1. В процесі культивування клітин Dunaliella змінюється інтенсивність синтезу нуклеїнових кислот, а на 16-ту-20-ту добу спостерігається відносна синхронізація процесів проліферації клітин в культурі.
2. В процесі культивування клітин Dunaliella зменшується швидкість поглинання міченого H14CO3-, що пов'язано зі зміненням фізико-хімічних властивостей культуральної рідини.
3. В оптимальних умовах культивування (25 °C, круглодобове освітлення, 6 клк) в клітинах D. salina містилося в 2 рази більше каротиноїдів і в 1,5 рази більше нейтральних ліпідів порівняно з D. viridis. В клітинах D. salina і D. viridis близько 55% від усіх нейтральних ліпідів припадає на неетерифіковані жирні кислоти. Виявлено існування базового рівня вмісту каротиноїдів.
4. За швидкістю синтезу каротиноїди D. salina і D. viridis розташовуються в такій послідовності: β-каротин>ксантофіли віолаксантинового циклу>лютеїн. На базовому рівні вміст β-каротину в клітинах D. viridis залишається незмінним в процесі культивування, а в клітинах D. salina - змінюється ритмічно.
5. На початкових стадіях культивування D. salina (4-та-8-ма доба росту) спостерігається пряма кореляція між швидкістю синтезу ДНК і вмістом каротиноїдів. Надалі (12-та-16-та доба) характер залежності між швидкістю синтезу ДНК і метаболізмом каротиноїдів змінюється на протилежний.
6. Швидкість поділу клітин Dunaliella залежить від початкової концентрації клітин в культурі. Найбільший приріст кількості клітин спостерігається за початкової концентрації 2,5 млн. клітин в 1 мл культурального середовища.
7. Інгибування росту культури Dunaliella збільшенням концентрації клітин до 10 млн./мл і збільшення освітлення до 8 клк і температури культивування до 38-40 °C супроводжувалося збільшенням вмісту β-каротину в клітинах D. salina і D. viridis в 2-3 рази, стероїдів - в 2-3 рази, неетерифікованих жирних кислот - в 2-4 рази, триацилгліцеридів і ефірів стероїдів - в 2-3 рази. Таким чином, був виявлений індукований рівень синтезу β-каротину в клітинах Dunaliella, за якого видова різниця між D. salina і D. viridis за вмістом каротиноїдів і нейтральних ліпідів повністю ліквідувалася.
8. Зразки біомаси і ліпідно-каротиноїдного екстракту D. viridis впливають на процеси синтезу і транспорту РНК в клітинах печінки щурів з експериментальним гепатитом і можуть бути рекомендованими для розробки гепатотропних лікарських препаратів.
15
СПИСОК ПРАЦЬ. ЩО ВІДОБРАЖАЮТЬ
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Хомяков Г.В., Догадина Т.В., Комаристая В.П. Действие сублетальных доз ионов меди на культуру Dunaliella viridis Teod. (Chlorophyta) // Альгология. - 1994. - Т. 4, N4. - С. 30-35.
2. Комаристая В.П., Божков А.И., Догадина Т.В. Интенсивность синтеза нуклеиновых кислот у водорослей рода Dunaliella Teod. в процессе периодического культивирования // Альгология. - 1997. - Т. 7, N4. - С. 350-357.
3. Комаристая В.П. Влияние исходной концентрации клеток и возраста культуры на динамику роста и накопление β-каротина в клетках Dunaliella viridis Teod. // Биологический вестник. - 1997. - Т. 1, N1. - С. 100-106.
4. Комаристая В.П. Влияние биомассы и хлорофилл-каротиноидного экстракта Dunaliella viridis Teod. на синтез РНК в клетках печени крыс с экспериментальным гепатитом и фиброзом печени // Биологический вестник. - 1998. - Т.2, N1. - С. 57-60.
