zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1525Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕSPECTROSCOPY IN BIOLOGY AND MEDICINEРегистрация бромирующей активности миелопероксидазы с помощью флуоресцеинаRegistration of the Myeloperoxidase Brominative Activity Using FluoresceinГригорьеваД. В.GrigorievaD. V.

Минск

Minsk

dargr@tut.byГорудкоИ. В.GorudkoI.  V.

Минск

Minsk

РеутВ. Е.ReutV. E.

Минск

Minsk

СимакинА. В.SimakinA. V.

Москва

Moscow

asimakin@gmail.comКостевичВ. А.KostevichV. A.

Санкт-Петербург

Москва

St. Petersburg

Moscow

   

ГорбуновН. П.GorbunovN. P.

Санкт-Петербург

Москва

St. Petersburg

Moscow

ПанасенкоО. М.PanasenkoO. M.

Москва

Moscow

o-panas@mail.ruСоколовА. В.SokolovA. V.

Санкт-Петербург

Москва

St. Petersburg

Moscow

biochemsokolov@gmail.comБелорусский государственный университетБеларусьBelarusian State UniversityBelarusИнститут общей физики им. А. М. Прохорова РАНРоссияProkhorov General Physics Institute of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут экспериментальной медицины; Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю. М. Лопухина Федерального медико-биологического агентстваРоссияInstitute of Experimental Medicine; Lopukhin Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine of Federal Medical Biological AgencyRussian FederationФедеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю. М. Лопухина Федерального медико-биологического агентстваРоссияLopukhin Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine of Federal Medical Biological AgencyRussian Federation202427042024912234244Copyright © Григорьева Д.В., Горудко И.В., Реут В.Е., Симакин А.В., Костевич В.А., Горбунов Н.П., Панасенко О.М., Соколов А.В., 20242024Григорьева Д.В., Горудко И.В., Реут В.Е., Симакин А.В., Костевич В.А., Горбунов Н.П., Панасенко О.М., Соколов А.В.Grigorieva D.V., Gorudko I.V., Reut V.E., Simakin A.V., Kostevich V.A., Gorbunov N.P., Panasenko O.M., Sokolov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1525

Исследовано изменение спектрально-люминесцентных свойств флуоресцеина после его взаимодействия с различными активными формами кислорода и галогенов (О2•–, H2O2, HOCl, HOBr, HOSCN, N-хлорамин и N-бромамин таурина), а также в системе миелопероксидаза (МПО)-Н2О2-Cl–/Br–/SCN–. Установлено, что после взаимодействия исключительно с HOBr, а также в системе МПО-Н2О2-Br– флуоресцеин превращается в соединение с максимумом поглощения на 518 нм. Максимум флуоресценции данного соединения регистрируется на длине волны 540 нм при возбуждении на 520 нм, что соответствует характеристикам бромированного флуоресцеина — эозина Y. Подобраны оптимальные условия (фосфатно-солевой буфер (рН 7.4), содержащий 137 мМ NaCl, 5 мкМ флуоресцеина, 15—30 мМ NaBr и 25—50 мкМ Н2О2) для регистрации образования в растворе HOBr, на основании чего предлагается качественный метод определения бромирующей активности МПО in vitro. С использованием разработанного метода исследовано влияние физиологических и искусственно синтезированных ингибиторов, а также скэвенджеров активных форм кислорода и галогенов на бромирующую активность МПО. На основании полученных данных установлено, что флуоресцеин представляет собой перспективное соединение для разработки на его основе флуоресцентного метода регистрации бромирующей активности гемсодержащих пероксидаз млекопитающих. 

