ИЗУЧЕНИЕ СТЕПЕНИ СВЯЗЫВАНИЯ РАДИОНУКЛИДА ЙОД-125 С РАЗЛИЧНЫМИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ МАКРОМОЛЕКУЛАМИ

STUDY OF THE DEGREE OF BINDING OF IODINE-125 RADIONUCLIDE WITH VARIOUS BIOLOGICAL MACROMOLECULES
Цитировать:
ИЗУЧЕНИЕ СТЕПЕНИ СВЯЗЫВАНИЯ РАДИОНУКЛИДА ЙОД-125 С РАЗЛИЧНЫМИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ МАКРОМОЛЕКУЛАМИ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Хажиев Л.О. [и др.]. 2021. 11(89). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/12482 (дата обращения: 16.08.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена исследованию степени связывания радионуклида йод-125 без носителя с биологическими макромолекулами методом жидкостного электрофореза и гамма-радиометрии. В качестве носителя использована смесь йодида, йодата и гидрокарбоната натрия, а в качестве электролита фосфатный буферный раствор с рН 7,0 ± 0,2. Показано, что степень связывания йод-125 с макромолекулами использованных в экспериментах составила более 90 %.

ABSTRACT

The article is devoted to the study of the degree of binding of the iodine-125 radionuclide without a carrier to biological macromolecules by liquid electrophoresis and gamma radiometry. A mixture of iodide, iodate and sodium bicarbonate was used as a carrier, and a phosphate buffer solution with a pH of 7.0 ± 0.2 was used as an electrolyte. It was shown that the degree of binding of iodine-125 with macromolecules used in the experiments was more than 90%.

 

Ключевые слова: макромолекула, гамма-радиометр, лактопероксидаза

адренокортикотропин гипоталамуса, реактив Болтон-Хантера, буферный раствор.

Keywords: macromolecule, gamma radiometer, lactoperoxidase adrenocorticotroping, hypothalamus, Bolton-Hunter reagent, buffer solution.

 

Введение

Соединения, меченные радиоизотопами йода, являются тонким инструментом исследований в различных областях ядерной медицины, а также в диагностике и лечении при различных онкологических заболеваниях.

Среди радиоактивных изотопов йода самым популярным для исследовательских работ в науке и медицине является йод-125. Это связано с тем, что йод-125 имеет удобный для исследований период полураспада и энергию ядерного излучения. Исследования с йодом-125, в основном, проводятся в присутствии белков и пептидов, которые широко используются для иммунологических, рецепторных, гормональных и др. исследований. При йодировании белка его физико-химические и био-физиологические свойства практически не меняются, что очень важно для последующего использования меченого препарата.

Использование 125I в радиоиммунном анализе и радиорецепторном тестировании позволяет определить количество вещества не только в плазме или сыворотке крови, но и в любой биологической жидкости, выяснить его физиологические свойства, его иммунореактивность и биологическую активность. Как химическая модификация, радиойодирование используется для исследования локализации тирозиновых и гистидиновых остатков в белковой макромолекуле, их участия в функционировании белка, при проведении фармакокинетических исследований, для оценки скорости выведения из организма различных антибиотиков, соматотропных, психотропных и других лекарственных препаратов. Достоверность получаемой информации в существенной степени зависит от качества используемого радиолиганда [1]. Радиойодирование белков, нуклеиновых кислот и их компонентов широко применяется при изучении их метаболизма, рецепции, локализации в надмолекулярных структурах, для радиотестирования in vitro и in vivo в медицине [2-4].

В настоящей работе приведены результаты экспериментов по исследованию степени связывания радионуклида йода-125 без носителя с различными биологическими макромолекулами методом жидкостного электрофореза.

Экспериментальная часть

Связывание радионуклида йода-125 с биологическими макромолекулами определяли методом жидкостного электрофореза. В качестве носителя использовали смесь йодида, йодата и гидрокарбоната натрия, а в качестве электролита фосфатный буферный раствор с рН 7,0 ± 0,2. Измерение распределения активности 125I по длине хроматографической полоски проводили с использованием четырехканального γ-радиометрического устройства NP-424L.

Реактивы: хлорамин-Т, адренокортикотропин гипоталамуса (АКТГ), реактив Болтона-Хантера (БХ), лактопероксидазa (ЛП)- (SigmaAldrich (США)), гидрокарбонат натрия (NaHCO3), йодат калия (KIO3), йодид калия (KI), калий фосфорнокислый однозамещенный (KH2PO4), натрий фосфорнокислый двузамещенный безводный (Na2HPO4) – квалификации «хч».

Методика эксперимента: для определения связывания радионуклида йод-125 с биологическими макромолекулами в три конические пробирки Эппендорфа (объем 0,5 мл) вносили по 5 мК и субстанции йодида натрия, меченого йодом-125. В первую и вторую пробирку вносили по 10 мкл раствора  хлорамина-Т, а в третью пробирку 15 мкл раствора ЛП (2 мг/мл) и хорошо перемешивали. Через 2-3 мин в первую пробирку добавили 15 мкл раствора АКТГ (2 мг/мл), во вторую пробирку 20 мкл реактива БХ (2 мг/мл) и в третью пробирку 15 мкл раствора АКТГ (2 мг/мл) и вновь тщательно перемешивали.

