Horseradish Peroxidase-catalyzed “Template” Polymerization of Gallic Acid for the Functionalization of Silk Fabrics

Τα μικρογαλακτώματα, ως υγρά κολλοειδή συστήματα, έχουν συγκεντρώσει το επιστημονικό ενδιαφέρον, ιδιαίτερα του τομέα φαρμάκων και τροφίμων, καθώς αποτελούν άριστο περιβάλλον εγκλωβισμού ουσιών αυξάνοντας ταυτόχρονα τη βιοδιαθεσιμότητά τους. Σκοπό της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη βιοσυμβατών μικρογαλακτωμάτων βασισμένων, κυρίως, σε φυσικά έλαια και επιφανειοενεργά με σκοπό τη χρήση τους στον εγκλωβισμό ουσιών με θεραπευτικό ενδιαφέρον. Δύο (2) διαφορετικές οδοί χορήγησης βιοδραστικών ουσιών μελετήθηκαν στο πλαίσιο της συγκεκριμένης διατριβής με σκοπό τη μελέτη της πολυ-λειτουργικής φύσης των υγρών νανοδιασπορών σε φαρμακευτικές εφαρμογές. Διαφορετικά μικρογαλακτώματα, που ανήκαν στην κατηγορία τύπου νερού-σε-έλαιο(Ν/Ε) αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης και τελικά χρησιμοποιήθηκαν για τον εγκλωβισμό βιοδραστικών ουσιών. Ο δομικός χαρακτηρισμός των μικρογαλακτωμάτων, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση των τεχνικών της Δυναμικής Σκέδασης Φωτός (DLS), του Ηλεκτρονικού Παραμαγνητικού Συντονισμού (EPR), της Δυναμικής Επιφανειακής Τάσης (DIT) και της Σκέδασης ακτινών-Χ υπό μικρή γωνία (SAXS). Στα αναπτυχθέντα συστήματα εγκλωβίστηκαν δύο (2) διαφορετικοί τύποι βιοδραστικών ουσιών (ένζυμα και αντιοξειδωτικά). Λόγω της πολικής φύσης της διεσπαρμένης φάσης των συστημάτων εγκλωβίστηκαν το ένζυμο Υπεροξειδάση του χρένου (Horseradish peroxidase, HRP) και τα φυσικά αντιοξειδωτικά υδροξυτυροσόλη (hydroxytyrosol, ΗΤ) και γαλλικό οξύ (gallic acid,GA). Η μελέτη των δομικών χαρακτηριστικών των συστημάτων απουσία και παρουσία των βιοδραστικών ουσιών, καθώς και οι αλλαγές αυτών, έδωσαν πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος των διασπορών των αναπτυχθέντων μικρογαλακτωμάτων αλλά και συντέλεσαν στον προσδιορισμό της θέσης των ουσιών στην πολύπλοκη μικροδομή τους. Για τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας των συστημάτων, τα προτεινόμενα μικρογαλακτώματα ελέγχθηκαν είτε ως προς την ικανότητά τους να καταλύουν γνωστές αντιδράσεις (στην περίπτωση εγκλωβισμού ενζύμου) είτε να διατηρούν την αντιοξειδωτική ικανότητα των εγκλωβισμένων ουσιών (στην περίπτωση της υδροξυτυροσόλης και του γαλλικού οξέος). Διαπιστώθηκε ότι οι εγκλωβισμένες ουσίες διατήρησαν τις αρχικές τους ιδιότητες μετά τον εγκλωβισμό τους, ενώ τα ίδια τα μικρογαλακτώματα λόγω της φύσης τους εμφάνισαν ισχυρή αντιοξειδωτική δράση, αυξάνοντας την καταλληλότητα τους για χρήση σε φαρμακευτικές εφαρμογές. Για τη βιολογική αποτίμηση των προτεινόμενων συστημάτων δύο (2) διαφορετικοί οδοί χορήγησης μελετήθηκαν: η από του στόματος και η ρινική. Συγκεκριμένα, η μελέτη εστιάστηκε στην συμπεριφορά των μικρογαλακτωμάτων και στην συμβολή τους στην απορρόφηση των εγκλωβισμένων βιοδραστικών ουσιών, μέσω in vitro τεχνικών, στις περιοχές απορρόφησης που συνδέονται με την από του στόματος και τη ρινική χορήγηση. Τόσο για την από του στόματος όσο και για τη ρινική χορήγηση πραγματοποιήθηκαν in vitro μελέτες κυτταροτοξικότητας και διαπερατότητας από κατασκευασμένα επιθήλια με τη χρήση κατάλληλων καρκινικών σειρών. Συγκεκριμένα, στην πρώτη περίπτωση χρησιμοποιήθηκε η συγκαλλιέργεια των εντερικών επιθηλιακών καρκινικών κυτταρικών σειρών Caco-2/TC7 και HT29-MTX, ενώ στη δεύτερη περίπτωση η καρκινική κυτταρική σειρά ρινικού επιθηλίου RPMΙ 2650. Μέσω των in vitro μελετών προσδιορίστηκε το εύροςτων μη τοξικών συγκεντρώσεων των συστημάτων, σε κάθε περίπτωση, ενώ η μελέτη επιθηλιακής διαπερατότητας των βιοδραστικών ουσιών ανέδειξε την ισχυρή συμμετοχή των συστατικών των μικρογαλακτωμάτων στην συγκεκριμένη διαδικασία. Εν κατακλείδι, στο πλαίσιο της συγκεκριμένης διατριβής αναπτύχθηκαν πρωτότυπα βιοσυμβατά μικρογαλακτώματα τα οποία αποτέλεσαν εξαιρετικό μικροπεριβάλλον για τον εγκλωβισμό βιοδραστικών ουσιών όπως ένζυμα και αντιοξειδωτικά. Η καταλληλότητα των παραπάνω συστημάτων για από του στόματος και ρινική χορήγηση ανέδειξε τα πλεονεκτήματα αυτών των συστημάτων. Τα αναπτυχθέντα μικρογαλακτώματα λόγω του μικροπεριβάλλοντός τους, των συστατικών αλλά και των ιδιοτήτων τους μελλοντικά μπορούν να μορφοποιηθούν περαιτέρω με σκοπό την εφαρμογή τους στη φαρμακευτική βιομηχανία ως προϊόντα που θα συνδυάζουν το χαμηλό κόστος και την αποτελεσματικότητα προσφέροντας παράλληλα στον χρήστη έναν εύκολο τρόπο χορήγησης ιδιαίτερα για μακράς διάρκειας θεραπείες.

