Журнал "ВЕСТНИК ВОЙСК РХБ ЗАЩИТЫ" Том 3, №2 2019 СОДЕРЖАНИЕ
Журнал "ВЕСТНИК ВОЙСК РХБ ЗАЩИТЫ" КНИГИ ОБСУДИТЬ СТАТЬИ ФИЛЬМЫ И ТЕЛЕПЕРЕДАЧИ ССЫЛКИ ОБ АВТОРЕ

       
ВЕСТНИК ВОЙСК РХБ ЗАЩИТЫ. 2019. Том 3, №2 СКАЧАТЬ ОДНИМ ФАЙЛОМ

 

 

СОДЕРЖАНИЕ
 

Проблемы соблюдения конвенций о запрещении химического и биологического оружия

Синтез О-тирозинфосфорилированных аддуктов различных производных метилфосфоновой и фосфорной кислот в качестве соединений сравнения для анализа биомедицинских проб

 В.И. Крылов, И.И. Крылов, В.А. Яшкир, И.В. Рыбальченко

Федеральное государственное бюджетное учреждение «27 Научный центр» Министерства обороны Российской Федерации, 105005, Российская Федерация, г. Москва, Бригадирский переулок, д. 13

Поступила 29.01.2019 г. Принята к публикации 17.06.2019 г.

Фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ) включены в 1-й Список Приложения по химикатам Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении (КХО). Для контроля за соблюдением КХО необходимы методы, позволяющие ретроспективно установить факт воздействия ФОВ на людей. Характерными долгоживущими биомаркерами экспонирования к ФОВ являются продукты фосфорилирования тирозина, которые могут образовываться в организме человека при поражении зарином, зоманом, табуном и V-газами американского, российского и китайского производства. Нами разработаны способы синтеза и выделения тирозиновых аддуктов производных метилфосфоновой и фосфорной кислот, используемых в качестве образцов сравнения. Схема синтеза включает последовательную защиту карбоксильной и аминной групп тирозина, его О-фосфорилирование соответствующими алкилфосфонатами и фосфатами, очистка от примесей методом колоночной хроматографии (SiO2, элюент – хлористый метилен/этилацетат 1:1), снятие защитных групп с выделением соответствующих О-фосфорилированных тирозиновых аддуктов. После колоночной хроматографии выделены продукты с чистотой более 90 %, что позволило вовлекать их в дальнейшие превращения с использованием катализатора без угрозы его «отравления». Бензили карбоксибензильную защиту фосфорилированных L-тирозинов (12–17) снимали с помощью каталитического гидрирования молекулярным водородом при атмосферном давлении. Целевые аддукты фосфорилирующих реагентов и L-тирозина были получены с выходами 63–82 % в виде кристаллических белых веществ, легко растворимых в воде и этаноле, плохо – в хлористом метилене и ацетонитриле.

 

Ключевые слова: аддукт; биомаркер; колоночная хроматография; синтез; тирозин; фосфорилирование; фосфорорганические отравляющие вещества; ЯМР спектроскопия.

Библиографическое описание: Крылов В.И., Крылов И.И., Яшкир В.А., Рыбальченко И.В. Синтез О-тирозинфосфорилированных аддуктов различных производных метилфосфоновой и фосфорной кислот в качестве соединений сравнения для анализа биомедицинских проб // Вестник войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 2. С. 103–110.

pdf

Химическая безопасность и защита от химического терроризма

Advanced Biocatalysts Based on Hexahistidine-Containing Organophosphorus Hydrolase for Chemical and Biological Defense

 E.N. Efremenko, I.V. Lyagin

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry, Leninskie Gory 1-3, Moscow 199991, Russian Federation

 Поступила 20.05.2019 г. Принята к публикации 17.06.2019 г.

