharina (L.). Lam , род. ламінарієві — Laminariaceae

Ламинария японская, ламинария сахаристая (морская капуста); назва по­ходить від латин, lamina — пластина.

Рослина. Багаторічна водорость зав­довжки 2-12 м і завширшки 10-35 см. Слані дворічні, складаються з ремене- подібних соковитих загострених плас­тин (таломів); края суцільні, хвилясті, колір слиней від зеленкувато-сірого до зеленкувато-чорного. Біля основи утво­рюється багаторічне циліндричне стебло, або черенок, від якого відходять ризоїди, що прикріплюють водорості до субстра­ту. Рослина спороносна, спорангії дозрі­вають у вересні-жовтні.

Поширення. Зустрічається вздовж узбережжя Японського, Охот- ського, Білого, Баренцева морів, навколо островів Тихого океану, ут­ворюючи густі зарості завширшки до 10 км на глибині 4-10 м.

Заготівля. Збирають слані з червня до жовтня, пісдя шторму або за допомогою пристрою завдовжки 4-6 м, на кінці якого прикріплю­ються розгалужені дроти. Іноді користуються спеціальними косами. Для відновлення заростей залишають не менше 10 % сланей другого року життя. Заборонено збирати ламінарію тралами; не заготовляють рос­лину першого року життя, а дворічні — в період спороутворення. Су- шатьпї на бетонних майданах, стелажах в ясну погоду або в тунельних сущврках при температурі 50-80 °С. Висушені водорості на 8-15 діб укладають під навіси в штабелі і накривають брезентом або полімер­ним матеріалом, в результаті цього слані стають еластичними. Потім водорості сортують, очищають, ріжуть (шаткують) і пакують. Сиро­вина гігроскопічна і легко псується від вологи.

Х

і

соон

г.ппм

ОН

Альгінова кислота

О

\

імічний склад сировини. Містить органічні бром і йод (не менше 0,1 %), полісахариди, основним є альгінова кислота (від 13 до 35 %), Це лінійний глікан, який складається з залишків D-мануроно- вої та L-гулуронової кислот, з’єднаних 1 -» 4 зв’язком. Співвід­ношення кислот у різних водоростях коливається від 1:0,5 до 1:3.

Встановлено будову нейтральних полісахаридів: ламінарину та суль- фованого фукану. Ламінарин—це слабкорозгалужений глюкан, що по­будований з молекул D-глюкопіранози, з’єднаних 1 —> 3 і 1 —> 6 зв’яз­ками. Фукан утворений лінійно молекулами фукози, що з’єднані 1 -» 2 зв’язками, з приєднанням у 4-му положенні залишків сірчаної кислоти.

Сировина містить також манніт, азотисті сполуки, вітаміни В,, В,, В,,, каротиноїди, аскорбінову, пантотенову і фолієву кислоти, 23 амі­нокислоти (глютамінову, аспарагінову кислоти, аланін та ін.).

Біологічна дія та застосування. Ламінарія — профілактичний засіб проти ендемічного зоба та атеросклерозу, діє як проносне, що обумовлене здатністю набухати. Використовують для профілактики та лікування гіпертиреозу, легких форм базедової хвороби, в харчуванні, особливо літніх людей.

Препарати ламінарид, альгігель, альгісорб — послаблюючої та ан­тисклеротичної дії. Зовнішньо застосовують мазь альгофін, що діє про­тизапально та антимікробно.

ПЕПТИДИ ТА БІЛКИ

Пептиди, поліпептиди, пептони — речовини, молеку­ли яких складаються із залишків а-амінокислот, поєднаних між собою пептидними зв’язками —С(О)—NH—.

Білки — високомолекулярні природні органічні речовини, які також складаються з амінокислот, і є основою структури й функції живих організмів.

Будова та класифікація пептидів та білків

Пептидний зв’язок утворюється в процесі приєднання карбоксильної групи (—СООН) однієї амінокислоти до аміногру­пи (—NHj) другої амінокислоти шляхом дегідратації. Залежно від кількості залишків амінокислот, що входять до складу пептиду, розрізняють дипептиди, трипеитиди і т. ,ін. Поліпептиди, які містять від 2 до 10 амінокислотних залишків, називають олігопептидами, понад 10 — поліпептидами. *

Умовно вважають, що пептиди містять до 100, а білки понад 100 амінокислотних залишків. Це відповідає молекулярній масі пептидів^ яка становить до 10 тис.; білки мають молекулярну масу від 10 тис. до 1 млн і навіть вище; - •

Для високомолекулярних пептидів і білків характерні чотири рівні структурної організації молекули. Природа амінокислотних залишків і порядок їх поєднання — це первинна структура. Вона, в свою чергу, зумовлює формування більш високоорганізованих структур. Вторинна структура — це конфігурація поліпептидного ланцюга з утворенням найчастіше а-спіралі або p-структури. Вто­ринна структура стабілізується водневими зв’язками між пеп­тидними групами, які близько розташовані в ланцюзі залишків амінокислот. Третинна структура є просторовою орієнтацією вто­ринної структури. Ця структура закріплюється не тільки водневи­ми зв’язками, а й іншими видами взаємодії, наприклад іонними, гідрофобними й дисульфідними. Перші три рівні структурної органі­зації характерні для всіх білкових молекул. Четвертинна структура відноситься до макромолекул, які складаються з декількох полі- иептидних ланцюгів (субодиниць), не зв’язаних ковалентно. Чет­вертий рівень характеризує поєднання й розташування цих субо­диниць у просторі.

Пептиди містяться в усіх видах організмів. У чистому вигляді олігопептиди звичайно є кристалічними речовинами і при на­гріванні до 200-300 °С вони розпадаються. Добре розчинні у воді, розведених кислотах і лугах, практично нерозчинні в органічних розчинниках, за винятком тих, що побудовані із залишків гідро­фобних амінокислот. Олігопептиди за своїми властивостями ближчі до амінокислот, а поліпептиди — до білків.

У живих організмах пептиди можуть знаходитися у вільному стані, наприклад глутатіон, карнозин. Багато з них мають спе­цифічну біологічну активність. Серед пептидів є гормони, анти­біотики, вітаміни, токсини, інгібітори, активатори ферментів та їхні похідні. У лабораторних умовах пептиди одержують непов­ним гідролізом білків, а фізіологічно активні синтезують з амі­нокислот.

Більшість білків має такий елементний склад: 50,6-54,5 % вуглецю, 6,5-7,3 водню, 21,5-23,5 кисню, 15-17,6 азоту, 0,3­2,5 % сірки; до складу багатьох білків входять ще фосфор, залізо, цинк. Практично всі білки складаються з амінокислот, які, за ви­нятком гліцину, належать до L-ряду. Пептиди, на відміну в„ід білків, мають більш різноманітний амінокислотний склад і часто включа­ють залишки амінокислот D-ряду, а також містять у своїй струк­турі циклічні фрагменти і розгалужені ланцюги. Молекули білків не проходять крізь напівпроникні мембрани, у них слабка здатність до дифузії. Білки — амфотерні електроліти, мають вільні карбо­ксильні (кислотні) й амідні (лужні) групи. Розчинність білків дуже відмінна. Розчини білків у воді — гідрофільні колоїди, їм властива значна в’язкість і низький осмотичний тиск. Багато білків здатні кристалізуватися.

Детальна хімічна будова білків ще не вивчена, тому їх поділя­ють за хімічним складом на прості і складні. Прості білки — протеї­ни (альбуміни, глобуліни, гістони, глутеліни, проламіни, прота­міни, протеноїди) складаються тільки з амінокислот. Складні (протеїди), крім білкової частини, містять небілковий компонент, так звану простетичну групу. Складні білки включають такі типи: глікопротеїни, що містять вуглеводи; ліпопротеїни, що містять ліпіди; хромопротеїди, що містять пігменти; фосфопротеїни, що

містять фосфорну кислоту; нуклеопротеїни, що містять нуклеїнові кислоти; металопротеїни, що містять метали.

За просторовою формою білки поділяють на глобулярні й фібрилярні. Глобулярні білки характерніші для рослин. Вони мають а-спіральну структуру і їм властива форма сфери. Прикладом гло­булярного білка є альбумін (яєчний білок). Майже всі ферменти належать до глобулярних білків. Фібрилярні білки поширені в тва­ринних організмах. Для них характерна P-структура і волокниста будова. До цієї групи належить р-кератин (є основою волосся, рогової тканини), колаген (сполучна тканина). Глобулярні білки добре розчиняються у воді й соляних розчинах з утворенням ко­лоїдів; фібрилярні — не розчиняються у воді.

Біологічні функції білків у рослинах і тваринах

Білки є вирішальним фактором активних проявів жит­тєдіяльності, біологічною формою руху матерії. Різноманіття бу­дови, точність унікальної організації поєднуються в білках із пла­стичністю. Усе це створює значні функціональні можливості. За біологічними функціями білки поділяються на:

ферменти — високоспецифічні каталізатори біохімічних реакцій; структурні білки — основа кісткової й сполучної тканини, вовни тощо (наприклад, колаген);

регуляторні білки — ті, що контролюють біосинтез білків і нук­леїнових кислот, а також гормони;

рецепторні білки — розташовані на зовнішній поверхні плаз- .матичних мембран і приймають інформацію про стан навколиш­нього середовища;

транспортні, або білки-переносники,— беруть участь в актив­ному транспортуванні іонів, ліпідів, сахарів та амінокислот крізь біологічні мембрани; це також гемоглобін і міоглобін, які пере­носять кисень;

біоенергетичні, або білки біоенергетичної системи,— перетво­рюють і утилізують енергію з продуктів харчування та сонячного випромінювання (наприклад, родопсин, цитохроми);

харчові й запасні — відіграють важливу роль у розвитку та фун­кціонуванні організму;

захисні — є захисними системами вищих організмів; це іму- ноглобуліни (відповідальні за імунітет), білки комплементу (відпо­відальні за лізис чужорідних клітин і активізацію імунологічних функцій), білки системи зсідання крові (тромбін, фібрин) та про­тивірусний інтерферон.

