БИОФИЗИКА, 2019, том 64, № 5, с. 898-905

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 577.3

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЫВОРОТОЧНОГО

АЛЬБУМИНА И МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ В НОРМЕ

И ПРИ ПРОЯВЛЕНИЯХ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

*Физический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова,

119991, Москва, Ленинские горы, 1/2

**Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Минздрава России,

121552, Москва, 3-я Черепковская ул., 15а

E-mail: ruuge@mail.ru

Поступила в редакцию 25.01.2019 г.

После доработки 12.07.2019 г.

Принята к публикации 08.07.2019 г.

С помощью спектроскопии ЭПР спиновых меток проведено исследование структурно-конформа-

ционных характеристик сывороточного альбумина и мембран эритроцитов крови человека в норме

и при признаках патологии сердечно-сосудистой системы. В качестве спиновых меток были ис-

пользованы 5-доксилстеариновая кислота и 16-доксилстеариновая кислота, парамагнитные NO-

фрагменты прикреплены к разным местам углеводородной цепи. Спектры ЭПР 16-доксилстеари-

новой кислоты свидетельствуют о том, что молекулы сывороточного альбумина характеризуются в

физиологическом интервале температур центрами связывания жирных кислот нескольких типов,

отличающимися по параметрам вращательной диффузии локализованных в них спиновых меток.

Такое распределение центров связывания жирных кислот сохранялось для сыворотки крови всех

исследованных нами пациентов, независимо от отклонений от нормы параметров крови. Мембран-

ную микровязкость эритроцитов из крови исследованных пациентов измеряли с помощью спино-

вых меток 5-доксилстеариновой и 16-доксилстеариновой кислот, парамагнитные фрагменты кото-

рых находятся на разных глубинах внутри липидного бислоя. Было обнаружено, что в случае паци-

ентов с повышенным коэффициентом анизотропии эритроцитов микровязкость мембранных

липидов статистически достоверно выше, чем в норме.

Ключевые слова: спектроскопия ЭПР, спиновые метки, сывороточный альбумин, эритроциты,

сердечная недостаточность, гиперхолестеринемия.

DOI: 10.1134/S0006302919050090

азепам и варфарин [3]. Суммарная площадь по-

Сывороточный альбумин является наиболее

верхности относительно небольших молекул сы-

распространенным белком плазмы крови челове-

вороточного альбумина велика, что делает его

ка, присутствующим в концентрациях ~40 мг/мл

весьма эффективным для связывания и переноса

(~0,6 мМ) [1-3]. Этот белок с молекулярной мас-

различных соединений.

сой 66,5 кДа синтезируется в печени, откуда сек-

ретируется как одиночная негликозилированная

Семь основных центров связывания жирных

полипептидная цепь. Сывороточный альбумин

кислот расположены в различных частях белка и

человека имеет множество функций в физиоло-

показывают разные относительные сродства к

гических условиях. Он обладает примечательной

жирным кислотам [1-3]. Кроме того, среднеце-

обратимой связывающей способностью к различ-

почечные жирные кислоты связываются на до-

полнительных сайтах альбумина, образуя в общей

ным лигандам и может переносить множество эн-

догенных и экзогенных соединений, таких как

сложности до одиннадцати различных локусов

связывания. Основные центры, связывающие

жирные кислоты, билирубин, гемин, гормоны,

жирные кислоты, имеют топологические разли-

полипептиды и свободные ионы металлов. Также

чия и содержатся, как правило, внутри одного из

он связывает широкий диапазон лекарственных

субдоменов сывороточного альбумина и пере-

препаратов, таких как аспирин, ибупрофен, ди-

крываются с близлежащими доменами или суб-

Сокращения: 5DS - 5-доксилстеариновая кислота, 16DS -

доменами. Эти особенности локализации цен-

16-доксилстеариновая кислота.