Download Full-text

Horseradish peroxidase-mediated synthesis of an antioxidant gallic acid-g-chitosan derivative and its preservation application in cherry tomatoes

RSC Advances ◽

10.1039/c8ra02632g ◽

2018 ◽

Vol 8 (36) ◽

pp. 20363-20371 ◽

Cited By ~ 4

Author(s):

Xiao Zhang ◽

Hao Wu ◽

Linan Zhang ◽

Qingjie Sun

Keyword(s):

Horseradish Peroxidase ◽

Antioxidant Capacity ◽

Gallic Acid ◽

Chitosan Derivative ◽

Cherry Tomatoes

Horseradish peroxidase-mediated grafting of gallic acid to chitosan with good antioxidant capacity for preservation of cherry tomatoes.

Download Full-text

Polymerization and Dyeing Properties of Gallic Acid on Silk Fabric Catalyzed by Horseradish Peroxidase

Fibers and Polymers ◽

10.1007/s12221-021-0673-y ◽

2021 ◽

Author(s):

Na-won Baek ◽

Xue-rong Fan ◽

Jiu-gang Yuan ◽

Jin Xu ◽

Qiang Wang

Keyword(s):

Horseradish Peroxidase ◽

Gallic Acid ◽

Silk Fabric ◽

Dyeing Properties

Download Full-text

Effects of Vincristine on Endothelial Microtubules in the Spinal Cord

Proceedings, annual meeting, Electron Microscopy Society of America ◽

10.1017/s0424820100090270 ◽

1976 ◽

Vol 34 ◽

pp. 58-59

Author(s):

John L. Beggs ◽

John D. Waggener ◽

Wanda Miller

Keyword(s):