Методи виділення та дослідження білків

Першим етапом виділення білків є одержання відповід­них органел (рибосом, мітохондрій, ядер, цитоплазматичної мем­брани тощо) за допомогою диференційного центрифугування. Далі білки переводять у розчинний стан екстракцією буферними розчи­нами солей або детергентів, іноді неполярними розчинниками. Для запобігання денатурації білків роботу звичайно проводять при тем­пературі близько 4 °С. З метою виключення протеолізу використову­ють інгібітори протеаз. Деякі білки стабілізують поліолами, наприк­лад гліцерином. Надалі використовують фракційне осадження неорганічними солями (звичайно амонію сульфатом), етанолом, ацетоном або зміненням pH, іонної сили, температури розчину. Очищення проводять за схемами, спеціально розробленими для окремих білків. Найпоширеніші методи розподілу суміші білків — це гель-хроматографія, іонна, адсорбційна, афінна хроматографія та високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ). Критерієм чи­стоти білків є їхня гомогенність при електрофорезі, хроматографу- ванні та ультрацентрифугуванні. Для виявлення домішок інших білків (до 10 ³ мкг/мл домішки антигену) використовують висо­кочутливі імунохімічні методи. Домішки супутніх ферментів виз­начають за допомогою спеціальних субстратів.

Встановлення структури. Знання первинної структури білка — основа для визначення його вторинної й третинної структури, з’ясування розташування функціональних груп в активному центрі білка і для побудови моделі його функціонування. Для білків виз­начають амінокислотний склад поліпептидних ланцюгів, N- і С- кінцеві амінокислотні залишки, амінокислотну послідовність. Аналіз амінокислотного складу включає повний гідроліз білка або пептиду й кількісне визначення всіх амінокислот у гідролізаті. Таке визначення проводять за допомогою амінокислотного аналізато­ра, де суміш амінокислот розподіляють на іонообмінних колон­ках, а вміст оцінюють спектрофотометрично за реакцією з нінгідри- ном або флуориметрично. Важливим етапом у визначенні первинної структури є розщеплення макромолекули на пептидні фрагменти з використанням протеолітичних ферментів або хімічних реа­гентів, які мають субстратну специфічність. Наприклад, трипсин гідролізує тільки зв’язки, в яких бере участь карбоксильна група лізину або аргініну. У ряді випадків для розщеплення білків ви­користовують метод часткового кислотного гідролізу. Далі одер­жані пептиди поділяють за їх фізико-хімічними властивостями та довжиною молекул. Для фракціонування коротких пептидів (до 15-20 амінокислотних залишків) використовують іонообмінну хроматографію на катіонітах. Подальший розподіл і очищення проводять з використанням хроматографії та електрофорезу на папері або в тонкому шарі целюлози, силікагелю. Основна складність при фракціонуванні великих пептидів (більш як 20 амі­нокислотних залишків) — їхня властивість утворювати високомо- лекулярні агрегати. Для запобігання цьому в буферні розчини до­дають сечовину, гуанідиній-хлорид або детергенти. Розподіл часто проводять за допомогою гель- або іонообмінної хроматографії, рідше — ВЕРХ. Ковалентна хроматографія, основана на утворенні ковалентного зв’язку пептиду з носієм, використовується для пеп­тидів з хімічно активними групами.

Для безпосереднього аналізу первинної структури звичайно використовують секвенатор — прилад, який здійснює послідовне автоматичне відщеплення та аналіз N-кінцевих амінокислотних залишків. При визначенні амінокислотної послідовності пептидів іноді застосовують мас-спектрометрію. У деяких випадках викори­стовують швидкий і ефективний метод аналізу нуклеотидної по­слідовності ДНК, оскільки первинна структура будь-якого білка закодована у відповідній ланці молекули ДНК.

Для встановлення просторової структури білка використо­вують різноманітні сучасні методи аналізу, такі як рентгено- структурний аналіз, нейтронографію, УФ-, ІЧ-, ЯМР- та ЕПР- спектроскопію. При цьому досліджують білок нативний або модифікований різноманітними реактивами, що несуть вільний радикал («спінова мітка»). Теоретично, виходячи з первинної струк­тури білка, можна передбачити в загальному вигляді його просто­рову будову. Такого роду розрахунки проводять за допомогою про­грам ЕОМ на основі закономірностей, виведених при статистичній обробці даних для білків із встановленою просторовою структу­рою. У ряді випадків такі розрахункові методи дають задовільні результати, які допомагають інтерпретувати дані, отримані інши­ми методами.

ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЯКИХ ВАЖЛИВИХ ПРЕДСТАВНИКІВ ПЕПТИДІВ ТА БІЛКІВ

Глутатіон — один з найпоширеніших представників три- пептидів, міститься в рослинах, бактеріях, у тварин.

H₂N-CH-CH— СН_ГС(0)—NH—СН—С(О)—NH—СН-СООН СООН CH₂SH

Глутатіон (Ьу-глутаміл-І-цистеїлгліцин)

Його внутрішньоклітинна концентрація становить 0,5-10 мм, що значно перевищує концентрацію цистеїну. Наявність БН-гру- пи зумовлює можливість існування глутатіону у відновленій і окис­леній формах. Його біологічна функція полягає у захисті БН-груп ферментів та інщих білків від окислення. Глутатіон відновлює Н,0, та інші пероксиди, зв’язує вільні радикали, здійснює перенесен­ня амінокислот крізь клітинні мембрани; він є кофактором ряду ферментів.

Пептиди грибів. З грибів роду мухомор (Amanita) виділені от­руйні поліпептиди; вони відносяться до фітотоксинів і будуть роз­глянуті нижче. Пептидний фрагмент містять декілька алкалоїдів маткових ріжків. Циклоспорин А — пептид, побудований з дев’яти амінокислот, виділений з грибів родів Tolypocladhm і Cylindrocarpon. Імуносупресивні властивості циклоспорину А використовуються при пересадженні органів. На відміну від інших імуносупресантів він нетоксичний для клітин кісткового мозку і лімфоцитів.

Деякі пептиди мають антибактеріальну активність і викорис­товуються як лікарські засоби.

Граміцидин С є циклічним декапептидом. Виробляється спо­ровою паличкою Bacillus brevis, що перебуває в ррунті. Хімічні дос­лідження показали, що до циклічної структури граміцидину вхо­дять: валін, орнітин, лейцин, фенілаланін і пролін. Фенілаланін з цієї молекули є незвичайним, його D-ізомер раніше не був знай­дений у природних сполуках. Антибіотик граміцидин застосовують для лікування й профілактики нагнійних процесів.

До циклопептидів належать також антибіотики поліміксино- вого ряду, які продукуються споровими бактеріями Bacillus polymyxa.

Гірудин є основним пептидом слинних залоз п’явки медич­ної— Hirudo medicinalis, тип кільчасті черви —Annelides. З ліку­вальною метою використовують три підвиди п’явки медичної: Hirudo medicinalis officinalis — аптекарська медична п’явка, Hirudo medicinalis medicinalis — лікувальна медична п’явка, Hirudo medicinalis orientalis— східна медична п’явка. Вона живе у водоймищах з повільною або стоячою водою й болотах у середніх і південних районах європейської частини, в Закавказзі. Цей вид вимирає (за­несений до Червоної книги, 1984 р.). За рішенням Міжнародного комітету захисту видів з 1997 р. заборонено комерційний вилов п’явок з природних водоймищ. П’явки медичні вирощуються на біофабриках (AT «Біокон», Україна, м. Донецьк, AT «Росфарма- ция», Росія, Московська обл.). Тіло п’явки вкрите щільною ку­тикулою і має на спинці жовтогарячо-жовті смуги. Складається з 33 сегментів, з них чотири перші утворюють передню присоску, яка має вигляд трипроменевої щілини з трьома щелепними па­горбками, на кожному — по 60 зубців. Присоска оточує ротову порожнину, з’єднану з невеликим стравоходом і великим шлун­ком, який складається з 10 парних кишень. Завдяки цьому п’явка здатна всмоктати крові удвічі-втричі більше за свою масу. Пере­травлюється ця кров протягом 9-24 місяців.

У слинних залозах п’явки містяться поліпептиди: інгібітор тром- біну гірудин (молекулярна маса 7100), бделіни — інгібітори трип­сину, плазміну (молекулярна маса 7000 і 5600), еглін — інгібітор хімотрипсину і катепсину (молекулярна маса 6600-6900). Первинна структура гірудину включає 65 амінокислотних залишків. Унікальність його будови визначається наявністю трьох дисульфідних зв’язків в N-кінцевій частині. С-кінцева частина багата на кислі амінокис­лоти і відповідає за зв’язок гірудину з тромбіном. Вважають, що реактивний центр гірудину представлений залишком лізину. П’яв­ки продукують також ферменти гіалуронідазу, колагеназу, деста- білазу, гістаміноподібну речовину і простагландини.

Медичну п’явку використовували ще Пліній Старший, К. Га­лен, Авіценна. П’явки харчуються виключно кров’ю тварин або лю­дини. При гірудотерапії п’явки накладають на рефлексогенні точки. Використовують цей метод при гіпертонії, тромбофлебітах, тромбо­зах судин головного мозку, геморої, запальних процесах, захворю­ваннях нервової системи, шкіри, в гінекології. Виготовлені з п’явок препарати гірудон і мазь «Гіруф» мають протизапальну та тромболі- тичну властивість. Гірудон включено до ряду косметичних засобів.

Інтерферони — високоспецифічні білки, які виробляють кліти­ни хребетних тварин і людини у відповідь на дію індукторів (вірусів, д'воланцюгових вірусних РНК, мітогенів). За місцем утворення поділяються на три групи.

1. Лейкоцитарний інтерферон (а-інтерферон) — суміш білків, які продукуються лейкоцитами.

2. Фібробластний інтерферон (Р-інтерферон) — один або де­кілька глікопротеїнів, синтезованих фібробластами (клітинами, здатними синтезувати волокнисті структури сполучної тканини) при дії на них дволанцюгової РНК.

Білки а- і Р-інтерферонів мають молекулярну масу близько 20 000. а-Інтерферони людини не містять глікозидної частини й скла­даються з 165-166 амінокислотних залишків. Р-Інтерферони — глікопротеїни, білковий компонент яких побудований з 165 амі­нокислот. Синтезуються у вигляді попередників, від яких відщеп­люється сигнальний пептид з утворенням зрілих інтерферонів. За біологічною дією а- і p-інтерферони подібні, взаємодіють з одни­ми й тими самими рецепторами клітин. Застосовують їх як анти- вірусні, імунорегулюючі та протипухлинні засоби.