тров связывания жирных кислот могут приводить

898

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА

899

к аллостерическому влиянию на взаимодействие

уровне [18-21]. В данной работе c помощью спек-

альбумина как с другими лигандами, так и с сами-

троскопии ЭПР спиновых меток проведено ис-

ми жирными кислотами. В жидкой среде молеку-

следование структурно-конформационных ха-

ла сывороточного альбумина проявляет конфор-

рактеристик сывороточного альбумина и мем-

мационную гибкость и подвергается нескольким

бран эритроцитов крови человека в норме и при

переходам, которые зависят от рН среды.

проявлении признаков различных патологий,

связанных с сердечно-сосудистой недостаточно-

Сопряженные с различными болезнями био-

стью.

маркеры, связанные с сывороточным альбуми-

ном, могут вызывать аллостерические модифика-

ции этого белка, приводя к изменениям его свя-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

зывающих и транспортных свойств. При этом

Получение препаратов сыворотки и эритроцитов

одной из модификаций молекулы альбумина яв-

крови человека. Образцы сыворотки и эритроци-

ляется изменение его способности связывать и

тарной массы крови 57 пациентов были получены

транспортировать жирные кислоты. Во многих

в клинико-диагностической лаборатории Нацио-

работах [4-10] показано изменение структурно-

нального медицинского исследовательского цен-

конформационных характеристик молекул сыво-

тра кардиологии Минздрава России. Там же про-

роточного альбумина при различного рода онко-

водили биохимический и гематологический ана-

логических заболеваниях, таких как лимфомы

лиз крови. Для исследования были отобраны

(болезнь Ходжкина) и лейкемии.

образцы с различными характеристиками крови, в

Структурные и функциональные изменения,

частности с гиперхолестеринемией, с гипертриг-

которые происходят с альбумином, могут быть

лицеридемией, повышенной анизотропией эрит-

обнаружены с помощью различных физико-хи-

роцитов, а также с нормальными показателями по

мических методов, в том числе с помощью спек-

соответствующим параметрам. Для получения об-

троскопии ЭПР спиновых меток.

разцов сыворотки крови и эритроцитарной массы

и определения основных биохимических и гемато-

Мембрана эритроцитов представляет собой

логических показателей использовали стандарт-

пластичную структуру из липидных участков,

ные клинические лабораторные методики.

белков, липо- и гликопротеинов; толщина мем-

браны клетки составляет ~10 нм [4]. Плазматиче-

Проведение опытов по ЭПР-спектроскопии со

скую мембрану эритроцита можно разделить на

спиновыми метками 5DS и 16DS. Для изучения

три слоя. Наружный слой образован гликопроте-

структурных и динамических характеристик мем-

инами и содержит комплексы концевых отделов

бран эритроцитов и сывороточного альбумина

антигенов. Поверхность мембраны эритроцита

использовали нитроксильные свободные радика-

представляет собой сложную многомерную

лы - спин-меченые производные стеариновой

структуру. Эта структура определяется неодно-

кислоты: 5-доксилстеариновую кислоту (5DS) и

родностью мембраны и широким спектром ее

16-доксилстеариновую кислоту (16DS) в концен-

белкового состава.

трациях в образце от 0,4 до 1,6 мМ. Полученные

образцы помещали в стеклянные капилляры с

Изменения свойств мембран и общих физико-

внутренним диаметром 0,8 мм.

механических параметров эритроцитов крови ха-

рактерны для многих заболеваний организма че-

Спектры ЭПР были записаны на спектрометре

ловека. Подобные изменения могут характеризо-

E-109E фирмы Varian (США), оснащенном тем-

ваться такими общими параметрами эритроци-

пературной приставкой E-254, а также на малога-

тов, как коэффициент их анизотропии

баритном автоматизированном спектрометре

вариабельность среднего объема или сам средний

ESR 70-03 XD/2 УП («КБСТ» БГУ, Беларусь). За-

объем клетки. При патогенезе заболеваний сер-

пись спектров на спектрометре Varian E-109E и их

дечно-сосудистой системы указанные изменения

обработку проводили c помощью специальной

не так сильно выражены, однако в ряде работ по-

программы, созданной на кафедре биофизики

казаны весьма значимые отклонения параметров

физического факультета МГУ; на спектрометре

эритроцитов от нормы [12-15]. В частности, вы-

ESR 70-03 XD/2 - с помощью программного

явлены значимые различия в физико-химиче-

обеспечения от изготовителя спектрометра.