The change of spectral-luminescent properties of fluorescein after its interaction with various reactive oxygen and halogen species (О2•–, H2O2, HOCl, HOBr, HOSCN, taurine N-chloramine and taurine  N-bromamine), as well as in the myeloperoxidase (MPO)-H2O2-Cl–/Br–/SCN– system has been studied. It has been found that after interaction only with HOBr as well as in the MPO-H2O2-Br– system fluorescein turns into a compound having an absorption maximum at 518 nm. The fluorescence maximum of this compound is recorded at wavelength of 540 nm when excited at wavelength of 520 nm, that corresponds to the characteristics of brominated fluorescein — eosin Y. Optimal conditions (phosphate-buffered saline (pH 7.4) containing 137 mM NaCl, 5 μM fluorescein, 15—30 mM NaBr, and 25—50 μM H2O2) for registration HOBr in solution have been selected; a qualitative method for determining MPO brominative activity in vitro has been proposed. Using the developed method, the effect of physiological and synthetic inhibitors, as well as reactive oxygen and halogen species scavengers, on the MPO brominating activity has been studied. Based on the data obtained, it can be concluded that, fluorescein is a promising compound for the development on its basis of a fluorescent method for detecting mammalian heme-containing peroxidases brominating activity.

миелопероксидазафлуоресцеинэозин Yбромноватистая кислотабромирующая активностьmyeloperoxidasefluoresceineosin Yhypobromous acidbrominating activityРабота выполнена при финансовой поддержке Белорусского фонда фундаментальных исследований (грант № Б22МВ-023) и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (грант № 075-15-2022-315 на организацию и развитие Научного центра мирового уровня “Фотоника”).ReferencesJ. Arnhold, E. Malle. Antioxidants (Basel), 11, N 5 (2022) 890J. Arnhold, E. Malle. Antioxidants (Basel), 11, N 5 (2022) 890B. Bathish, R. Turner, M. Paumann-Page, A. J. Kettle, C. C. Winterbourn. Arch. Biochem. Biophys., 646 (2018) 120—127B. Bathish, R. Turner, M. Paumann-Page, A. J. Kettle, C. C. Winterbourn. Arch. Biochem. Biophys., 646 (2018) 120—127H. B. Dunford. Redox Rep., 5, N 4 (2000) 169—171H. B. Dunford. Redox Rep., 5, N 4 (2000) 169—171P. G. Furtmüller, U. Burner, C. Obinger. Biochemistry, 37, N 51 (1998) 17923—17930P. G. Furtmüller, U. Burner, C. Obinger. Biochemistry, 37, N 51 (1998) 17923—17930D. I. Pattison, M. J. Davies. Curr. Med. Chem., 13, N 27 (2006) 3271—3290D. I. Pattison, M. J. Davies. Curr. Med. Chem., 13, N 27 (2006) 3271—3290О. М. Панасенко, И. В. Горудко, А. В. Соколов. Успехи биол. химии, 53 (2013) 195—244О. М. Панасенко, И. В. Горудко, А. В. Соколов. Успехи биол. химии, 53 (2013) 195—244Y. W. Yap, M. Whiteman, N. S. Cheung. Cell Signal, 19, N 2 (2007) 219—228Y. W. Yap, M. Whiteman, N. S. Cheung. Cell Signal, 19, N 2 (2007) 219—228M. Whiteman, J. P. Spencer, H. H. Szeto, J. S. Armstrong. Antioxid. Redox Signal., 10, N 3 (2008) 641—650M. Whiteman, J. P. Spencer, H. H. Szeto, J. S. Armstrong. Antioxid. Redox Signal., 10, N 3 (2008) 641—650О. М. Панасенко, В. И. Сергиенко. Вест. Рос. АМН, № 1 (2010) 27—39О. М. Панасенко, В. И. Сергиенко. Вест. Рос. АМН, № 1 (2010) 