3. Імунний інтерферон (у-інтерферон) — простий білок або глікопротеїн, синтезований Т-лімфоцитами в результаті дії міто- генів (стафілококового ентеротоксину, деяких лектинів та ін.). Білкова частина має молекулярну масу 155 000 і складається з 143 амі­нокислотних залишків; є дві потенціальні ділянки глікозилюван- ня. Т-лімфоцити синтезують у-інтерферон у вигляді неактивного попередника, від С-кінця якого відщеплюється різна кількість амі­нокислот. Це зумовлює гетерогенність у-інтерферону. На відміну від а- і (3-інтерферонів імунний інтерферон не стійкий у кислому середовищі до pH 2. Він має слабку антивірусну активність і справ­ляє більш виражені імуномодулюючу і протипухлинну дії.

Використовують а-інтерферон людини або а-інтерферон, одер­жаний методом генної інженерії, як антивірусні, імуномодулю- ючі та протипухлинні засоби.

До продуктів з високим вмістом білка, які знайшли викорис­тання у складі лікувальних та лікувально-профілактичних засобів, відносяться маточне молочко та спіруліна.

Маточне молочко — Аріїасит. Бджоли-робітниці годують мат­ку маточним молочком, яке утворюється в їх щелепних залозах. Секрет відкладається в спеціальну воскову чарунку з личинкою матки. Маточне молочко (апілак) одержують з маточників за до­помогою шпателя або під вакуумом в асептичних умовах. Забруд­нення призводить до інактивації молочка. Ліофілізують апілак у вакуумі при температурі 45 °С, зберігають при 0 °С в герметичних склянках, бо воно нестійке.

Маточне молочко являє собою густу білувато-жовтувату смета- ноподібну масу з кислуватим смаком і специфічним запахом. До його складу входять альбуміни та глобуліни, 22 амінокислоти, ліпіди, вуг­леводи, мікроелементи (магній, марганець, кальцій, хром, нікель, кобальт, цинк, залізо, сірка), вітаміни (B_t, В_г, В₅, В₆, В_|2, РР, Н, С), ферменти, гормоноподібні речовини, ацетилхолін, ДНК, РНК.

Маточне молочко є біологічно активним і поживним продук­том з антивірусною, антимікробною дією; активізує обмін речо­вин, знижує рівень холестерину, стимулює кровотворення, регу­лює функцію залоз внутрішньої секреції, підвищує імунітет.

Препарати апілак і апілактоза призначають слабким дітям, людям похилого віку, знесиленим хворим.

Спіруліна — Spirulina Turn.— рід багатоклітинних ниткоподіб­них організмів з род. гормогонієві — Hormogoniophyceae, відділу ціанобактерій — Cyanobacteria, царства дроб’янок — Mychota.

Спіруліна — природний компонент планктону водоймищ Африки (оз. Чад) і Центральної Америки. У багатьох країнах куль­тивується методом біотехнології як цінне джерело білка, частіше два види — Spirulina platensis і S. maxima.

Кількість білка в біомасі сиіруліни досягає 60-70 %, при хар­чуванні він засвоюється на 80-90 %. Склад білка характеризується збалансованим і великим вмістом незамінних амінокислот. Крім того, містить вуглеводи (10-20 %), жирні кислоти (5-5,7 %), се­ред яких у-ліноленова, пальмітинова та ін.; каротиноїди (0,22­0,34 %), хлорофіл, фікоціанин, ноліфосфати; нуклеїнові кислоти. Біомаса спіруліни багата на вітаміни групи В (В,, В,, В., В₆, В₁₂), РР, Е, p-каротин, фолієву кислоту, інозитол. З важливих мікро­елементів присутні йод і залізо.

Спіруліна знайшла широке застосування у вигляді біологічно активної харчової добавки, багатої на білок, вітаміни та мікроеле­менти (препарати спіруліна, сплат, комплексні БАД).

ТОКСИНИ ПЕПТИДНОІ ТА БІЛКОВОЇ ПРИРОДИ

Токсини (від грецьк. toxikon — отрута) — речовини, які викликають порушення біохімічних процесів, внаслідок чого ви­никають симптоми інтоксикації, а при важких ураженнях — заги­бель організму.

Токсини мають поліпептидну, білкову або небілкову природу. За походженням вони поділяються на три групи: токсини мікроор­ганізмів, рослинні токсини (фітотоксини) і тваринні токсини (зоо- токсини).

Токсини бактерій поділяють на екзо- і ендотоксини. Перші, наприклад токсини, що викликають ботулізм, дифтерію, правець, є простими білками і виділяються в навколишнє середовище бак­теріями під час росту. До цієї групи належать токсини грампози- тйвної мікрофлори. Ендотоксини — це складні білки, які знахо­дяться в поверхневих шарах клітинної оболонки патогенних грамнегативних бактерій. Ці токсини звільняються після загибелі бактерій. Найбільшу токсичність мають токсини бактерій. Це по­в’язано з високою спорідненістю їх з біомішенями.

Найважливішою властивістю токсинів є висока фізіологічна активність, зумовлена їхньою здатністю в малих концентраціях викликати порушення молекулярних механізмів в обмінних та інших процесах організму.

Токсини специфічно діють на різні органи та тканини. У зв’язку з цим розглядають токсини вибіркової дії і цитотоксичні речовини. До першої групи належить, наприклад міотропний крототоксин гримучої змії (Crotalus atrox). Отрути, віднесені до другої групи, викликають порушення біохімічних процесів усіх клітин. Наприк­лад, рицин, білок з насіння рицини (Ricinus communis), порушує синтез рибосомальних білків різних клітин. Деякі цитотоксини можуть діяти достатньо специфічно на клітини окремих тканин.

Надзвичайно токсичні пептиди з деяких видів роду му­хомор Amanita: мухомор смердючий (A. virosa), мухомор весняний (A. verna) та ін. Молекули цих сполук — біциклічні поліпептиди. Смертельні отруєння найчастіше спричиняє бліда поганка Amanita phalloides, токсини якої мають циклічну будову і належать до двох груп: аматоксину та фалотоксину.

Аматоксин складається з трьох аманітинів — а, Р, у. Найток- сичніший з них — а-аманітин. Це октапептид, що має у структурі специфічну амінокислоту — L-дигідроізолейцин. Атом сірки мо­лекули цистеїну, зв’язаний із залишком триптофану, поділяє циклопептид на два кільця. Механізм дії аматоксинів на людину і тварин пов’язаний з інгібуванням ДНК-залежної РНК-полімера- зи. Людський організм не має ферментів для протеолітичного роз­щеплення аматоксину; крім того, він не руйнується під час на­грівання. Вміст пептиду в плодовому тілі блідої поганки становить 17 мг/100 г свіжої маси гриба. Вживання у їжу лише 50 г свіжих грибів може викликати незворотне пошкодження клітин печінки.

Фалотоксини теж дуже токсичні, але їх резорбція із шлунко­вого тракту йде повільно. Серед пептидів цієї групи домінує фа- лоїдин —- гептапептид, який має у своїй структурі тіоефірний зв’я­зок між цистеїном та триптофаном. Його токсичні властивості пов’язані з вмістом специфічної амінокислоти — у-гідроксилей- цину. Фалотоксини зв’язуються з мембранами гепатоцитів, вик­ликаючи їх порушення.

Деякі мікроскопічні гриби та водорості теж виробляють токси­ни. Наприклад, гриб з роду пеніцил (Репісіїїіит islandicum) містить циклопептид циклохлоратин з молекулярною масою 572, який діє гепатотоксично, викликаючи респіраторну недостатність, а також геморагічне ушкодження кишечника. Синьо-зелені водорості виду Microcystis aeruginosa продукують мікроцистистоксин — циклодека­пептид нейротоксичної дії з молекулярною масою близько 12 000.

Пептидну природу мають денлатоксини А і В, лігатоксин А, форатоксин, віскотоксини А₂ і В — токсичні речовини з омели білої (Viscum album). Ці одноланцюгові поліпептиди з молекулярною ма­сою 4900-6000 містять у молекулі близько 50 амінокислотних залишків. Встановлено, що віскотоксини викликають рефлекторну брадикардію, гіпо­тензію, звуження судин шкіри і скелетних м’язів — усе це має кардіоток- сичний ефект.

Велика кількість фітотоксинів виділена з інших родів родини омелових (Dendroptora, Phoradendron). Токсини кротин І з кротона проносного (Croton tiglium род. Passifloraceae) та момордин з індій­ського огірка (Momodica chardntia род. Cucurbitaceae) є поліпеп-

тидами з молекулярною масою 72 000 і 23 000 відповідно. Токсин модецин з модеки (Modeca digitata род. Passifloraceae) і волкен- зин з аденії (Adenia volkensii роді Passifloraceae) являють собою глікоиротеїни з молекулярною масою близько 63 000. Усі чотири вищеназвані токсини — інгібітори синтезу білка.

Отрути змій. Зміїна отрута — це секрет отруйних залоз змій. У складній суміші органічних та неорганічних речовин головною ток­сичною частиною є токсичні білки. В медицині використовують от­рути змій родів гадюка, кобра, щитомордник.

Vipera berus L. — гадюка звичайна, Vipera lebetina L. — гюр­за, Vipera ursini L. — гадюка степова, род. Viperidae — гадюкові.

Ndja oxidna — кобра середньоазіатська, род. Elapidae — аспі­дові.

Agkistrodon blomhoffi — щитомордник східний, Agkistrodon hdlys— щитомордник звичайний, род. Crotalidae — гримучі змії, або канальчатозубі.

У гомеопатії використовують отрути ботропсів, серед яких най­поширенішою є жажарака (жерарака) звичайна — Bothrops jajardca L. і гримучник страшний (каскавела) — Crdtalus cascavella L., род. Ctotalidae — ямкоголові змії. З родини Elapidae збирають отруту кобри очкової — Ndja ndja L. (Південна Азія) та коралового аспі­да— Elaps corallinus L., який мешкає в лісах Східної Бразилії.

Представники роду гадюка переважно поширені в Європі, аспі­дові та гримучі змії — в Азії.

Заготівлю отрути проводять один раз на місяць. Найвищий вихід секрету спостерігається у квітні та жовтні; у травні та липні його кількість зменшується. Тільки-но одержана отрута — це в’язка, про- дора, безбарвна або жовтувата рідина. Питома вага отрути кобри — 1,046, гюрзи та гадюк — 1,030-1,032. Реакція отрути кобри нейт­ральна, гадюк та щитомордників — кисла. Дія на отруту води, ефі­ру, хлороформу, перманганату калію, УФ- та рентгенівського випро­мінювання призводить до втрати нею токсичності. При заморожуванні та висушуванні властивості секрету зберігаються.