5. Божков А.И., Мензянова Н.Г., Комаристая В.П. Массовое культивирование микроводорослей и получение биомассы определенного состава. // Свідоцтво про державну реєстрацію прав автора на твір ПА N641. Зареєстровано в Державному агентстві України з авторських і суміжних прав 30 липня 1997 року. - 9 с.
6. Комаристая В.П. Влияние разных доз ионов меди на экскрецию белков клетками водорослей Dunaliella viridis Teod. // Актуальні питання ботаніки і екології. Конференція молодих учених і спеціалістів, (19-21 жовтня 1993, Ялта). Тези доповідей. - Київ, 1993. - с. 61.
7. Комаристая В.П. Влияние темнового периода на выход биомассы и β-каротина у двух видов Dunaliella Teod. // Материалы научной конференции молодых ученых биологического факультета и научно-исследовательского института биологии. - Харьков, 1996. - с. 30.
8. Комаристая В.П. Зависимость динамики роста культур одноклеточных водорослей от популяционного возраста исходной культуры // Материалы научной конференции молодых ученых биологического факультета и научно-исследовательского института биологии. - Харьков, 1996. - с. 27-28.
9. Комаристая В.П. Зависимость скорости роста культуры одноклеточных организмов после пересева от возраста исходной культуры // Біологічні механізми старіння. Міжнародний сімпозіум (15-17 травня 1996 року), тези доповідей. - Харків, 1996. - с. 75.
16
АНОТАЦІЯ
Комариста В.П. Взаємозв'язок інтенсивності проліферації і ліпідно-каротиноїдного обміну в клітинах Dunaliella Teod. та вплив ліпідно-каротиноїдних екстрактів на функціональну активність гепатоцитів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Харківський державний університет Міністерства освіти України, Харків, 1999.
Дисертацію присвячено дослідженню взаємозв'язку метаболізму каротиноїдів, ліпідів і проліферації клітин Dunaliella, а також впливу ліпідно-каротиноїдних екстрактів цих мікроводоростей на функціональну активність печінки при гепатиті і фіброзі. Сформульовано гіпотезу базового та індукованого рівня каротиногенезу в клітинах водоростей. Для базового рівня характерною є пряма кореляція інтенсивності проліфераціі з вмістом каротиноїдів у клітині, для індукованого - зворотна кореляція з інтенсивністю проліфераціі і пряма - з накопиченням нейтральних ліпідів. Зразки біомаси і екстракту D. viridis впливають на синтез і транспорт РНК в клітинах печінки щурів з гепатитом і рекомендуються для розробки гепатотропних препаратів.
Ключові слова: Dunaliella, проліферація, каротиноїди, нейтральні ліпіди, гепатит, фіброз печінки.
АННОТАЦИЯ
Комаристая В.П. Взаимосвязь интенсивности пролиферации и липидно-каротиноидного обмена в клетках Dunaliella Teod. и влияние липидно-каротиноидных экстрактов на функциональную активность гепатоцитов. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 - биохимия. - Харьковский государственный университет Министерства образования Украины, Харьков, 1999.
Диссертация посвящена исследованию взаимосвязи метаболизма каротиноидов, липидов и пролиферации клеток Dunaliella, а также влияния липидно-каротиноидных экстрактов этих микроводорослей на функциональную активность печени при гепатите и фиброзе. Сформулирована гипотеза базового и индуцированного уровня каротиногенеза в клетках водорослей. Для базового уровня характерна прямая корреляция интенсивности пролиферации с содержанием каротиноидов в клетке, для индуцированного - обратная корреляция с интенсивностью пролиферации и прямая - с накоплением нейтральных липидов. Образцы биомассы и экстракта D. viridis влияют на
17
синтез и транспорт РНК в клетках печени крыс с гепатитом и рекомендованы для разработки гепатотропных препаратов.
Ключевые слова: Dunaliella, пролиферация, каротиноиды, нейтральные липиды, гепатит, фиброз печени.
ABSTRACT
Komaristaya V.P. Interconnections between proliferation intensity and lipid-carotenoid metabolism in Dunaliella Teod. and effect of the lipid-carotenoid extracts on hepatocytes functional activity. - Manuscript.