ских характеристиках эритроцитов для нормо-

Спектры ЭПР регистрировали при СВЧ-мощ-

тензивных и гипотензивных пациентов [16], про-

ности 10 мВт (E-109E) или 5 дБ (ESR 70-03 XD/2),

демонстрировано существенное увеличение

частоте высокочастотной модуляции 100 кГц и

микровязкости мембран эритроцитов при острых

амплитуде высокочастотной модуляции 0,2 мТл

приступах нестабильной стенокардии [17].

(в случае 5DS) или 0,1 мТл (в случае 16DS); раз-

Спектроскопия ЭПР является важнейшим ме-

вертка магнитного поля составляла 10 мТл. Тем-

тодом изучения физико-химических и функцио-

пературные зависимости снимали на спектромет-

нальных характеристик различных биологиче-

ре E-109E с помощью приставки E-254 в диапазо-

ских объектов на молекулярном и клеточном

не температур от 0 до 50°C.

БИОФИЗИКА том 64

№ 5

2019

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА

901

2) Время корреляции вращательной диффу-

зии, оцениваемое по формулам

τ₊₁ = 6,5·10^-10·ΔH₊₁[(I₊₁/I_-1)^1/2 - 1],

τ₀ = 6,65·10^-10·ΔH₀[(I₀/I_-1)^1/2 - 1], с;

3) Параметр p/h, позволяющий оценить соотно-

шение метки, растворенной в полярной среде, к

метке, встроенной в мембраны эритроцитов или

связанной с различными центрами для жирных кис-

лот на молекуле сывороточного альбумина.

Полученные значения спектральных парамет-

ров для меток 5DS и 16DS сравнивали по группам

пациентов с различными показателями крови.

Реактивы. В работе использовали реактивы

фирм Sigma (США), Aldrich (США), ICN (США),

Serva (ФРГ), а также других фирм.

Статистический анализ. Результаты представ-

лены как среднее значение ± стандартная ошиб-

ка. Статистическую обработку результатов про-

водили по t-тесту и тесту ANOVA, используя при-

ложения программы Origin 8 фирмы Origin Lab

Corporation (США). Различия между экспери-

ментальными данными считали достоверными

при P ≤ 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Спектры ЭПР меток 5DS и 16DS в крови челове-

ка. На рис. 2 представлены спектры ЭПР меток

5DS и 16DS - спин-меченых производных стеари-

новой кислоты, внедренных в сыворотку и в мем-

браны эритроцитов крови человека. Использован-

ные нами спиновые метки - 5-доксилстеариновая

кислота и 16-доксилстеариновая кислота - разли-

чаются местами прикрепления парамагнитного

фрагмента к углеводородной цепи и соответствен-

но скоростью и характером его вращательной диф-

фузии [5]. Спектр ЭПР метки 5DS в мембранах

эритроцитов характерен для медленной враща-

тельной диффузии при наличии более быстрого

Рис. 2. Спектры ЭПР спиновых меток 5DS и 16DS в

анизотропного вращения вокруг длинной оси мо-

сыворотке и эритроцитах крови пациента с нормаль-

лекулы стеариновой кислоты. Такие спектральные

ными показателями. Температура ~25°C.

параметры свидетельствуют о локализации NO-

фрагмента вблизи поверхности липидного бислоя

мембраны эритроцитов. Спектр ЭПР метки 5DS,

портного белка крови - нескольких типов гидро-

локализованной в гидрофобных карманах на моле-

фобных карманов для связывания жирных кислот,

куле сывороточного альбумина в сыворотке крови,

характеризующихся различными возможностями

также свидетельствует о замедлении вращательной

для вращательной диффузии парамагнитного

диффузии парамагнитного фрагмента метки, ко-

фрагмента этой спиновой метки.