Отрута змій — це комплекс ферментів, білків, амінокислот, мінеральних компонентів, пігментів тощо. Токсичність її зумовлю­ють білки, підсилюють пошкоджуючу дію високоактивні ферменти.

За характером токсичного впливу отрути змій поділяють на дві групи: геморагічної та нейротропної дії. Отрути геморагічної дії — це отрути гадюкових та гримучої змії, вони містять відповідно ток­сичні білки — віперотоксин і крототоксин. їхня дія проявляється у руйнуванні еритроцитів, капілярів, утворенні на початку отруєння тромбів, потім порушенні кровоспинної функції та виникненні кро­вотечі. Отрута кобри містить білок кобротоксин і має нейротропну

спрямованість дії. При отруєнні порушується передача нервових імпульсів, спостерігається параліч дихального центру і скелетних м’язів. Окрім того, всі отрути містять ферменти — фосфоліпазу А₂, гіалуронідазу, оксидазу L-амінокислот, фосфодіестеразу, 5’-нукле- отидазу; отрути гадюк і щитомордника — протеази, отрута кобри — ферменти ацетилхолінестеразу та лужну фосфотазу.

Отрути змій застосовують для діагностики та лікування захво­рювань. З них виробляють ін’єкційні препарати й мазі. Ін’єкційні пре­парати віпраксин і кобротоксин з болезаспокійливою, спазмо­літичною, протисудомною дією використовують для лікування невралгій, невритів, радикуліту, захворювань серця, нервової систе­ми, епілепсії; віпералгін — стабілізований розчин отрути гадюки знайшов застосування при атеросклерозі, гіпертонії, неврозах, епі­лепсії, тромбофлебіті, для усунення болю; епіларктин (епілепто- зид), стандартизований препарат отрути гримучої змії, використову­ють при захворюваннях нервової системи, мігрені, хореї; мазі з отрутами змій віпратокс (віпракутан), віпросал, віпразид, віпле- токс рекомендовані при люмбаго, міозиті, ревматизмі, невралгії. Крім того, з отрути змій виготовляють антизміїні сироватки. З ок­ремих компонентів отрут, таких як оксидаза L-амінокислот, фосфо- ліпаза А₂, фосфодіестераза, ендонуклеаза виготовляють хімічні ре­активи для діагностики хвороб крові, нервової системи, системних захворювань.

Бджолина отрута — Apitoxinum. Виробляється отруйними за­лозами бджіл. У бджоли в черевці знаходяться дві отруйні залози, з’єднані з жалом, і резервуар для отрути. Коли бджола впинає жало в шкіру, отрута з резервуара по каналу жала надходить у рану. Відрив жала призводить до загибелі бджоли.

Отруту одержують, подразнюючи бджіл ефіром або електрич­ним струмом. Одна бджола дає приблизно 0,085 мг отрути.

Бджолина отрута — безбарвна густа рідина із запахом меду, гірка та пекуча на смак. Реакція отрути кисла; питома вага — 1,1313. Роз­чиняється у воді, гірше — у мурашиній кислоті та 60 % етанолі. Не змінює своїх властивостей під дією кислот, температури, лугу, дея­ких бактерій, ферментів. У сухому стані зберігається декілька років. До її складу входять поліпептиди (мелітин, апамін, мінімін); фер­менти (фосфоліпаза А₂, гіалуронідаза); ліпоїди; кислоти (мурашина, хлороводнева, ортофосфорна); амінокислоти (аланін, валін, лейцин, ізолейцин, треонін, лізин, фенілаланін, аргінін, аспарагінова кисло­та, триптофан, пролін, тірозин, цистин, метіонін, гістидин). Мелітин має загальну токсичну, місцеву подразнювальну дію, пряму гемолі­тичну і гангліоблокуючу дію, підвищує секрецію глюкокортикоїдів.

Бджолина отрута в малих дозах діє протизапально, спазмолітично, роз­ширює судини, уповільнює згортання крові, знижує рівень холестерину.

Вводять її безпосереднім жалінням (апітерапія); втиранням у шкіру в області хворого органа (мазі вірапін, апізартрон, форапін); за допомо­гою електрофорезу (таблетки апіфор), ін’єкцій (апізартрон, венапіоліп, вірапін).

Препарати бджолиної отрути та апітерапія застосовуються при лікуванні ревматизму, поліартритів, міозитів, радикулітів, невралгій, бронхіальної ас­тми, мігрені, трофічних виразок, гіпертонії, тиреотоксикозів, хвороб очей таін.

ЛЕКТИНИ

Пектини (від латин, legere — вибирати) — це протеїни або глікопротеїни, які здатні зв’язувати сахар і забезпечувати таким чи­ном можливість аглютинувати клітини і преципітувати глікокон’ю- гати.

Лектини містять як мінімум дві ділянки, які реагують з вільни­ми моно- і олігосахаридами, а також із залишками сахарів у складі полісахаридів, глікопротеїнів, гліколіпідів. У найпростішій формі взаємодія лектинів з вуглеводами проявляється у вигляді реакції аглютинації часток і клітин, наприклад еритроцитів або преципітації полісахаридів і глікопротеїнів.

Відкриттю лектинів сприяла проблема токсичності рицинової олії (Oleum Ricini), що не давала спокою багатьом фармакологам і токсикологам кінця XIX ст. Початок вивчення лектинів був покла­дений роботами П. Г. Штильмарка, який встановив, що отруйна ре­човина насіння рицини — лектин рицин викликає аглютинацію та ге­моліз еритроцитів. Саме цю подію в історії науки вважають днем зародження нової галузі — лектинології.

Сучасний етап розвитку вчення про лектини почався після 1945 р., коли У. Бойд виявив аглютиніни, специфічні до груп крові. У нашій країні значний внесок у дослідження лектинів внесли ук­раїнські вчені М. Д. Луцик та Є. М. Панасюк. Тепер центр дослі­дження лектинів знаходиться в Інституті молекулярної біології та генетики НАН України. Дослідження лектинів пов’язані з отриман­ням чистих препаратів і встановленням їх вуглеводної специ­фічності. До 1965 р. було відомо лише три кристалічні лектини (фітогемаглютинін, конканавалін А і рицин). Тепер кількість їх пе­ревищує 100.

Небілковими компонентами лектинів є вуглеводи та іони дво­валентних металів Са²", Mn²⁺, Zn²*, Mg²⁺, Со²", Ni²", Cd²⁺ та ін.

Для більшості лектинів іони металів обумовлюють спе­цифічність взаємодії з вуглеводами. Видалення металів з молеку­ли призводить до зниження або навіть втрати їх біологічної актив­ності. Разом з тим для деяких лектинів метали не є обов’язковими компонентами, наприклад аглютиніни зародків пшениці, лектини тварин.

Кількість вуглеводів у різних лектинах коливається в широких межах — від 3 до 80 %, але в типових випадках становить 3-10 %. Серед моносахаридів, які утворюють основний ланцюг, як правило присутні N-ацетилглюкозамін і маноза. Вуглеводний компонент не завжди має значення для біологічної активності лектинів. З відо­мих лектинів конканавалін А і лектин гороху взагалі не містять са- харів.

Амінокислотний склад лектинів еволюційно віддалених організмів істотно розрізняється, тому говорити про єдиний харак­терний тип будови первинної структури неправомірно.

Молекули відомих лектинів, за винятком незначної кількості, побудовані з декількох поліпептидних ланцюгів, або субодиниць, тобто мають четвертинну структуру. Субодиниці можуть бути од­наковими або різними. Серед рослинних лектинів спостерігаються ди- та тетрамірні форми. Лектини тварин частіш за все є полімера­ми вищого порядку. Поліпептидні ланцюги в молекулах лектинів можуть з’єднуватись як нековалентними зв’язками (гідрофобні, водневі і сольЬві), так і дисульфідними. Різноманітні варіанти ком­бінації поліпептидних ланцюгів у молекулах зумовлюють існуван­ня ізоформ лектинів. Специфічність ізоформ до вуглеводів може бути різною.

Одна з перших класифікацій лектинів, яка збереглася до тепе­рішнього часу, була запропонована О. Мьокела.

Згідно з нею специфічність взаємодії лектинів з вуглеводами визначається положенням гідроксилу при С₃ і С₄ та D- чи L-фор­мами сахару. Виходячи з цього всі лектини розділяють на чотири групи, специфічні до таких сахарів:

1. 3,4-ОН цис, L-форма (L-фукоза, L-галактоза);

2. 3,4-ОН цис, D-форма (D-галактоза);

3. 3,4-ОН транс, D-форма (D-глюкоза, D-маноза);

4. 3,4-ОН транс, L-форма (L-глюкоза, L-гулоза).

Типи вуглеводів у залежності від положення гідроксилу і фор­ми піранозного циклу:

Лектини, які взаємодіють з вуглеводами четвертої групи, невідомі. Інша класифікація включає 9 груп лектинів за їх специфічним ставленням до таких моносахаридів як L-фукоза, D-галактоза, D-глю­коза, D-маноза, М-ацетил-О-глюкозамін, N-ацетил-О-галактозамін, N-ацетил-О-галактозамін разом з галактозою, N-ацетил-О-глюко- замін разом з D-глюкозою, N-ацетилнейрамінові кислоти.

Наведені класифікації умовні, оскільки не враховують тонку спе­цифічність лектинів до олігосахаридів. Іноземні фірми дають ко­мерційну класифікацію лектинів, яка включає відомості про окремі олігосахариди.

Більш обцрунтованою є класифікація комбінованого характе­ру, яка поділяє лектини на три групи.

За вуглеводною специфічністю: лектини, які реагують з кислими сахарами; лектини, які реагують з нейтральними сахарами.

За структурно-хімічною рекогніцією (впізнаванням) вугле­водів:

лектини, які реактивні тільки до кінцевих залишків; лектини, які реактивні до кінцевих ди-, три- і тетрасахаридів; лектини, які реактивні до олігосахаридів внутрішніх частин лан­цюгів.

За функціональною активністю:

прості лектини, які аглютинують або не аглютинують; мітогенні лектини; токсичні лектини.