Thesis for a candidate's degree by speciality 03.00.04 - biochemistry. - Kharkiv State University of Ministry of education of Ukraine.
The dissertation is devoted to investigation of interconnections between carotenoid and lipid metabolism and proliferation activity in the unicellular algae of genus Dunaliella cells as well as to definition of their lipid-carotenoid extracts effect on several liver functional activity indexes under hepatitis and liver fibrosis.
While cultivating Dunaliella the intensity of nucleic acids synthesis in the cells was changing and on the 16-th-20-th days the relative synchronization of cell proliferation processes occurred in the culture. This fact was discovered using radioactive labeling of nucleic acids with NaH14CO3 and confirmed by DNA labeling with [14C]thymidine. The H14CO3- absorption rate decreased in the cultivation process and that was connected to the physico-chemical properties of culture medium changing during the culture growth. After changing culture medium for the fresh one the incorporation of H14CO3- in the cells of cultures of different ages became equal.
The β-carotene content in D. salina cells was changing rhythmically in the process of culture growth under the optimal conditions. On the initial stages of D. salina culture growth the straight correlation between β-carotene content and DNA synthesis was observed but on the further stages of the growth the correlation became reverse. The β-carotene content in D. viridis cells remained constant during the cultivation. The neutral lipids content in the cells of the both species remained unchanged during the cultures growth and this fact made it possible to conclude that it was independent on carotenoid metabolism and the rhythmical pattern of β-carotene content in D. salina cells depended on carotenoids interconvertions themselves.
The investigation of different carotenoid fractions synthesis in the both species showed the individual patterns of synthesis rate for β-carotene, lutein and the violaxanthin cycle xanthophylls that were
18
depended on the culture growth stage. β-carotene was the most rapidly synthesized carotenoid in Dunaliella cells, violaxanthin cycle xanthophylls came the next, and lutein was the most slowly synthesized. It was somewhat surprising as the lutein content was the greatest - 60% of the total carotenoid content in the cell. Using H14CO3- as the precursor it could not be a success to evaluate the input of the different fractions synthesis in the β-carotene content fluctuations during the culture growth because of different H14CO3- absorbtion rates in the cultures of different ages. Nevertheless, carotenoid metabolism was under control of different conditions which were changing during the cultures growth such as the concentration of cells was.
The inhibition of Dunaliella culture growth by cells concentration increase, high light intensity and superoptimal temperature led to the β-carotene, triacylglycerides, sterols and their esters content 2-3 time increase and the non-esterified fatty acids content 2-4 time increase in the cells of the both species.
It was proposed the hypothesis of basic and induced carotenogenesis levels in the algae cells. On the basic level the straight correlation between proliferation intensity and β-carotene content was characteristic but the correlation with neutral lipids accumulation was absent. On the induced level of carotenogenesis the reverse correlation with proliferation intensity and the straight connection with neutral lipids accumulation were characteristic. On the basic level under the optimal cultivation conditions D. salina cells contained 2 times more carotenoids and 1,5 times more neutral lipids than D. viridis cells did. Our data showed that the both species investigated under the inductive conditions may be prospective carotenoids and lipids producers.
The samples of D. viridis biomass and lipid-carotenoid extract influenced RNA synthesis and transport processes in liver cells of the rats suffering from the experimental hepatitis induced by the local hyperthermy of liver. Three time administration of D. viridis biomass led to RNA labeling with [14C]orotic acid decrease in nuclei, cytosol and microsomes fractions of rat liver cells comparing to the animals that had obtained placebo. The extract decreased RNA putative radioactivity in nuclei slightly but increased the one in cytosol and microsomes. The samples did not influence RNA synthesis in rat liver cells under the experimental fibrosis induced by copper sulfate administration and the neutral lipids content in liver cells under both hepatitis and fibrosis. The samples were recommended for hepatotropic drugs elaboration.
Key words: Dunaliella, proliferation, carotenoids, neutral lipids, hepatitis, liver fibrosis.
| 