The advanced biocatalysts based on hexahistidine-tagged organophosphorus hydrolase (His6-OPH) were recently developed for the detoxification of various organophosphorus compounds and degradation of N-acyl homoserine lactones. Due to enzyme immobilization, some of obtained biocatalysts are quite stable, easy to use and very effective/active (e.g. tens of millions of substrate solution volumes appeared to be treated with column cartridges containing immobilized His6-OPH). Recently, the possible bioengineering of different stabilized nanocomplexes of His6-OPH due to its non-covalent binding  with different compounds (polymers, antioxidants, antimicrobials, etc.) was demonstrated. Firstly, it was realized by computer modeling via molecular docking. Polymers of amino acids (polyglutamic and polyasparctic acids) were established to be the most effective stabilizers of the enzyme that enabled effective preservation of the enzyme activity. Up to 100 %-retention of initial catalytic characteristics of the enzyme was reached in obtained enzymatic complexes. Such nanobiocatalysts were stabilized against inactivating effects of solvents, temperatures and were able to circulate in vivo for at least 25 hours. It appeared that different antioxidants can be applied as partners of the enzyme in the nanocomplexing. Thus, a new set of original enzymatic antidotes were developed possessing dual action: both hydrolytic activity against organophosphorus neurotoxins and improved antioxidant activity. Additionally, it was shown that different organophosphorus compounds and N-acyl homoserine lactones could be molecularly docked directly to the active centers of His 6-OPH dimer, thus allowing to theoretically clarify some new prospective substrates for the enzymatic hydrolysis. It appeared that new type of nanocomplexes of the enzyme with antibiotics also can be prepared. In this case the combination of antibiotics with enzyme quenching the quorum of the pathogenic gram-negative bacteria was performed. The enzyme being stabilized by the arious antibiotics (especially those containing β-lactame ring) played the role of a carrier for the antimicrobial compounds significantly improving their efficiency of the action. Such biocatalysts and/or method of their design have a great potential and can be very useful for both chemical and biological defense.

 

 Keywords: antibiotics; antioxidants; hydrolysis; N-acyl homoserine lactones; nanocomplexes; organophosphorous hydrolase; organophosphorus compounds.

For citation: Efremenko E.N., Lyagin I.V. Advanced Biocatalysts Based on Hexahistidine-Containing Organophosphorus Hydrolase for Chemical and Biological Defense // Journal of NBC Protection Corps. 2019. V. 3. № 2. P. 111–116.

pdf

Биологическая безопасность и защита от биологических угроз

Нейро- и кардиотоксины актиний: структура, функция и перспективы применения в научной и медицинской практике

 Р.С. Калина, М.М. Монастырная

Тихоокеанский институт биоорганической химии им Г.Б. Елякова ДВО РАН (ТИБОХ ДВО РАН), Проспект 100-летия Владивостока, д. 159, г. Владивосток, 690022, Российская Федерация

 

Поступила 20.05.2019 г. Принята к публикации 17.06.2019 г.

Актинии повсеместно распространены в Мировом океане и представляют собой древнейшие  активно-ядовитые организмы. Их основной инструмент нападения на других животных – нематоцисты, жалящие органеллы, внутри которых заключена свернутая полая нить с ядовитым острием на конце. Для привлечения потенциальных жертв они используют флуоресцентные белки, ставшие отдельным объектом исследования в качестве генетически кодируемых маркеров для наблюдения за активностью промоторов генов. Ядовитый секрет актиний характеризуется наличием максимального количества пептидов различных структурных классов и пространственных структур среди изученных наземных и морских организмов (пчелы, пауки, скорпионы, змеи, моллюски конусы и др.), что затрудняет его идентификацию и дифференциацию от ядов животных других таксонов, если неизвестен конкретный источник его происхождения. Токсичность некоторых биологически активных пептидов актиний (RpI, RpIII) при внутривенном введении экспериментальным животным сравнима с токсичностью наиболее известных и опасных представителей природных токсинов, имеющих сходный механизм действия (альфа-гемолизин и тетродотоксин), или боевых отравляющих веществ, таких как зарин и синильная кислота. По токсическому действию биологически активные пептиды актиний в основном можно отнести к нейротоксинам, поскольку они оказывают влияние на функционирование натриевых каналов в клетках нервной системы животных. Кардиотоксическое действие секрета актиний обусловлено специфичностью взаимодействия отдельных, входящих в его состав, нейротоксинов с одним из подтипов натриевых каналов мышечных клеток, характерных для тканей сердца. Основными способами идентификации нейротоксинов актиний в образцах, например, при расследовании биопреступлений, могут быть секвенирование по методу Эдмана или методы тандемной масс-спектрометрии (анализ фрагментов молекулы токсина для установления его структуры). Дальнейшее изучение механизмов взаимодействия нейротоксинов актиний с ионными каналами клеток нервной и мышечной систем способно привести к созданию препаратов для лечения каналопатий и антидотов широко спектра действия, блокирующих токсины, воздействующие на натриевые каналы.