Досі немає єдиної уніфікованої класифікації лектинів, тому ви­користовують усі відомі залежно від мети дослідження.

Поширення та біологічна роль лектинів

Лектини характерні для організмів будь-якого рівня організації — від вірусів та бактерій до ссавців. Перші очищені лек­тини мікроорганізмів були одержані в кінці 70-х рр.— токсини бак­терій Pseudomonas aeruginosa і грибів Streptomyces spp. Докладно вивчено структуру аглютиніну вірусу грипу. Пектини виявлені у лишайниках. Відомості про лектини папоротей і соснових відсутні. Найбільша кількість лектинів знай­дена в квіткових рослинах, серед яких досліджено декілька тисяч видів. Лектини виявлені в багатьох представників безхребетних і хре­бетних тварин. Лектиноподібні білки знайдені на поверхні тромбо­цитів, у тканинах печінки, легенів, серця, плаценти, селезінки людини.

Наявність лектинів у живих об’єктах різних еволюційних рівнів свідчить про їх важливе біологічне значення, але універсальна функ­ція цих білків до кінця ще не розкрита. Найаргументованішими є по­ложення про роль лектинів:

як факторів «впізнавання» молекул і клітин у процесах міжклітин­них взаємодій;

у видаленні ушкоджених глікопротеїнів і клітин з кровообігу у ссавців;

в агрегації клітин у нижчих рослин і тварин.

Безперечно, цікава гіпотеза про участь лектинів у транспорту­ванні, накопиченні та імобілізації вуглеводів.

У рослин захисна функція лектинів проявляється в запобіганні по­їданню їх тваринами, а також у пригніченні росту інфекційних бак­терій і грибів.

Дослідження показують, що, можливо, лектини забезпечують специфічність взаємодії пилку і маточки при заплідненні рослин.

Припускають, що лектини насіння рослин завдяки своїй мітогенній дії стимулюють ріст і розвиток зародків.

Методи виділення і дослідження лектинів

Екстракцію лектинів з сировини звичайно проводять 0,9 % розчином натрію хлориду. Якщо сировина містить значну кількість ліпідів, її попередньо знежирюють петролейним ефіром. Екстракт просвітлюють ультрацентрифугуванням. Концентрують лектини осадженням їх з екстракту солями (амонію сульфат) або органічними розчинниками (ацетон, етанол). Отриманий концен­трат лектину далі очищають шляхом афінної техніки або іншими методами. Іонообмінну хроматографію, гельфільтрацію і електро­форез використовують для остаточного очищення лектинів, а та­кож для розподілу суміші ізоформ.

Найраціональнішим способом отримання чистих лектинів є аф­інна хроматографія. Суть методу полягає у зворотній взаємодії лектинів із залишками вуглеводів, які входять до складу сорбентів. Використовують сорбенти природні — сефадекс (на основі декст­ринів), сефарозу (на основі агарози), хітин, а також штучні. Де­сорбцію лектинів проводять розчином специфічного вуглеводу, який блокує активність лектину або їнижєнням pH до 3,0, що веде до дисоціації комплексу лектин — ліганд.

Дослідження лектинів базується на специфічності їх взаємодії з вуглеводами. Для виявлення лектинів використовують реакцію ге­маглютинації у різних варіантах і модифікаціях. Результати її реєст­руються суб’єктивно (візуально) або об’єктивно (спектрофотомет­рично). Принцип полягає у тому, що до серії послідовних розведень лектину додають суспензію еритроцитів і після інкубації відзнача­ють аглютинацію. Титр лектину виражають найбільшим розведенням розчину, який дає аглютинацію. Для підвищення чутливості реакції еритроцити можуть бути оброблені протеолітичними ферментами.

Крім реакції аглютинації, для виявлення лектинів використову­ють реакцію преципітації з глюкопротеїдами і полісахаридами, але вона більш вибіркова і придатна для визначення вуглеводної спе­цифічності лектинів. Взагалі вуглеводна спорідненість лектинів ви­являється методом пригнічення активності лектину відповідним са­харом. Як тест-систему використовують реакцію преципітації або гемаглютинації. Негативний ефект цих реакцій свідчить про взаємо­дію лектину з певним вуглеводом. Кількісну характеристику вугле­водної специфічності дає мінімальна концентрація вуглеводу, яка пригнічує активність лектину.

Використання та біологічна активність лектинів

Специфічність взаємодії лектинів з вуглеводами лежить в основі їх практичного використання як реагентів:

у дослідженні структури та функції клітинних мембран як у нор­мальних, так і в патологічних умовах (наприклад, злоякісно транс­формовані клітини);

при дослідженні впливу взаємодії лектину з мембраною кліти­ни на клітинний метаболізм, включаючи мітогенну та антимітогенну дію лектинів на Т- і В-лімфоцити;

для швидкого визначення груп крові;

для очищення глікопротеїнів у рамках афінної хроматографії на іммобілізованих лектинах;

для ідентифікації бактерій і вірусів.

Крім того, лектини знайшли застосування в судово-медичній ек­спертизі для ідентифікації об’єктів і речових доказів.

Встановлено протипухлинну активність деяких токсичних лек­тинів, здатних блокувати синтез білка, в першу чергу в пухлинних клітинах, які чутливіші до їхньої дії, ніж нормальні. До таких лек­тинів належать рицин, абрин, токсин дифтерії, лектин блідої поган­ки, омели та ін.

Деякі лектини, наприклад конканавалін А, виявляють імуносуп- ресивну дію, яка знайшла використання при трансплантації органів. Як хіміотерапевтичний препарат запропоновано лектин з гемолімфи жука Allomyria dichotoma. Він справляє мітогенну дію на Т-лімфо- цити, стимулює продукування інтерлейкіну-2, активізує природні кілери. •

Використання пектинів для діагностики на живих об’єктах, а та­кож як лікарські засоби обмежується їхньою високою токсичністю, кумуляцією в організмі, невеликою терапевтичною широтою, а та­кож складністю визначення концентрації цих речовин у крові.

ЛІКАРСЬКІ РОСЛИНИ ТА СИРОВИНА,

' ЯКІ МІСТЯТЬ ЛЕКТИНИ

ПАГОНИ ОМЕЛИ — CORM1 VISCI

О мёла біла — Viscum album L., род. омелові — Loranthaceae

Омела белая; назва походить від латин, viscum — пташиний клей.

Рослина. Багаторічний дво­домний напівпаразитичний віч­нозелений кулястої форми кущик.

Гілки голі, зеленкувато-жовті, циліндричні, дерев’яніючі, вилча- сторозгалужені, у вузлах потов­щені і дуже крихкі. Листки шкірясті, цілокраї, еліптично-ви- довжепі, сидячі, жовто-зелені, з

3. 5 виступаючими дугоподібними жилками і загорнутою догори вер­хівкою, супротивно розташовані на кінцях пагонів. Квітки односта­теві, жовті, сидячі, зібрані по 3-6 у головчасті суцвіття в розвилках гілок. Плоди ягодоподібні, білі, з однією або двома овальними насінина­ми і клейким оплоднем. Цвіте у березні-квітні.

Паразитує на листяних (тополя, клен, верба, липа, в’яз, груша, яблу­ня) породах, закріплюючись на них присосками, крізь які живиться водою та мінеральними речовинами дерева.

Поширення. Мас європейсько-азіатський ареал, який співпадає з по­ширенням широколистяних лісів. Зустрічається у лісостепових районах України, на Поліссі, зрідка на півночі Степу та в Криму.

Заготівля. Молоді гілки з листками зрізають пізно восени і взимку, використовуючи для цього секатори або гачки. Сушать у теп­лих провітрюваних приміщеннях, розклавши тонким (3-5 см) шаром на тканині або папері. Штучне сушіння проводять при температурі 40-50 °С.

Хімічний склад сировини. Містить 0,03-0,10 % глікопротеї- ну віскотоксину, галактозоспецифічні лектини (ML-1, ML-2), а- і (3- віскол, вісцерин, олеанолову і урсолову кислоти, холін і його похідні (ацетилхолін, пропіонілхолін), аміни (віскалін, віскальбін, тирамін та ін.), спирти (пініт, квербахіт та ін.), флавоноїди (кверцетин, рам­нетин, ізорамнетин, рамназин-3-глюкозид, халкони), жирну олію, ас­корбінову кислоту, каротин, смолисті речовини, мінеральні солі (по­над 20 мікроелементів). '

Біологічна дія та застосування. Пагони омели використову­ються як гіпотензивний, седативний, в’яжучий, кровоспинний, глисто­гінний, діуретичний, гіпоазотемічний засіб. У народній медицині настій дають пити при гіпертонічній хворобі I—II стадій, атонії ки­шок, при легеневих, носових і тривалих маткових кровотечах, особ­ливо у хворих з артеріальною гіпертензією в клімактеричний пері­од. Екстракт омели входить до складу препарату кардіофіт, енерготоніку допельгерц. Очищені екстракти омели іскадор, гелік- сор-М запропоновано як цитолітичні засоби при неоперабельних формах раку. Тривале вживання препаратів омели може спричинити отруєння.

У гомеопатії використовують свіже листя і ягоди при гіпер­тонії і гіпотонії, спазматичному кашлі, бронхіальній астмі, клімак­теричних розладах.

ФЕРМЕНТИ

Ферменти, або ензими,— біологічні каталізатори білко­вої природи, які присутні в усіх живих клітинах і беруть участь у біохімічних перетвореннях, направляють і регулюють тим самим обмін речовин в організмі.

Назва «фермент» походить від латин, fermentum — закваска, що асоціюється з природою процесів зброджування. Спочатку термін «фермент» вживався для визначення живих мікроорганізмів, що бра­ли участь у зброджуванні, а для «ферментів-речовин», таких як пеп­син, емульсин тощо, існувало поняття «ензим» (від грецьк. enzym — у заквасці). Однак пізніше з дріжджових клітин був виділений пре­парат ферменту і доведено, що ферментний каталіз може відбува­тися поза живим організмом. Таким чином, відпала необхідність ви­користання двох термінів «ензим» та «фермент» для визначення

одного й того ж самого поняття, але обидві назви поширені і тепер вважаються синонімами.

