Исследование препаратов меланина

Исследование препаратов меланина: сухой образец меланин «Биопрогресс» (в дальнейшем препарат BP) и раствор меланин-субстанция (в дальнейшем препарат SUB) в отношение содержания парамагнитных центров, антиоксидантной активности и сорбционных свойств

Препараты меланинов были сравнены по своим свойствам с известным продажным меланином, полученным из антарктических дрожжей (в дальнейшем астромеланин). Исследовали абсорбционные спектры, спектры флуоресценции продуктов деструкции супероксидом калия, спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), антирадикальную активность по влиянию на амплитуду хемилюминесценции люминола и сорбционную активность по связыванию органического красителя метиленовой голубой (МГ). Измерения абсорбционных спектров, флуоресценции и хемилюминесценции проводили на спектрофотометре Shimadzu UV-1601 PC (Япония) и спектрофлуориметре Shimadzu-5301 PC (Япония). ЭПР спектры регистрировали на ЭПР-спектрометре Bruker EMX (Германия).

Препарат BP быстро и практически полностью растворялся в калий-фосфатном буфере (концентрация 0,1 М, рН 7,4). Использованная в опытах максимальная концентрация препарата МН составляла 8 мг/мл. К сожалению, точная концентрация растворенного препарата SUB не известна, поэтому некоторые данные в отношении этого препарата не были рассчитаны.
Спектр поглощения препарата BP в буфере представляет собой линию, практически идентичную спектру астромеланина с одинаковыми максимумами поглощения в области 280 нм, характерную для белковых примесей (рис. 1). В тоже время спектр меланина SUB имеет очень небольшое поглощение в длинноволновой области и значительное поглощение в коротковолновой области с максимумом при примерно 265 нм. Таким образом, он значительно отличается от спектров астромеланина и препарата BP и не характерен для полимерных меланинов.

Исследование препаратов меланина

Длина волны, нм

Рис.1. Спектры оптического поглощения препаратов BP и SUB в сравнении с астромеланином

Сравнение флуоресцентных характеристик двух препаратов меланина показало следующее. Препарат SUB проявлял изначально высокую интенсивность флуоресценции при длине волны возбуждающего света 470 нм, которая не возрастала при окислении препарата надпероксидом калия (рис. 2, кривые 1 и 2). Препарат BP проявлял изначально значительно меньшую интенсивность флуоресценции, которая сильно возрастала при окислении надпероксидом калия (рис. 2, кривые 3 и 4). Поскольку наблюдаемый спектр флуоресценции характерен для низкомолекулярных продуктов окислительного распада меланинов, можно предполагать их значительное содержание по сравнению с полимерным меланином в препарате SUB.

Исследование препаратов меланина

Длина волны, нм

Рис. 2. Сравнение флуоресценции двух препаратов меланинов до и после реакции с надпероксидом калия. 1 – флуоресценция исходного раствора меланина субстанция (SUB), 2 – тоже после его окисления супероксидом, 3 – флуоресценция исходного раствора меланина «Биопрогресс» (BP) и 4 – тоже после реакции с супероксидом ЭПР исследования показали, что препарат BP по основным параметрам идентичен астромеланину, но концентрация парамагнитных центров примерно в три раза ниже (рис. 3 и таблица).

Исследование препаратов меланина

Рис. 3. Спектры ЭПР меланина BP и астромеланина

Исследование препаратов меланина

Таблица ЭПР параметров

Препарат SUB, измеренный в жидком виде в капилляре, не давал достоверного сигнала ЭПР.
Исследование антирадикальной активности препаратов BP и SUB показало, что они проявляет достаточно хорошую способность тушить хемилюминесценцию люминола, индуцированную свободными радикалами. Исследование зависимости тушения хемилюминесценции люминола от концентрации меланинов, подтверждает, что астромеланин несколько более эффективный антиоксидант. Это следует из зависимости уменьшения амплитуды хемилюминесценции от концентрации меланина (рис. 5), где показана сравнение антиоксидантной активности препарата BP и астромеланина. По этим результатам астромеланин примерно в 4 раз эффективней, чем меланин BP, тушит хемилюминесценцию люминола на единицу веса препарата.

Исследование препаратов меланина

Концентрация, мкг/мл

Рис. 4. Сравнение АОА активности астромеланина и меланина BP.

Препарат BP сорбировал краситель метиленовый голубой (МГ), причем эффективность сорбции была высокой. 1 грамм BP максимально способен был связать примерно 300 мкг красителя (рис. 5). Правда астромеланин и в отношении сорбции был немного лучше и мог максимально связать примерно 550 мкг красителя.

Исследование препаратов меланина

1/МГ добавленный x 10-3 , мл/мк

Рис. 5. Связывание красителя метиленовый голубой меланином BP в сравнении с астромеланином

Вывод. Образец меланина BP хорошо растворим в буферных растворах, проявляет хорошую антирадикальную активность и сорбционную емкость и по своим ЭПР и спектральным характеристикам представляет собой типичный меланин. Образец меланина SUB не проявляет сигнала ЭПР и, по-видимому, содержит большое количество низкомолекулярных продуктов.