торая, однако, носит более изотропный характер.

Особенности связывания метки 16DS с сывороточ-

Спектр ЭПР метки 16 DS в эритроцитах типи-

ным альбумином крови человека. 16-доксилстеарино-

чен для спиновой метки с локализацией парамаг-

вая кислота нашла широкое применение в качестве

нитного фрагмента в глубине липидного бислоя

весьма информативной для сывороточного альбу-

мембраны и свидетельствует о замедленной и

мина крови человека маркера во многих биофизиче-

практически изотропной вращательной диффу-

ских и медико-биологических исследованиях. Было

зии. В случае метки 16 DS в сыворотке крови, од-

показано, что отклонения показателей крови от

нако, наблюдается более сложный спектр ЭПР,

нормы при патогенезе ряда онкологических заболе-

обусловленный существованием на поверхности

ваний сопровождаются значительными структурно-

сывороточного альбумина - основного транс-

конформационными изменениями в молекулах сы-

БИОФИЗИКА том 64

№ 5

2019

902

ГРАЧЕВ и др.

Рис. 3. (а) - Спектры ЭПР 0,4 мМ 16DS в сыворотке крови, снятые при различных значениях температуры. (б) - Спек-

тры ЭПР 1,6 мМ 16DS в сыворотке крови, снятые при различных значениях температуры.

вороточного альбумина, приводящими к измене-

иммобилизованной метки 16DS (τ ≈ 10^-9 с), свобод-

нию степени связывания жирных кислот и их рас-

ной метки 16DS в плазме крови (τ < 10^-10 с) и метки

пределения по гидрофобным карманам с разными

16DS в микромицеллах (широкий синглет без разре-

характеристиками (см. работу [4]). Кроме онкологи-

шенной сверхтонкой структуры). При этом вклад

ческих заболеваний, влияние отклонения показате-

каждого из указанных спектров определяется воз-

лей крови от нормы на физико-химические характе-

действием патогенеза данного заболевания на

ристики сывороточного альбумина было выявлено

структурно-функциональные характеристики ком-

также для других заболеваний, таких как сердечная

понентов крови.

недостаточность и гипертония. Разными исследова-

На рис. 3 представлены спектры ЭПР метки

телями было показано, что регистрируемый сум-

16DS в сыворотке крови, зарегистрированные при

марный спектр ЭПР сыворотки крови человека яв-

разных температурах (0, 12,5, 27 и 37°C) и концен-

ляется суперпозицией спектров от сильно иммоби-

трациях 16DS в среде инкубации (0,4 мМ - рис. 3а,

лизованной метки

16DS (τ

≥ 10^-8 с), средне

1,6 мМ - рис. 3б). Из представленных на этом ри-

БИОФИЗИКА том 64

№ 5

2019

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА

903

Соотношение параметров p/h спектров ЭПР метки 16DS для группы пациентов с нормальными показателями

холестерина и триглицеридов и группы пациентов с повышенными показателями (гиперхолестеринемия и ги-

пертриглицеридемия)

p/h

Группа

p/h(1,6 мМ 16DS)/

при 0,4 мМ 16DS

при 1,6 мМ 16DS

p/h(0,4 мМ 16DS)

Норма (n = 24)

1,153 ± 0,014

1,411 ± 0,018

1,213 ± 0,022

Холестерин > 6 мМ (n = 7)

1,139 ± 0,029

1,415 ± 0,026

1,29 ± 0,07

сунке спектров ЭПР видно, что 16-доксилстеари-

гиперхолестеринемии и/или гипертриглицериде-

новая кислота связывается с сывороточным альбу-

мии). Результаты представлены в таблице.

мином в нескольких гидрофобных карманах с раз-

Сравнение групп пациентов по данным пара-

ными условиями для вращательной диффузии

метрам не выявило существенных различий.