Ферменти використовуються у різних галузях народного госпо­дарства, але доля тих, що застосовуються в медицині, невелика. Вони відрізняються високим ступенем очищення, складною і доро­гою технологією одержання. Із відомих на теперішній час 3000 фер­ментів у медичній та мікробіологічній промисловості країн СНД для виготовлення ліків використовується близько 40. З них препаратів тваринного походження — 62 %, засобів з культур мікроорганізмів — 33 % і лише 5 % припадає на долю ензимів з рослинної сировини. Слід відзначити, що досягнутий у країнах СНД рівень розвитку і впровадження лікарських ферментних препаратів не може задоволь­нити існуючий на них попит. Взагалі арсенал ензимів, які використо­вуються в клінічній практиці, складає лише 10 % від відомих науці ферментів з встановленим терапевтичним ефектом.

Будова і класифікація

Особливості будови. Білкова природа ферментів під­тверджена рентгеноструктурним аналізом. За складом амінокислот ферменти не відрізняються від білків: для них також характерні чо­тири рівні структурної організації молекули. Частіш за все фермен­ти побудовані з двох або більше пептидів, зв’язаних між собою не­ковалентно. Та наявність усіх чотирьох порядків структури макромолекули не завжди обов’язкова. Простіші ферменти, такі як лізоцим, трипсин, рибонуклеаза, не мають четвертинної структури.

У природі існують прості й складні ферменти. Перші цілком складаються з поліпептидів і під час гідролізу розпадаються вик­лючно на амінокислоти (це, зокрема, пепсин, трипсин, папаїн, уреа­за, лізоцим та ін.). Більшість ензимів відноситься до класу склад­них білків, які містять і небілковий компонент — кофактор, присутність якого є істотною для ферментної активності. Поліпеп- тидну частину складного ензиму прийнято називати апоферментом. Складні ферменти з малою константою дисоціації, які під час очи­щення та виділення не розщеплюються на апофермент і кофактор, називаються холоферментами (холоензимами), а кофактор — про- стетичною групою. Під коферментом частіше розуміють кофак­тор, який при дисоціації легко відокремлюється від апоферменту. Один і той самий кофактор може виступати в ролі і простетичної групи, і коферменту. Типовими представниками коферментів є віта­міни. Деякі двовалентні метали (Са^:+, Mg²⁺, Мп²⁺) виконують роль кофакторів. Доведена кофакторна функція таких біологічно актив-

них речовин як HS-глутатіон. АТФ, ліноєва кислота, похідні нуклео- зидів, порфіринвмісні речовини та ін.

При вивченні механізму ферментних реакцій було помічено, що молекули субстратів частіше мають невеликі у порівнянні з моле­кулами ферментів розміри. Звідси виникло припущення, що при ут­воренні ферментсубстратних комплексів в контакт з молекулою суб­страту вступає обмежена кількість амінокислот поліпептиду, так званий активний центр. Під активним центром розуміють унікаль­ну комбінацію амінокислотних залишків, яка забезпечує безпосе­редню взаємодію з субстратом і бере участь у реакції каталізу. Вста­новлено, що до активного центру входять простетичні групи. В активному центрі умовно розрізняють каталітичний центр, який вступає в хімічну взаємодію з субстратом, і зв'язуючий центр, або контактну («якірну») площадку, яка забезпечує специфічну спорі­дненість до субстрату і формування його комплексу з ферментом. Активний центр визначає каталітичну активність і специфічність фер­менту, а для виявлення його дії має значення конфігурація всієї мо­лекули. Порушення структури (це може бути денатурація) спричи­няє часткове або повне руйнування активного центру і, як наслідок, втрату ферментом каталітичних властивостей.

Класифікацій. Всі ферменти згідно з класифікацією, прийня­тою Комісією ферментів Міжнародної біохімічної спілки, поділя­ються на шість класів за типом реакції, які вони каталізують.

Оксидоредуктази — ферменти, які каталізують окислювально- відновні реакції і переносять електрони.

Трансферази — ферменти, які каталізують реакції перенесення різних функціональних груп від одного субстрату (донора) до іншо- • го (акцептора).

Гідролази — ферменти, які каталізують розщеплення внут- рішньомолекулярних зв’язків у субстратах з приєднанням води за схемою:

R—R'+ НОН -* RH + R'OH

Ліази — ферменти, які каталізують розщеплення зв’язків, у тому числі й подвійних, без приєднання води.

Ізомерази — ферменти, які каталізують реакції ізомеризації.

Лігази (синтетази) — ферменти, які каталізують біосинте- тичні процеси з’єднання молекул з використанням енергії АТФ.

Кожний з шести класів ферментів поділяється на підкласи, а підкласи, в свою чергу,— на підпідкласи. Окремий фермент, згідно з сучасною класифікацією, має назву і шифр. У шифрі пер­ша цифра означає клас, друга — підклас, третя — підпідклас, четверта — даний конкретний фермент.

Поширення та локалізація найважливіших типів

Клас гідролаз (гідролітичних ферментів) включає біль­шість ферментів, які мають велике промислове або медичне засто­сування.

Підклас естерази (шифр 3.1.) — ферменти, які каталізують роз­щеплення і синтез складних ефірів відповідно до рівняння:

R—СОО—R, + Н₂0 R—СООН + R—ОН

Серед естераз слід відмітити ліпази, які каталізують розщеп­лення і синтез жирів. В організмі людини і тварин найбільш активна ліпаза міститься в соку підшлункової залози. Здатність розщеплю­вати жири відмічається у багатьох рослин. Ліпаза міститься в насінні злаків, олійних культур, таких як соя, соняшник, бавовник, льон. У той же час насіння кропиви дводомної бідне на ліпазу, вона знахо­диться переважно у вегетативних органах рослини. Можливість впли­ву ліпази повинна враховуватися при зберіганні рослинної сировини, що містить значну кількість олії. Підвищена вологість і температу­ра активізує ліпазу, що веде до розщеплення жирів з утворенням гліцерину й вільних жирних кислот.

До групи естераз належить таназа, фермент, який каталізує гідроліз таніну. Вона має виключну специфічність дії — розщеплює тільки ті складні ефіри, в кислотному компоненті яких є не менш як два фенольних гідроксили.

Карбогідрази (шифр 3.2) є ферментами, які каталізують гідроліз і синтез гомо- та гетероглікозидів.

До карбогідраз належать а- і fi-амілази. Амілази розщеплюють крохмаль до декстранів і мальтози, яка є кінцевим продуктом при повному гідролізі крохмалю цими ферментами. Найбільш активні амілази містяться в слині і соку підшлункової залози людини і тва­рин. Цікаво, що насіння рослин розрізняється за вмістом у них а- і р-амілази. Так, у непророслому зерні пшениці, жита і ячменю міститься лише р-амілаза; а-амілаза утворюється в них тільки після проростання. В соєвих бобах як у пророслих, так і у непророслих міститься р-амілаза.

fi-Фруктофуранозидаза (інвертаза, або сахароза) каталізує розщеплення сахарози на глюкозу і фруктозу. Цей фермент гідро- лізує зв’язок, який знаходиться при Р-глюкозидному атомі вугле­цю залишку фруктози, в той час як а-глюкозидаза гідролізує зв’я­зок у сахарозі при а-глюкозидному атомі вуглецю залишку глюкози:

p-Фруктофуранозидаза міститься в вищих рослинах, дріжджах, мікроорганізмах, травних соках тварин і людини, квітковому пилку.

Протеази (шифр 3.4), пептидгідролази ■— ферменти, які ката­лізують гідроліз пептидного зв’язку білків і поліпептидів згідно з рівнянням:

R—CCH-NH— R, + НОН ^ R— СООН + H,N— R.

Протеази поділяють на дві групи: протеїнази (ендопептидази) і пептидази (екзопептидази). Протеїнази гідролізують білки до пол­іпептидів, а поліпептиди розщеплюються пептидазами до аміно­кислот.

Серед протеїназ необхідно відзначити травні ферменти — пеп­син, трипсин,хімотрипсин.

Пепсин виділяється слизовою оболонкою шлунка. Він може бути отриманий у вигляді білкових кристалів з молекулярною масою 34 644. Молекула пепсину є одним поліпептидним ланцюгом, що скла­дається з 327 амінокислотних залишків. Оптимум дії знаходиться в межах pH 1,2-1,5. Пепсин, окрім білка, здатний гідролізувати пол­іпептиди і дипептиди. Встановлено, що він переважно розщеплює лише ті пептидні зв’язки, в утворенні яких беруть участь аміногру­пи тирозину і фенілаланіну. У клітинах слизової оболонки шлунка пепсин міститься у вигляді неактивного попередника — пепсиноге­ну. Внаслідок дії на пепсиноген вільного пепсину і соляної кислоти він перетворюється на активний пепсин.

Трипсин міститься в соку підшлункової залози. Його молеку­лярна маса дорівнює 24 000. Молекула трипсину складається з 229 амінокислотних залишків. Оптимальна зона дії відповідає pH 8-9. Ступінь гідролізу білків під дією кристалічного трипсину приблиз­но відповідає дії кристалічного пепсину, однак неочищений трипсин має значно більшу каталітичну активність. Кристалічний трипсин каталізує гідроліз лише тих пептидних зв’язків, в яких бере участь карбоксильна група лізину або аргініну. Трипсин утворюється з не­активного трипсиногену під дією ентерокінази. А далі сам трипсин впливає на перетворення трипсиногену в трипсин.

У соку підшлункової залози міститься також неактивний фер­мент хімотрипсиноген. Під дією слідів трипсину він перетворюєть­ся на активну протеїназу —хімотрипсин, побудований з 242 аміно­кислот. Оптимум дії спостерігається при pH 7,5-8,5.

Протеїнази містяться також у деяких рослинах, типовим пред­ставником є папаїн. Його отримують з молочного соку динного дерева. Оптимальна зона дії ферменту знаходиться в слабкокислій, нейтральній й слабколужній реакціях середовища (залежно від при­роди білка-субстрату). Дія папаїну та інших протеолітичних фер­ментів рослинного походження активізується синильною кислотою і сульфгідрильними сполуками, які містять SH-групу, перш за все цистеїн та відновлений глутатіон.

Протеїнази типу папаїну знайдені в плодах і стеблах ананаса (Ananas comosus) — бромелаїн, а також у молочному соку рослин роду Ficus — фермент фіцин.