 

Ключевые слова: актинии; антидот; биопреступление; зарин; ионный канал; кардиотоксин; нейропептид; нейротоксин; нематоцист; нефротоксичность; секвенирование по методу Эдмана; синильная кислота; стрекательная клетка; тандемная масс-спектрометрия; тетродоксин; флуоресцентный белок; цитолизин. Библиографическое описание: Калина Р.С., Монастырная М.М. Нейро- и кардиотоксины актиний: структура, функция и перспективы применения в научной и медицинской практике // Вестник войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 2. С. 117–136.

pdf

Мембранные технологии в производствах иммунобиологических лекарственных препаратов, выпускаемых филиалом федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт»

 А.А. Лещенко, Д.А. Шаров, В.В. Бирюков, И.В. Косенков, И.П. Погорельский, А.Г. Лазыкин, А.В. Ежов, С.В. Багин, С.В. Логвинов, Д.А. Мохов, В.В. Крупин

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации, 61000, Российская Федерация, г. Киров, Октябрьский проспект, д. 119

 

Поступила 09.01.2019 г. Принята к публикации 17.06.2019 г.

В филиале федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Киров) проведены теоретические и экспериментальные исследования по внедрению метода тангенциальной фильтрации для разделения биологических смесей в производство иммунобиологических лекарственных препаратов. Метод микрофильтрации в тангенциальном потоке заменил процесс седиментации на стадии концентрирования полуфабрикатов вакцинных препаратов, значительно сократив продолжительность процесса, а также позволил получать суспензии из некондиционной по показателю концентрации микробных клеток культуральной жидкости. Одновременно с этим метод микрофильтрации дал возможность концентрировать седиментационно-устойчивые культуры Yersinia pestis вакцинного штамма ЕV. В сравнении с центробежным сепарированием концентрация живых микробных клеток вакцинного штамма ЕV Y. pestis увеличилась в полтора раза, объем выхода концентрата − в два раза, а продолжительность процесса сократилась в четыре раза. Фильтрация в тангенциальном потоке в установке «АСФ-020» по выходу спорового продукта сибиреязвенной вакцины СТИ-1 (в млн доз) в 1,8 раз более эффективна по выходу в сравнении с центробежным сепарированием. В конструкцию фильтрующих модулей для выпуска иммуноглобулина противосибиреязвенного включены капсулы «Сартобран-РР», показавшие высокую эффективность стерилизации. Мембранный метод позволил сократить продолжительность технологического процесса, высвободить при этом производственные площади путем демонтажа малоэффективного оборудования. В настоящее время мембранные процессы используются в филиале при производстве чумной, сибиреязвенной, бруцеллезной и сапной вакцин, противосибиреязвенного иммуноглобулина, диагностических препаратов и стерилизации жидких питательных сред. При стерилизации питательных сред данный вид оборудования.

 

Ключевые слова: иммунобиологический лекарственный препарат; мембранный метод фильтрации; оборудование для глубинного культивирования микроорганизмов; промышленное культивирование микроорганизмов; противосибиреязвенный иммуноглобулин; разделение биологических смесей; сибиреязвенная вакцина; тангенциальная фильтрация; технологический процесс; чумная вакцина.