27—39T. Nishikawa, E. Miyahara, M. Horiuchi, K. Izumo, Y. Okamoto, Y. Kawai, Y. Kawano, T. Takeuchi. Environ. Health Perspect., 120, N 1 (2012) 62—67T. Nishikawa, E. Miyahara, M. Horiuchi, K. Izumo, Y. Okamoto, Y. Kawai, Y. Kawano, T. Takeuchi. Environ. Health Perspect., 120, N 1 (2012) 62—67R. Senthilmohan, A. J. Kettle. Arch. Biochem. Biophys., 445, N 2 (2006) 235—244R. Senthilmohan, A. J. Kettle. Arch. Biochem. Biophys., 445, N 2 (2006) 235—244T. Suzuki, A. Nakamura, M. Inukai. Bioorg. Med. Chem., 21, N 13 (2013) 3674—3679T. Suzuki, A. Nakamura, M. Inukai. Bioorg. Med. Chem., 21, N 13 (2013) 3674—3679O. M. Panasenko, T. Vakhrusheva, V. Tretyakov, H. Spalteholz, J. Arnhold. Chem. Phys. Lipids, 149 (2007) 40—51O. M. Panasenko, T. Vakhrusheva, V. Tretyakov, H. Spalteholz, J. Arnhold. Chem. Phys. Lipids, 149 (2007) 40—51M. J. Davies. J. Clin. Biochem. Nutr., 48, N 1 (2011) 8—19M. J. Davies. J. Clin. Biochem. Nutr., 48, N 1 (2011) 8—19M. J. Davies, C. L. Hawkins, D. I. Pattison, M. D. Rees. Antioxid. Redox Signal., 10, N 7 (2008) 1199—1234M. J. Davies, C. L. Hawkins, D. I. Pattison, M. D. Rees. Antioxid. Redox Signal., 10, N 7 (2008) 1199—1234O. Skaff, D. I. Pattison, M. J. Davies. Chem. Res. Toxic., 20, N 12 (2007) 1980—1988O. Skaff, D. I. Pattison, M. J. Davies. Chem. Res. Toxic., 20, N 12 (2007) 1980—1988В. Е. Реут, И. В. Горудко, Д. В. Григорьева, А. В. Соколов, О. М. Панасенко. Биоорг. химия, 48, № 3 (2022) 1—27В. Е. Реут, И. В. Горудко, Д. В. Григорьева, А. В. Соколов, О. М. Панасенко. Биоорг. химия, 48, № 3 (2022) 1—27Y. Fang, W. Dehaen. Molecules, 26, N 2 (2021) 363Y. Fang, W. Dehaen. Molecules, 26, N 2 (2021) 363J. Flemmig, J. Zschaler, J. Remmler, J. Arnhold. J. Biol. Chem., 287, N 33 (2012) 27913—27923J. Flemmig, J. Zschaler, J. Remmler, J. Arnhold. J. Biol. Chem., 287, N 33 (2012) 27913—27923W. Qu, X. Zhang, Y. Ma, F. Yu, H. Liu. Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 222 (2019) 117240W. Qu, X. Zhang, Y. Ma, F. Yu, H. Liu. Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 222 (2019) 117240X. Huo, X. Wang, R. Yang, Z. Li, Y. Sun, L. Qu, H. Zeng. Sensors and Actuators B: Chem., 315 (2020) 128125X. Huo, X. Wang, R. Yang, Z. Li, Y. Sun, L. Qu, H. Zeng. Sensors and Actuators B: Chem., 315 (2020) 128125Б. И. Степанов. Введение в химию и технологию органических красителей, Москва, Химия (1984)Б. И. Степанов. Введение в химию и технологию органических красителей, Москва, Химия (1984)A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, E. T. Zakharova, V. R. Samygina, O. M. Panasenko, V. B. Vasilyev. Free Radic. Res., 49 (2015) 800—811A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, E. T. Zakharova, V. R. Samygina, O. M. Panasenko, V. B. Vasilyev. Free Radic. Res., 49 (2015) 800—811A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, D. N. Romanico, E. T. Zakharova, V. B. Vasilyev. Biochemistry (Moscow), 77, N 6 (2012) 631—638A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, D. N. Romanico, E. T. Zakharova, V. B. Vasilyev. Biochemistry (Moscow), 77, N 6 (2012) 631—638J. C. Morris. J. Phys. Chem., 70 (1966) 3798—3805J. C. Morris. J. Phys. Chem., 70 (1966) 3798—3805K. Kumar, D. W. Margerum. Inorg. Chem., 26, N 16 (1987) 2706—2711K. Kumar, D. W. Margerum. Inorg. Chem., 