Амідази (шифр 3.5). До цієї групи гідролітичних ферментів нале­жить уреаза, яка розщеплює сечовину до аміаку і вуглекислого газу: CO(NH₂)₂ + Н₂0 = С0₂ + 2NHj

Уреаза міститься в рослинах, пліснявих грибах і деяких бактер­іях. Велика кількість уреази знайдена в насінні сої і конвалії мечо­видної. Перспективним джерелом отримання цього ферменту є на­сіння кавуна.

Фізичні і специфічні властивості

Більшість ферментів — це глобулярні білки і лише деякі з них фібрилярні (наприклад, міозин). За формою глобулярні фер­менти є «еліпсоїдами обертання». Молекулярна маса ферментів зви­чайно знаходиться в межах від 10⁴ до 10*. Найчастіше зустріча­ються ферменти з молекулярною масою 20 000-60 000. Розмір молекул становить декілька десятків ангстрем.

Як і всі білки, ферменти мають амфотерність, електрофоретич­ну рухомість, не здатні до діалізу крізь напівпроникні мембрани, мо­жуть зв’язувати значну кількість води (гідратуватися), легко висад­жуються з водних розчинів солями або органічними розчинниками (ацетоном, етанолом), зберігаючи при цьому свої каталітичні влас­тивості.

Ферменти відрізняються від хімічних каталізаторів виключно високою ефективністю дії (підвищують швидкість реакції у 10¹⁰- 10^і3 разів) і специфічністю. Прийнято розрізняти абсолютну, абсо­лютну групову, відносну групову й оптичну специфічність. Абсолют­на специфічність передбачає спорідненість тільки до одного субстрату. Абсолютна групова специфічність виявляється у дії на речовини, які схожі за типом будови і мають певний зв’язок. Відносна групова специфічність можлива у випадках, коли фермент виявляє спе­цифічність до зв’язку між певними частинами молекули і абсолютно інер­тний до хімічної структури самої молекули. Оптична специфічність пе­редбачає спорідненість ферменту до однієї стереоізомерної форми субстрату.

Методи виділення і визначення активності

Виділення. Ферментні препарати за джерелами їх одер­жання поділяють на ферменти, які отримують з тканин тварин або плазми крові людини; ферменти — продукти життєдіяльності мікро­організмів; рослинні ферменти.

Сировиною тваринного походження можуть бути: підшлункова залоза забійної худоби (препарати трипсин, хімотрипсин, рибонук­леаза, пантрипін, панкреатин та ін.), слизова оболонка шлунка (пепсин, ацидинпепсин, абомін, пепсиділ), легені великої рогатої худоби (інгитрил), тканини серця великої рогатої худоби (цитох­ром С), сім’яники великої рогатої худоби (лідаза, ронідаза), при­родний шлунковий сік собак і коней (шлунковий сік), плазма крові людини (фібринолізин), білок курячих яєць (лізоцим). Відомо, що бджолиний мед має амілазну активність.

Використання тваринної сировини пов’язане з необхідністю пе­реробки великої кількості тканин забійної худоби для отримання не­обхідної кількості ферментів, а також створення спеціальних умов зберігання сировини. Перспективним є отримання ферментних пре­паратів з культур мікроорганізмів, зокрема з пліснявих грибів, бак­терій, дріжджів, актиноміцетів. Продуктами життєдіяльності мікро­організмів є такі препарати як а-амілаза, L-аспарагіназа, ораза, солізим, стрептокіназа та ін. Мікробна сировина доступніша, а мікроорганізми здатні виробляти значну кількість різноманітних за дією ферментів. До недоліків мікробної сировини слід віднести великий обсяг підготовчих робіт: вибір поживного середовища ви­рощування штамів-продуцентів’ додержання оптимального режиму стерилізації, культивування, контроль за процесом.

Для одержання ферментів використовують також рослинну си­ровину: латекс динного дерева, насіння чорнушки, насіння кавуна, квітковий пилок тощо. У ряді випадків перевага цього виду сирови­ни істотна: заготівля її технологічно простіша, матеріал можна ви­сушити, подрібнити, компактно упакувати і зберігати тривалий час без створення спеціальних умов.

Виділення і очищення ферментних препаратів залежить від інди­відуальних особливостей сировинного матеріалу, тому не є уніфі­кованими.

Перша стадія виділення внутрішньоклітинних ферментів тварин­ного і рослинного походження полягає в механічному руйнуванні клітин. Виділення ферментів з мікроорганізмів і субклітинних орга- нел є проблемою. Це зумовлено високою міцністю клітинної обо­лонки мікроорганізмів і міцним зв’язком ферментів з органелами. У таких випадках використовують спеціальні методи гомогенізації: фізичні (високий тиск, ультразвук, іонізуюча радіація, заморожуван- ня-відтаювання), хімічні (дія кислот, лугів, солей, органічних роз­чинників), ензиматичні (дія літичних ферментів), біологічні (інгібу­вання біосинтезу клітинної оболонки, дія фагів, антибіотиків).

Екстракцію ферментів проводять водою, розведеними розчи­нами кислот або лугів, буферними розчинами, органічними розчин­никами (етанол, ацетон, діоксан тощо). Екстрагент підбирають інди­відуально. Використовують також постадійну екстракцію різними екстрагентами.

Отримані екстракти забруднені баластними речовинами з різною молекулярною масою. Низькомолекулярні сполуки видаляють діа­лізом. Ліпіди екстрагують органічними розчинниками. Використо­вують кислотну, лужну або термічну денатурацію для переведення в нерозчинний стан баластних білків. Застосовують також осадження неактивних домішок солями важких металів.

Після попереднього очищення, а іноді й без нього, екстракт фракціонують. Для висадження ферментів використовують органічні розчинники (метанол, етанол, ізопропанол, ацетон, діоксан тощо), розчини солей, наприклад амонію сульфату. Для розділення і кон­центрування ферментних білків використовують різні методи хро­матографії (адсорбційну, іонообмінну, афінну), гель-фільтрацію на сефадексах. Концентрують ферменти також ультрацентрифугуванням.

Спосіб і техніку кристалізації підбирають індивідуально для кожного' ферменту. Але кристалічний стан не є критерієм його го­могенності: кристали ферменту іноді можуть містити домішки інших речовин.

Структуру ферментів визначають методами хімічної модифі­кації, рентгенівського структурного аналізу, спектроскопії. Існує метод сайтспецифічного мутагенезу, який базується на заміні амі­нокислот у білковій частині молекули методами генної інженерії.

Визначення активності. Ферменти стандартизують за їх актив­ністю. Визначення активності ферментів у біологічних об’єктах вик­ликає деякі труднощі. Частіш за все це пов’язане з тим, що фермен­ти в тканинах присутні в дуже малих концентраціях. Про активність ферментів свідчить швидкість реакції, яку вони каталізують за пев­них умов вимірювання. При оптимальній температурі, pH середови­

ща і повному насиченні субстратом швидкість реакції пропорційна концентрації ферменту, яку визначають за швидкістю зменшення субстрату або за швидкістю утворення продукту реакції.

Для вираження концентрації ферменту і кількісної оцінки його активності Комісія з ферментів Міжнародної біохімічної спілки рекомендувала міжнародну стандартну одиницю Е (або U). За оди­ницю активності будь-якого ферменту береться його кількість, яка в оптимальних умовах каталізує перетворення 1 мікромоля субстра­ту за хвилину (мкмоль/хв). У зв’язку з введенням Міжнародної си­стеми одиниць (СІ) запропоновано нове визначення ферментної оди­ниці — катал (кат, kat). Катал — це активність ферменту, при якій реакція перебігає з швидкістю 1 моль за 1 секунду (1 моль/сек). 1 Е відповідає 16,67 нанокаталам (нкат). Обидві одиниці вимірювання застосовуються нарівні. Вимірювання одиниць активності прово­дять при температурі 25 °С, оптимумі pH і концентрації субстрату, що перевищує концентрацію насичення. За цих умов швидкість за­лежить тільки від концентрації ферменту.

У практичній роботі з ферментами часто використовують щільну і молярну активності. Щільна активність ферменту — це число одиниць ферментної активності на 1 мг білка (або число ка- талів на 1 мг активного білка). Число молекул субстрату, яке підля­гає перетворенню однією молекулою ферменту за хвилину, прий­нято називати числом обертів, або молярною активністю. Кожному ферменту властива своя молярна активність. Карбоангідраза є найактивнішим з усіх відомих ферментів. Її молекулярна активність дорівнює 36 млн.

Біологічна дія та застосування

Порушення метаболічних процесів в організмі людини, які викликані відсутністю або зміненням активності будь-якого фер­менту, можуть бути зумовлені генетично (ензимопатії) або виника­ють внаслідок запальних процесів, травм, пухлин, оперативного втру­чання та ін. Лікування ферментами захворювань різної етіології здійснюється шляхом замісної терапії і використання ферментів у патологічному процесі.

З досвіду вітчизняної та закордонної ензимотерапії умовно виз­начають шість основних напрямків використання лікарських фермен­тних препаратів.

Замісна терапія захворювань шлунково-кишкового тракту. Використання ферментів при їх дефіциті у ШКТ сприяє засвоєнню поживних речовин, нормалізує секреторну діяльність. Наприклад, тритіказа — препарат, створений на основі розробленої в ДНЦЛЗ нової оригінальної рослинної субстанції з пророслого насіння пше­ниці (Triticum vulgare, род. Роасеае), містить амілолітичні ферменти (р- і а-амілаза), атакожр-галактозидазу, інвертазу, амінокислоти та мікроелементи. Гранули застосовують як засіб замісної терапії з ам- ілолітичною і протизапальною дією для лікування розладів травлен­ня, які виникли внаслідок недостатності функції ферментів, зокре­ма при хронічному панкреатиті різного походження.

Лікування гострих і хронічних запальних процесів і ран. Про­теолітичні ферменти гідролізують залишки ушкоджених запаленням тканин, гнійні ексудати, виявляють протизапальну, фібринолітичну і ранозагоювальну дії. Крім того, ферменти здатні потенціювати дію антибіотиків та підвищувати їх концентрацію в крові й ушкоджених тканинах. Ферментний препарат лізоцим безпосередньо виявляє бак­теріологічну дію, руйнуючи оболонки клітин мікроорганізмів. Пре­парати гіалуронідази (лідаза і ронідаза) сприяють розсмоктуванню рубців і спайок різного походження.