парамагнитного фрагмента радикала. При концен-

Средние значения для группы с повышенным хо-

трации метки 16DS, равной 0,4 мМ, практически

лестерином в крови достоверно не отличались от

вся спиновая метка связывается с сывороточным

среднего значения по общей выборке.

альбумином, при концентрации 1,6 мМ значимая

Физико-химические свойства мембран эритро-

часть метки остается в сыворотке крови, не связан-

цитов. На рис. 4 представлены спектры ЭПР мет-

ной с белком.

ки 5DS в мембранах эритроцитов, регистриро-

Для суммарного спектра ЭПР метки 16DS в сы-

ванные при температурах 0°C, 12,5°C, 27°C и

воротке крови можно было вычислить расстояние

37°C. Приведенные на этом рисунке спектры

между крайними экстремумами ΔH_II, характеризу-

ЭПР характерны для медленной вращательной

ющее вращательную диффузию той части меток,

диффузии спиновой метки при наличии более

которые сильно иммобилизованы в своих гидро-

быстрого анизотропного вращения вокруг длин-

фобных карманах (см. рис. 1, 2 и 3). Было найдено,

ной оси молекулы стеариновой кислоты. Спек-

что ΔH_II = 6,004 ± 0,013 мТл со значением медианы

тральные параметры метки 5DS свидетельствуют

6,016 мТл (n = 42), Почти такое же расстояние между

также о локализации NO-фрагмента метки вбли-

крайними экстремумами спектра ЭПР спин-мече-

зи поверхности липидного бислоя мембраны

ной сыворотки (ΔH_II = 6,134±0,045 мТл, медиана

эритроцитов.

6,190 мТл) наблюдалось и в случае использования

Вращательную диффузию метки 5DS в мем-

метки 5DS - спиновой метки с другой локализацией

бране эритроцитов при разных температурах

парамагнитного фрагмента на молекуле стеарино-

можно характеризовать расстоянием между край-

вой кислоты. Однако, в отличие от метки 16DS,

ними экстремумами ΔH_II и/или параметром по-

спектр ЭПР метки 5DS во всех гидрофобных карма-

рядка S (см. раздел «Материалы и методы»). На

нах сывороточного альбумина был характерен толь-

рис. 5 приведена типичная зависимость парамет-

ко для сильно иммобилизованных спиновых меток.

ра ΔH_II от температуры, которая характеризуется

Для групп пациентов с отличающимися от

изломом при 20°С.

нормы показателями крови в наших эксперимен-

В случае пациентов с незначительными откло-

тах наблюдались небольшие различия в значени-

нениями показателей крови от нормы (n = 24) бы-

ях ΔH_II, однако эти различия не оказались стати-

ло найдено, что ΔH_II = 5,781 ± 0,029 мТл со значе-

стически достоверными.

нием медианы 5,751 мТл (при комнатной темпе-

Еще в ранних работах по использованию мет-

ратуре). Для групп пациентов с более

ки 16DS в исследованиях физико-химических па-

существенными отклонениями показателей кро-

раметров компонентов сыворотки крови внима-

ви от нормы в значениях ΔH_II наблюдались замет-

ние было обращено на зависимость степени свя-

ные различия, которые, однако, не оказались ста-

зывания этой спиновой метки с сывороточным

тистически достоверными.

альбумином от развития различных заболеваний,

Вращательная диффузия 16DS в мембране

в первую очередь онкологических [4,5]. Весьма

эритроцитов характеризовалась при комнатной

информативным оказался параметр p/h (см.

температуре временами корреляции τ₊₁ = (1,46 ±

рис. 1), определяющий долю несвязанной с бел-

0,19) · 10^-9 с и τ₀ = (1,89 ± 0,21) · 10^-9 с, т.е. коэф-

ками сыворотки крови метки 16DS в невязкой

фициент эллиптичности вращательного движе-

среде. В наших экспериментах по параметру p/h

ния метки ε = τ₀/ τ₊₁ = 1,3.