26, N 16 (1987) 2706—2711E. L. Thomas, P. M. Bozeman, M. M. Jefferson, C. C. King. J. Biol. Chem., 270 (1995) 2906—2913E. L. Thomas, P. M. Bozeman, M. M. Jefferson, C. C. King. J. Biol. Chem., 270 (1995) 2906—2913E. L. Thomas, M. B. Grisham, M. M. Jefferson. Methods Enzymol., 132 (1986) 569—585E. L. Thomas, M. B. Grisham, M. M. Jefferson. Methods Enzymol., 132 (1986) 569—585F. Y. Ge, L. G. Chen. J. Fluoresc., 18 (2008) 741—747F. Y. Ge, L. G. Chen. J. Fluoresc., 18 (2008) 741—747A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, S. O. Kozlov, I. S. Donskyi, I. I. Vlasova, A. O. Rudenko, E. T. Zakharova, V. B. Vasilyev, O. M. Panasenko. Free Radic. Res., 49, N 6 (2015) 777—789A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, S. O. Kozlov, I. S. Donskyi, I. I. Vlasova, A. O. Rudenko, E. T. Zakharova, V. B. Vasilyev, O. M. Panasenko. Free Radic. Res., 49, N 6 (2015) 777—789P. G. Furtmüller, U. Burner, W. Jantschko, G. Regelsberger, C. Obinger. FEBS Lett., 484 (2000) 139—143P. G. Furtmüller, U. Burner, W. Jantschko, G. Regelsberger, C. Obinger. FEBS Lett., 484 (2000) 139—143M. Paumann-Page, P. G. Furtmüller, S. Hofbauer, L. N. Paton, C. Obinger, A. J. Kettle. Arch. Biochem. Biophys., 539, N 1 (2013) 51—62M. Paumann-Page, P. G. Furtmüller, S. Hofbauer, L. N. Paton, C. Obinger, A. J. Kettle. Arch. Biochem. Biophys., 539, N 1 (2013) 51—62A. L. Chapman, T. J. Mocatta, S. Shiva, A. Seidel, B. Chen, I. Khalilova, M. E. Paumann-Page, G. N. Jameson, C. C. Winterbourn, A. J. Kettle. J. Biol. Chem., 288, N 9 (2013) 6465—6477A. L. Chapman, T. J. Mocatta, S. Shiva, A. Seidel, B. Chen, I. Khalilova, M. E. Paumann-Page, G. N. Jameson, C. C. Winterbourn, A. J. Kettle. J. Biol. Chem., 288, N 9 (2013) 6465—6477A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, E. T. Zakharova, V. R. Samygina, O. M. Panasenko, V. B. Vasilyev. Free Radic. Res., 49, N 6 (2015) 800—811A. V. Sokolov, V. A. Kostevich, E. T. Zakharova, V. R. Samygina, O. M. Panasenko, V. B. Vasilyev. Free Radic. Res., 49, N 6 (2015) 800—811M. Roche, P. Rondeau, N. R. Singh, E. Tarnus, E. Bourdon. FEBS Lett., 582, N 13 (2008) 1783—1787M. Roche, P. Rondeau, N. R. Singh, E. Tarnus, E. Bourdon. FEBS Lett., 582, N 13 (2008) 1783—1787A. J. Kettle, C. A. Gedye, C. C. Winterbourn. Biochem. J., 321 (1997) 503—508A. J. Kettle, C. A. Gedye, C. C. Winterbourn. Biochem. J., 321 (1997) 503—508B. Davies, S. W. Edwards. Biochem. J., 258, N 3 (1989) 801—806B. Davies, S. W. Edwards. Biochem. J., 258, N 3 (1989) 801—806P. R. Ortiz de Montellano, S. K. David, M. A. Ator, D. Tew. Biochemistry, 27, N 15 (1988) 5470—5476P. R. Ortiz de Montellano, S. K. David, M. A. Ator, D. Tew. Biochemistry, 27, N 15 (1988) 5470—5476P. M. Bozeman, D. B. Learn, E. L. Thomas. Biochem. Pharmacol., 44, N 3 (1992) 553—563P. M. Bozeman, D. B. Learn, E. L. Thomas. Biochem. Pharmacol., 44, N 3 (1992) 553—563D. I. Pattison, M. J. Davies. Curr. Med. Chem., 13, N 27 (2006) 3271—3290D. I. Pattison, M. J. Davies. Curr. Med. Chem., 13, N 27 (2006) 3271—3290J. D. Chandler, B. J. Day. Free Radic. Res., 49, N 6 (2015) 695—710J. D. Chandler, B. J. Day. Free Radic. Res., 49, N 6 (2015) 695—710

The authors declare that there are no conflicts of interest present.