Ензимотерапія хвороб серцево-судинної системи. Лікарські засоби на основі протеолітичних ферментів поліпшують капілярну проникність кровоносних судин, забезпечують гіпотензивний і тром- болітичний ефекти. У терапії тромбозів застосовують трипсин, хімотрипсин, террилітин, фібринолізин, стрептокіназу, стреп- тодеказу, целіазу. При порушеннях процесів тканинного дихання ви­користовують препарат цитохром С.

Комплексна терапія онкологічних захворювань. Протеолітичні ферменти використовуються з кінця XIX ст. для лікування злоякіс­них пухлин. Під дією ензимів відбувається руйнування сітки, яка з’єднує пухлинні клітини між собою і з ендотелієм, протеоліз мем­бран ракових клітин, що призводить до зменшення і некрозу пухли­ни. У ферментотерапії злоякісних пухлин, крім протеаз і нуклеаз, використовують фермент L-аспарагіназу, який каталізує гідроліз не­замінної для росту ракових клітин амінокислоти аспарагіну до аспа- рагової кислоти і аміаку. З дефіцитом аспарагіну гальмується ріст пухлинних клітин і утворення метастазів. L-Аспарагіназа викорис­товується для лікування гострого лімфобластного лейкозу.

Лікування алергічних станів. Застосування антибіотиків пені- цилінового ряду супроводжується ризиком виникнення алергічних реакцій, а іноді й шокових станів. У цих випадках показано викорис­тання ферменту пеніцилінази. Цей інактиватор пеніцилінових анти­біотиків гідролізує їх р-лактамне кільце.

Використання ферментів як біохімічних реагентів. Іммобілі­зований фермент уреаза використовується в системі регенерації діа­лізу в апараті «штучна нирка». Каталізуючи гідроліз сечовини, уре­аза активно сприяє очищенню крові від токсичних речовин.

Дані щодо активності деяких ферментів наведені в табл. 2 Додатків.

При вивченні ферментних реакцій, які відбуваються в жи­вих організмах, було виявлено, що активність ферментів визначаєть­ся присутністю в середовищі активаторів та інгібіторів. Перші при­скорюють реакцію, другі гальмують її. Активаторами ферментів можуть бути різноманітні хімічні речовини. Так, хлороводнева кис­лота активізує дію пепсину, жовчні кислоти — панкреатичної ліпа­зи, иапаїн активується сполуками, які містять вільні SH-групи (глу- татіон, цистеїн). Особливо часто як активатори виступають іони дво- або одновалентних металів. Майже чверть усіх відомих ферментів мають потребу в металах для виявлення повної каталітичної актив­ності.

Інгібіторами ферментів називають речовини, які викликають ча­сткове або повне гальмування активності ферментів. Будь-які аген­ти, що викликають денатурацію білків, також спричиняють інакти­вацію ферменту, але подібне інактивування неспецифічне.

Практичне значення мають специфічні інгібітори. Вони засто­совуються в ензимології для встановлення природи активного цен­тру ферменту та його функціональних груп, для дослідження механ­ізму каталітичних реакцій і взагалі для вивчення метаболічних процесів в організмі. З інгібуванням ферментів пов’язана дія бага­тьох токсинів. Так, відомо, що отруєння синильною кислотою відбу­вається внаслідок гальмування дихального ферменту цитохромо- ксидази. Останніми роками інгібітори ферментів знаходять використання при патологічних процесах з надмірною активністю ферментів в організмі.

Практично всі відомі інгібітори впливають на гідролітичні фер­менти. Поки що в медицині використовуються інгібітори протеаз лише тваринного походження, які мають поліпептидну природу (пан- трипін, трієлін, трасилол, контрикал, гордокс та ін.) або синте­тичні. У рослинах різних родин знайдений ряд інгібіторів гідролі­тичних ферментів, таких як протеази, амілази, ліпази. Біологічна роль цих інгібіторів до кінця не з’ясована.

Багаті на інгібітори трипсину і хімотрипсину рослини родин бо­бових, м’ятликових і пасльонових., Найчастіше білки-інгібітори містяться в насінні і локалізуються в алейронових зернах, ядрах, хлоропластах та мітохондріях клітин. У деяких рослинах вони знай­дені в листках, стеблах, квітках, бульбах та ін. Вчені ДНЦЛЗ виді­лили з насіння сої (Glycine max, Fabaceae) інгібітор протеаз. Вив­чається можливість застосування його як лікарського засобу. У результаті проведених досліджень у ДНЦЛЗ також розроблена тех­нологія одержання з насіння пшениці інгібітору протеаз — інамілу. Препарат може бути використаний для клінічної діагностики захво-

рювань ШКТ і як гіпоглікемічний засіб для лікування порушень вуг­леводного обміну.

Інгібітори амілаз знайдені в запасаючих органах рослин, а та­кож листках, плодах та проростках. Вони представлені білками або фенольними сполуками, зокрема танідами. Багаті на інгібітори амі­лаз види родин бобових, м’ятликових та чайних.

Природні інгібітори ліпаз, які були виділені з рослин, належать до класу білків або ліпідів і мають високу активність по відношен­ню до панкреатичних ліпаз. Інгібітори ліполітичних ферментів знай­дені лише в насінні. Проходить клінічне випробування препарат бра- гузоль, одним з діючих речовин якого с інгібітор ліпаз з насіння рапсу ярового (Brai ssica пат pus var. oleifera). Препарат призначе­ний для лікування інфекційних захворювань верхніх дихальних шляхів. Протизапальна властивість брагузоля забезпечується інгібітором ліпази, здатним пригнічувати активність ліполітичних ферментів у зоні формування запального процесу.

ЛІКАРСЬКІ РОСЛИНИ ТА СИРОВИНА,

ЯКІ МІСТЯТЬ ФЕРМЕНТИ

НАСІННЯ ЧОРНУШКИ — SEMINA NIGELLAE

Ч орнушка дамаська —Nigella damascena L., род. жовтецеві —

Ranunculaceae

Чернушка дамасская; назва походить від латин, nigellus, -а, - um — чорнуватий, damascenus — дамаський.

Рослина однорічна трав’яни­ста заввишки 40-60 см. Листки чергові, двічі- або тричіперисто- розсічені на лінійно-шиловидні ча­стки, завдовжки 6-10, завширшки

3. 5 см. Верхні листки зближені на­вколо квітки і утворюють над нею покривало, у 2-3 рази більше за квітку. Квітки поодинокі, пра­вильні, двостатеві, з п’ятьмапелю- стковидними чашолистками. Чашо­листки довгасті, гострокінцеві, синього або білого кольору. Пелюсток п’ять— вісім. Плід коробоч- коподібний, ценокарпний, завдовжки 1,5-3 см, складений з п’яти зрос­

лих листянок. Насіння завдовжки 2-3 мм, завширшки 1,5-2 см, яй­цевидної, рідше клиновидно-тригранної форми; дві грані широкі, май­же плоскі, третя — вужча та злегка опукла. Поверхня насіння попе- речнозморщена, дрібнозерниста, матова; колір чорний; запах ароматний, смак пряний, пекучий. Цвіте в червні-липні, плоди визрівають у серпні-вересні.

Поширення. Походить з Середземномор’я. Культивується в Європі, Єгипті, Індії, США. На півдні Європи та Кавказі вирощуєть­ся як декоративна й пряносмакова рослина. Введена в культуру в Ук­раїні.

Заготівля. Збирання сировини механізоване, використовують комбайни та зерноочищувальні машини. Насіння вимолочують із стиглих плодів. Сушіння штучне при температурі 40-50 °С.

Хімічний склад сировини. Насіння містить фермент ліпазу, жирну олію (35 %), ефірну олію, алкалоїди дамасцеїн і дамасценін, стерини, вітамін Е, меланін.

Біологічна дія та застосування. З насіння отримують фермент нігедазу, який гідролізує рослинні і тваринні жири. Препарат ніге- даза застосовується при хронічних панкреатитах із зниженою ліпо- літичною активністю, хронічних захворюваннях ШКТ. Випускаєть­ся в таблетках, вкритих оболонкою, що забезпечує цілковите збереження активності ферменту при нормальній і підвищеній кис­лотності шлункового соку і часткове — при зниженій кислотності. Нігедаза в комплексі з ферментом оразою входить до складу пре­парату орнізим-Д, який призначають дітям при захворюваннях, по­в’язаних з недостатністю травних ферментів.

НАСІННЯ КАВУНА — SEMINA C1TRULU

Кавун звичайний — Citrullus vulgaris Schrad, род. гарбу­зові Cucurbitaceae

Арбуз обыкновенный; назва походить від латин, citrus — цит­русове дерево; lanatus від латин, lana — вовна; vulgaris, -е — зви­чайний.

Рослина. Однорічна ліана. Стебло чіпке, з вусиками, завдовж­ки 2-5 м. Листки чергові, черешкові, двоякоперистороздільні або двоякоперисторозсічені, завдовжки до 25 см. Рослина однодомна. Жіночі квітки більші за чоловічі. Чашечка формується з п’яти зрос­лих чашолистків, віночок п’ятироздільний, жовтий. Плід — велика куляста або видовжена з соковитим м’якушем ягода зеленого або білуватого кольору, іноді смугаста. Насіння плескате, яйцевид­ної форми, завдовжки 0,7-1,5, завширшки 0,5—1 см, у середній частині завтовшки 0,1-0,2 см. Сім’ядолі вкриті твердою гла­денькою шкіркою темного кольору. Цвіте у червні-липні, плоди до­стигають у серпні-вересні.

Поширення. Походить з пустель та напівпустель Південної Африки. Культивується як харчова культура. В Україні вирощують переважно в півден­них районах.

Заготівля. Плоди збирають вручну вибірково, після достигання; розр­ізають, вибирають насіння, очищають від залишків м’якоті; сушать на повітрі.

Хімічний склад сировини. Насіння містить фермент уреазу, жир­ну олію, м’якуш кавуна — сахари (8-9 %, переважно фруктоза), пектинові речовини, клітковину, органічні кислоти (яблучна, лимонна та ін.), фолієву кислоту і незначну кількість інших вітамінів (С, В,, В₂, В₆, РР і (і-каротин), солі заліза і калію.

Біологічна дія та застосування. Уреаза використовується в апа­раті «штучна нирка», де каталізує гідроліз сечовини і сприяє очи­щенню крові від токсинів. М’якуш використовують у дієтичному харчуванні хворих на уролітіаз, атеросклероз, цукровий діабет, жовчнокам’яну хворобу, гастрити, недостатність кровообігу, по­дагру тощо.