сравнивались группы пациентов с нормальными

и с повышенными показателями холестерина и

Нами был проведен сравнительный анализ пара-

триглицеридов в крови (т.е. в норме и в условиях

метров спектров ЭПР метки 5DS группы пациентов

БИОФИЗИКА том 64

№ 5

2019

904

ГРАЧЕВ и др.

Рис. 5. Температурная зависимость спектрального

параметра ΔH_II (см. рис.

1) для метки

5DS в

мембранах эритроцитов

донорской крови с

нормальными показателями.

мембран эритроцитов крови человека. В случае

использования метки 16DS наблюдался сложный

спектр ЭПР сыворотки крови, свидетельствую-

щий о существовании по крайней мере двух типов

центров связывания жирных кислот. По ряду па-

раметров спектров ЭПР обоих спиновых меток

(5DS и 16DS), связанных с сывороточным альбу-

мином и мембранами эритроцитов, при относи-

тельно небольших отклонениях показателей

крови не выявлено статистически достоверных

различий между группами пациентов с гиперхо-

лестеринемией и гипертриглицеридемией, с од-

ной стороны, и пациентами с нормальными пара-

метрами - с другой.

Рис. 4. Спектры ЭПР метки 5DS в мембранах эритроци-

тов, снятые при различных значениях температуры.

с повышенным коэффициентом анизотропии эрит-

роцитов (RDW > 16%) и группы с нормальными по-

казателями анизотропии эритроцитов (11,5 ≤ RDW ≤

14%). Усредненные значения параметра порядка S

для указанных групп пациентов приведены на

рис. 6. Из этого рисунка видно, что повышенная по

сравнению с нормой анизотропия эритроцитов со-

провождается статистически достоверным ростом

параметра S, т.е. увеличением микровязкости липи-

дов их мембран.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рис. 6. Значения параметра порядка S для спиновой

метки 5DS в мембранах эритроцитов пациентов c

Проведенные нами исследования показали,

нормальным значением коэффициента анизотропии

что метод спектроскопии ЭПР спиновых меток

эритроцитов (RDW

= 11,5-14%, n

= 27) и с

может дать значимую информацию о физико-хи-

повышенным значением этого коэффициента

мических свойствах сывороточного альбумина и

(RDW > 16%, n = 8); p < 0,05; температура ~25°C.

БИОФИЗИКА том 64

№ 5

2019

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА

905

Физико-химические характеристики мембран

4. S. C. Kazmierczak, A. Gurachevsky, G. Matthes, et al.,

эритроцитов изменялись только в группе пациен-

Clin. Chem. 52, 2131 (2006).

тов с повышенным коэффициентом анизотропии

5. A. Gurachevsky, E. Muravskaya, T. Gurachevskaya,

эритроцитов. По параметру порядка S было выяв-

et al., Cancer Invest. 25 (6), 378 (2007).

лено значимое различие по сравнению с кон-

6. Ю. М. Петрусевич, О. П. Ревокатов и А. Н.Ти-

трольной группой, свидетельствующее о повы-

хонов, Авторское свидетельство СССР № 1319705

(1984).

шении микровязкости.

7. M. Moergel, P. W. Kämmerer, K. Schnurr, et al., Clin.

Дальнейшие исследования в данной области

Oral Invest. 16, 1529 (2012).

должны выяснить, наблюдаются ли изменения

8. Y. Akdogan, M. Emrullahoglu, D. Tatlidil, et al., Phys.

параметров спектров ЭПР спиновых меток, свя-

Chem. Chem. Phys. 18, 22531 (2016).

занных с сывороточным альбумином и мембра-

9. A. Gurachevsky, E. Shimanovitch, T. Gurachevskaya,

нами эритроцитов при более существенных пато-

et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 360,

852

логических отклонениях от нормы (сильная ги-

(2007).

