Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт
Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2006 год, Том 3, выпуск 2), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
При конструировании медико-биологических препаратов для диагностики различных инфекционных заболеваний, зачастую возникает необходимость иммобилизации белков (антигенов или иммуноглобулинов) на поверхности исскуственных или природных мембран. Липосомы, содержащие в структуре бислоя подобные макромолекулы, приобретают биоспецифические свойства, которые позволяют им принимать непосредственное участие в различных серологических реакциях. Чувствительность той или иной реакции может быть существенно повышена за счет введения во внутренний объем липосом веществ-маркеров. Для связывания белковых веществ с липосомами широко используются функциональные сшивающие агенты (глютаровый альдегид, карбодиимид и т.д.). Кроме того, повысить сродство белка к фосфолипидной мембране можно путем модификации свободных аминогрупп белка реакционно способными производными длинноцепочечных жирных кислот, в частности их галогенангидридами.
Целью нашей работы явилось получение липосом с включенным во внутренний объем в качестве флуоресцирующего маркера ФИТЦ (флуоресцеинизотиоционат натрия) и фиксированными на их поверхности в одном случае капсульным антигеном чумного микроба, а в другом - иммуноглобулинами класса G против фракции I.
Связывание белка с липосомами проводили как методом ковалентной сшивки, так и путем его гидрофобизации. Гидрофобную модификацию белка проводили с помощью галогенангиндрида пальмитиновой кислоты. Для этого в 1% раствор дезоксихолата натрия добавляли раствор пальмитоилхлорида в ацетоне до концентрации 3-4 мг/мл. Смесь в течение 2 минут обрабатывали ультразвуком и быстро вносили раствор белка до концентрации 2,5-3 мг/мл с последующей инкубацией на холоду в течение 2 часов при постоянном перемешивании. Активность белковых биоспецифических компонентов до и после модификации проверяли в РНГА. Липосомы получали детергентным методом. В круглодонную колбу вносили хлороформную смесь фосфолипидов, выделенных из головного мозга свиньи (общая концентрация липидов на 1 мл включаемой водной фазы составляла 10 мкмоль), и раствор включаемого вещества (ФИТЦ в концентрации 150 ммоль). Полученную суспензию озвучивали в течение 1-2 минут при 22 кГц и удаляли органический растворитель на роторном испарителе. Гель смывали смесью модифицированного белка в 1 % растворе дезоксихолата натрия. Очистку препарата от несвязавшихся иммуноглобулинов проводили на колонке с сефадексом G-200, а неммобилизованный антиген отделяли на колонке с сефарозой 4-В. В РНГА получены результаты, позволяющие говорить о более чем 50 % встраивании модифицированных белков в мембрану липосом. Ковалентное связывание белка осуществляли следующим образом: к липосомам, предварительно полученным методом «выпаривания в обращенной фазе» и содержащим ФИТЦ, добавляли раствор биоспецифического белка до конечной концентрации 2,5-3 мг/мл. Фиксацию белка на поверхности липосом проводили в присутствии 0,1 % глутарового альдегида (инкубация с перемешиванием 18 ч). Полученный раствор коньюгата переносили в диализный мешок и диализовали против 0,1 М фосфатно-солевого буфера (рН 7,4) в течение 18-20 ч при 4-6 ˚С. Несвязавшиеся белковые компоненты отделяли гель-хроматографией по вышеописанному варианту. Активность нативных биоспецифических белков и белковых компонентов, иммобилизованных в липосомальный бислой оценивали в РНГА (после встраивания их в липосомальную мембрану уменьшалась незначительно). При этом ни ковалентное закрепление белка на поверхности липосомы, ни его гидрофобизация не нарушают целостности липосомальной мембраны, поскольку уровень флуоресценции ФИТЦ, заключенного во внутренний объем везикул, оставался постоянным после всех манипуляций. Однако анализ хроматографических фракций, собранных после очистки от несвязавшегося материала на колонке, показал, что при гидрофобной модификации удается фиксировать большее количество белка, нежели чем при ковалентной сшивки. Тем не менее, оба варианта связывания белка с липосомальной мембраной доказывают свою пригодность для получения иммобилизованных липосом, которые в дальнейшем можно использовать при конструировании препаратов для индикации возбудителя чумы.