Реакционную смесь помещали в термостат с температурой 37ºС на 15 мин. Затем в каждую реакционную смесь добавляли 250 мкл дистиллированной воды.

Полоски хроматографической бумаги готовили следующим образом. Бумагу марки «С» разрезали на полоски размером 15 х 250 мм. Отступив от одного края на 50 мм (стартовая линия), наносили10-20 мкл раствора носителя (состав носителя - 100 мг йодида калия, 200 мг йодат калия и 1г бикарбоната натрия в 100 мл бидистиллированной воде). После высушивания раствора на воздухе, на то же место наносили 1 мкл раствора макромолекулы, меченой  125I (активность 0,96 МБк).

Полоску увлажняли фосфатным буферным раствором с рН 7,0 + 0,2 и помещали в камеру прибора для электрофореза так, чтобы линия старта располагалась со стороны катода. Разделение проводили в течение 50 мин в охлажденной камере при градиенте потенциала 16 В/см. В качестве электролита использовали фосфатный буферный раствор с рН 7,0 + 0,2.

Полученную электрофореграмму высушивали при комнатной температуре, обклеивали с двух сторон полиэтиленовой пленкой с липким слоем (ГОСТ 20477-86) и измеряли скорость счета отдельных участков электрофореграммы шириной по 1 см, начиная от линии старта к финишу радиометрическим методом.

По проявленной электрофореграмме определяли степень связывания125I в макромолекулу измерением с помощью γ-радиометрического устройства в течение 10 с. Доля макромолекулы, меченого йодом-125 в реакционной смеси должна быть не менее 85,0 % от общей радиоактивности, а значение Rf в пределах 0,0-0,4, в то время как значение Rf не связанных ионов йода-125 в пределах 0,9±0,02. Перед измерениями гамма активности измеряли фон, 3 раза по 10 с. Результат усредняли.

По соотношению площадей пиков, соответствующих основной 125I-макромолекуле и примесным формам йода-125 ионов вычисляли степень связывания:

где:

Σпик – сумма импульсов 125I-макромолекулы в пике;

Σобщ – общая сумма импульсов;

Dсв – степень связывания.

Результаты измерений приведены в таблице 1 и рисунке 1.

Таблица 1.

Результаты измерений мечения радионуклида йода-125, без носителя с различными биологическими макромолекулами

Наименование биологической макромолекулы

АКТГ с ХЛТ

БХ с ХЛТ

АКТГ с ЛП

1

10182

10141

11447

2

64346

53770

46587

3

29495

11734

20463

4

4549

2188

3308

5

306

388

315

6

257

220

289

7

281

267

276

8

320

240

231

9

1031

261

466

10

3070

656

1410

11

1150

229

265

12

210

215

218

Dсв

94,5 %

97,4 %

96,3%

 

Рисунок 1. Гистограмма распределения 125I-макромолекула по длине электрофореграммы

 

Заключение

Методом жидкостного электрофореза и гамма-радиометрии исследована степень связывания радионуклида йод-125 при мечении им различных макромолекул белков и пептидов. Экспериментально установлено, что степень связывания йода-125 со всеми тремя исследованными макромолекулами составляет более 90%.

 

Список литературы:

  1. Макаренко М.В., Усанов С.А. Синтез и тестирование[125I]-маркеров для аналитических целей: Проблемы и новые подходы // Институт биоорганической химии НАНБ. Минск, 2006.№1.-C. 268-279.
  2. Миролюбова О.Ю., Макаренко М.В., Климович В.Б., и др. Распределение [125I]-моноклональных антител к белкам Бенс-Джонса в организме животных// Мед. радиология.-1990. Т. 35, №6.- С. 25-27.
  3. Макаренко  М.В.Ферментативный  способ  получения[125I]-меченных белковых антигенов и моноклональных антител// Вести НАН Беларуси. Сер. хим. н.-1992. №5-6.-С. 79-84.
  4. Дрожденюк А.П., Макаренко М.В., Сенчук Ю.В.,  Усанов  С.А.,  Мороз  И.Н.  Специфическое микроопределение ретинол-связывающего  белка  человека  в  биологических  жидкостях // VI Менделеевский съезд общей прикладной химии. Москва, 1998.-С. 44-45.
Информация об авторах

соискатель PhD степени Института ядерной физики АН РУз, инженер-технолог ГП «Радиопрепарат», Узбекистан, г. Ташкент

Independent aspirant Institute of nuclear physics AS RUz and engineer-technolog State Enterprise «Radiopreparat» INP AS RUz, Tashkent, Uzbekistan

доц. тех. наук, профессор, директор Института ядерной физики АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Science, professor, Director Institute of nuclear physics AS RUz, Tashkent, Uzbekistan

канд. тех. наук, директор Предприятия «Радиопрепарат» Институт ядерной физики АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент

Candidate of Science, Director State Enterprise «Radiopreparat» INP AS RUz, Tashkent, Uzbekistan

канд. тех. наук, Начальник ОКП Предприятия «Радиопрепарат», Институт ядерной физики АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент

Candidate of Science, Head PCD State Enterprise «Radiopreparat» INP AS RUz, Tashkent, Uzbekistan

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top