перхолестеринемия, атеросклероз, стенокардия,

10. M. Gelos, D. Hinderberger, E Welsing, et al., Int. J. Col-

постинфарктное состояние).

orectal Dis. 25, 119 (2010).

11. В. В. Мороз, А. М. Голубев, А. В. Афанасьев и др.,

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Общая реаниматология 8, 1 (2012).

Работа выполнена при финансовой поддержке

12. M. Minetti, J. Cell. Biochem. 25, 73 (1984).

Российского фонда фундаментальных исследова-

13. P. S. C. Preté, C. C. Domingues, N. C. Meirelles, et al.,

ний (грант № 18-015-00125).

Biochim. Biophys. Acta 1808 (1), 164 (2011).

14. M. Montagnana, G. Cervellin, T. Meschi, et al., Clin.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

Chem. Lab. Med. 50, 635 (2011).

Все процедуры, выполненные в исследовании

15. E. Danese, G. Lippi, and M. Montagnana, J. Thoracic

с участием людей, соответствовали этическим

Disease 7, 402 (2015).

стандартам Хельсинкской декларации 1964 г. и ее

16. K. Tsuda, Int. Heart J. 54, 154 (2013).

последующим изменениям. От каждого из вклю-

17. E. K. Ruuge, E. A. Noeva., T. Sh. Sharifov, et al., Eur.

ченных в исследование участников было получе-

Heart J. 16 (Suppl.), 473 (1995).

но информированное добровольное согласие.

18. H. M. McConnell and B. G. McFarland, Quart. Rev.

Biophys. 3, 91 (1970).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

19. B. J. Gaffney and H. M. McConnell, J. Magn. Reson. 16,

1. Н. Н. Пшенкина, Фармакология 12, 1067 (2011).

1 (1974).

2. J. R. Simard, Anal. Biochem. 347, 97 (2006).

20. M. A. Hemminga, Chem. Phys. Lipids 32, 323 (1983).

3. A A. Pavićević, A. D. Popović-Bijelić, M. D. Mojović,

21. T. Pohl, T. Spatzal, M. Aksoyoglu, et al., Biochim. Bio-

et al., J. Phys. Chem. 118, 10898 (2014).

phys. Acta 1797, 1894 (2010).

Physicochemical Peculiar Properties of Serum Albumin and Red Blood Cell Membranes

under Normal and Heart Failure Symptom Condition

D.I. Grachev* **, A.L. Dudylina**, V.N. Titov**, and E.K. Ruuge* **

*Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University, Leninskie gory 1/ 2, Moscow, 119991 Russia

**National Medical Research Centre for Cardiology, Ministry of Health of the Russian Federation,

3-ya Cherepkovskaya ul. 15a, Moscow, 121552 Russia

Spin labeling EPR spectroscopy has been used to study structural and conformational characteristics of hu-

man serum albumin and human erythrocyte membranes under normal and heart failure symptom conditions.

5-doxyl stearic acid and 16-doxyl stearic acid have been employed as spin labels; whose paramagnetic NO-

fragments are identified as binding to different sites of the hydrocarbon chain. The EPR spectra of 16-doxyl

stearic acid indicate that in the physiological temperature range serum albumin molecules are characterized

by fatty acid binding sites of several types, which differ in spin-label rotational diffusion parameters. The

same distribution of the said fatty acid binding sites was representative of blood serum in all patients who par-

ticipated in our study, regardless of deviations from the normal blood parameters. The microviscosity of

erythrocytes membranes from patients was measured using both 5-doxyl stearic and 16-doxyl stearic spin la-

bels, the paramagnetic fragments of which are located at different depths inside the lipid bilayer. It was found

that in patients with an increased erythrocyte anisotropy coefficient, the membrane lipid microviscosity is

statistically significantly higher than under normal conditions.

Keywords: EPR spectroscopy, spin labels, serum albumin, erythrocytes, heart failure, hypercholesterolemia

БИОФИЗИКА том 64

№ 5

2019