Библиографическое описание: Лещенко А.А., Шаров Д.А., Бирюков В.В., Косенков И.В., Погорельский И.П., Лазыкин А.Г., Ежов А.В., Багин С.В., Логвинов С.В., Мохов Д.А., Крупин В.В. Мембранные технологии в производствах иммунобиологических лекарственных препаратов, выпускаемых филиалом федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Киров) // Вестник войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 2. С. 137–149.

pdf

Химическое и биологическое оружие в войнах и конфликтах

Химическое оружие в ирано-иракской войне 1980–1988 годов.

2. Применение химического оружия в боевых действиях

 М.В. Супотницкий, Н.И. Шило, В.А. Ковтун

Федеральное государственное бюджетное учреждение  «27 Научный центр» Министерства обороны Российской Федерации, 105005, Российская Федерация, г. Москва, Бригадирский переулок, д. 13

Поступила 11.04.2019 г. Принята к публикации 17.06.2019 г.

Ирано-иракская война 1980–1988 гг. стала результатом геополитической ситуации, сложившейся в регионе Ближнего Востока после исламской революции 1979 г. в Иране. Непосредственным поводом послужили территориальные споры и отсутствие признанной обеими сторонами границы. Ни Ирак, ни Иран не были готовы к войне, не хотели ее в таких масштабах, в которых она произошла и не обладали химическим оружием. С самого начала война приняла затяжной характер. При этом Ирак пользовался широкой зарубежной поддержкой, Иран рассматривался «мировым сообществом» как «страна-изгой». К 1983 г. Ирак стал терпеть поражение от Ирана, имевшего значительно большие человеческие ресурсы. Поэтому ему на возмездной основе западными странами была оказана помощь в создании химического оружия, постепенно ставшим неотъемлемой частью планировавшихся иракским командованием наступательных и оборонительных операций. Благодаря технологиям, оборудованию и химикатам, поставляемым зарубежными, главным образом западными фирмами, Ираком были наработаны промышленные количества иприта, табуна и зарина/циклозарина, начато производство VX. По ходу войны химическое оружие из оборонительного средства стало превращаться в наступательное. Война закончилась как химическая, все операции 1988 г., приведшие к окончанию войны, проводились Ираком с применением химического оружия. Иран также активно использовал химическое оружие в последний год войны. В ходе войны был выявлен ряд недостатков имевшихся мер и средств противохимической защиты. В частности, оказалось невозможно эффективно сортировать потоки раненых и пораженных ОВ, массово поступающих на этапы медицинской эвакуации. Обнаружилась неэффективность средств дегазации при массовом поступлении пораженных ОВ, из-за чего пораженные ипритом оказывались источниками контаминации медицинского персонала даже в западных клиниках. Выяснилось, что при применении Ираком «сухого иприта» оказалось неэффективным противоипритное снаряжение НАТО, поставляемое Ирану. Показали свою неэффективность и принятые схемы лечения пораженных табуном. Кроме того, нами было обнаружено, что опыт ирано-иракской химической войны активно изучается на Западе до настоящего времени.

 

Ключевые слова: ирано-иракская война; сернистый иприт; табун; химическая программа Ирака; химическое оружие; циклозарин.

Библиографическое описание: Супотницкий М.В., Шило Н.И., Ковтун В.А. Применение химического оружия в ирано-иракской войне 1980–1988 годов. 2. Применение химического оружия в боевых действиях // Вестник войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 2. С. 150–174.

 

pdf

Исторический архив

Химическое оружие: история исследования фосфорорганических отравляющих веществ за рубежом

И.А. Нельга, И.В. Медвецкий, А.В. Злобин, С.В. Третьяков, А.В. Шерстюк, И.В. Костюченко

pdf

Хроника

Сюкрев Вячеслав Петрович (к 80-летию со дня рождения)

pdf

Участие представителей войск РХБ защиты ВС РФ в масштабной военно-патриотической акции «Сирийский перелом»

pdf

В Первой мобильной бригаде РХБ защиты прошли торжественные мероприятия, посвященные 40-летней годовщине со дня образования

pdf