Spinal Cord ◽

Biological Activity ◽

Horseradish Peroxidase ◽

Transport Mechanism ◽

Vasogenic Edema ◽

Vesicular Transport ◽

Close Proximity

Microtubules (MT) are versatile organelles participating in a wide variety of biological activity. MT involvement in the movement and transport of cytoplasmic components has been well documented. In the course of our study on trauma-induced vasogenic edema in the spinal cord we have concluded that endothelial vesicles contribute to the edema process. Using horseradish peroxidase as a vascular tracer, labeled endothelial vesicles were present in all situations expected if a vesicular transport mechanism was in operation. Frequently,labeled vesicles coalesced to form channels that appeared to traverse the endothelium. The presence of MT in close proximity to labeled vesicles sugg ested that MT may play a role in vesicular activity.

Download Full-text

Comparative strengths and weaknesses of peroxidase and colloidal gold in pre- and post-embedding immunolabeling techniques

Proceedings, annual meeting, Electron Microscopy Society of America ◽

10.1017/s0424820100129279 ◽

1987 ◽

Vol 45 ◽

pp. 1002-1005

Author(s):

D. R. Abrahamson ◽

P. L. St.John ◽

E. W. Perry

Keyword(s):

Electron Microscopy ◽

Horseradish Peroxidase ◽

Light Microscopy ◽

Colloidal Gold ◽

Light Microscope ◽

Ultrastructural Localization ◽

The Other ◽

Quantitative Studies ◽

Dense Suspension ◽

Antigen Localization

Antibodies coupled to tracers for electron microscopy have been instrumental in the ultrastructural localization of antigens within cells and tissues. Among the most popular tracers are horseradish peroxidase (HRP), an enzyme that yields an osmiophilic reaction product, and colloidal gold, an electron dense suspension of particles. Some advantages of IgG-HRP conjugates are that they are readily synthesized, relatively small, and the immunolabeling obtained in a given experiment can be evaluated in the light microscope. In contrast, colloidal gold conjugates are available in different size ranges and multiple labeling as well as quantitative studies can therefore be undertaken through particle counting. On the other hand, gold conjugates are generally larger than those of HRP but usually can not be visualized with light microscopy. Concern has been raised, however, that HRP reaction product, which is exquisitely sensitive when generated properly, may in some cases distribute to sites distant from the original binding of the conjugate and therefore result in spurious antigen localization.

Download Full-text

Unlabeled Antibody Immunocytochemistry Applied to Murine Mammary Tumor Cells

Proceedings, annual meeting, Electron Microscopy Society of America ◽

10.1017/s0424820100115572 ◽

1975 ◽

Vol 33 ◽

pp. 390-391

Author(s):

Wm. J. Arnold ◽

J. Russo ◽

H. D. Soule ◽

M. A. Rich

Keyword(s):

Horseradish Peroxidase ◽

Mammary Tumor ◽

Covalent Binding ◽

Petri Dish ◽

Gamma Chain ◽

Mammary Tumor Virus ◽

Mammary Tumor Cells ◽

Murine Mammary Tumor ◽

Tumor Virus ◽

Unlabeled Antibody

Our studies of mammary tumor virus have included the application of the unlabeled antibody enzyme method of Sternberger to mammary tumor derived mouse cells in culture and observation with an electron microscope. The method avoids the extravagance of covalent binding of indicator molecules (horseradish peroxidase) with precious antibody locator molecules by relying instead upon specific antibody-antigen linkages. Our reagents included: Primary Antibody, rabbit anti-murine mammary tumor virus (MuMTV) which was antiserum 113 AV-2; Secondary Antibody, goat anti-rabbit IgG gamma chain (Cappel Laboratories); andthe Indicator, rabbit anti-horseradish peroxidase - horseradish peroxidase complex (PAP) (Cappel Labs.). Dilutions and washes were made in 0.05 M Tris 0.15 M saline buffered to pH 7.4. Cell monolayers, after light fixation in glutaraldehyde, were incubated in place by a protocol adapted from Sternberger and Graham and Karnovsky, then embedded by our usual method for monolayers. Reagents were confined to specific areas by neoprene 0-rings (Parker Seal Co.) reducing the amount of reagent needed to 50 microliters, 1/6th of that required to wet a 35 mm petri dish.

Download Full-text