Молекулярні аспекти екзогенної регуляції метаболізму в клітинах мікроорганізмів-симбіонтів та тварини-господаря

Метаболічні особливості клітин окремих бактерій за впливу екзогенних факторів. Виявлено, що в популяціях мікроорганізмів, сформованих на легкоперетравних кормах (концентратах), продукція пропіонату починає гальмуватися біоцидом при його підвищених дозах (біля 150 мкМ). Це вказує на роль сформованих синтрофних взаємовідносин порівняно стійкіших до дії токсиканту лактатутворюючих (S. bovis) і лактатутилізуючих (M. elsdenii) бактерій рубця з можливим перетворенням лактату в пропіонат акрилатним шляхом, яким створюється можливість швидкого забезпечення прокаріотичних й еукаріотичних клітин універсальним джерелом енергії та вуглецю за умов інгібувальної дії ПХФ.

Окремі бактеріальні клітини (M. elsdenii) спершу утилізують лактат, а потім глюкозу, тобто надають перевагу простішим за будовою молекулам, що є необхідною умовою для розвитку токсиностійких мікробів і основою в механізмі їх метаболічної адаптації. Завдяки сорбуючим, іонообмінним та іншим корисним властивостям, кліноптилоліт здатний суттєво зберігати
(Р < 0,05) активність таких цитозольних ензимів, як лактатдегідрогеназа, аконітаза, ізоцитратдегідрогеназа, фумараза, малатдегідрогеназа, малікензим і форміатдегідрогеназа, в чистих штамах Butyrivibrio fibrisolvens 787, Streptococcus bovis AO 24/85, Megasphaera elsdenii LC8 й в інших бактеріях, що переважають у культурах, сформованих на раціоні з концентратами.

Клітини B. fibrisolvens та інших пектинолітичних бактерій утилізують з неоднаковою швидкістю альдози різної молекулярної маси. Вони швидше засвоюють більший мономер (альдогексозу) і в 2,5 раза повільніше - менший (альдопентозу). У присутності обох альдоз у культуральному середовищі бактерія спочатку використовує глюкозу, а потім ксилозу. Дія біоциду в 2,5 раза уповільнює ріст клітинної біомаси на ксилозі, ніж на глюкозі. Біохімічні функції бактеріальної культури за умов протекторного впливу кліноптилоліту швидше відновлюються при вирощуванні їх на гексозі, ніж на пентозі, але стехіометрія утворених метаболітів і продуктів ферментації обох альдоз є майже однаковою. метаболізм популяція мікроорганізм диспепсія

Встановлено, що при повній утилізації пектину, ксилози, глюкози та інших біосубстратів у клітинах B. fibrisolvens 787 відсутня активність фосфокетолази (ключового ензиму пентозофосфатного циклу), а перетворення згаданих сполук, як виявилось, відбувається метаболічним шляхом Ентнера-Дудорова, про що свідчить висока активність 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолази (КДФГА). Поряд з цим виявлено й реакцію, яку каталізує фруктозодифосфатальдолаза (ФДФА), що вказує на можливість утилізації пектину, ксилози й інших вуглеводів і метаболічним шляхом Ембдена-Мейєргофа-Парнаса. Навіть малі дози ПХФ вірогідно гальмують активність КДФГА і ФДФА, а добавки в культуральне середовище кліноптилоліту проявляють вищу захисну здатність цих ензимів на глюкозі, ніж на ксилозі й пектині, що, загалом, проявляє суттєвий вплив і на метаболічні процеси в еукаріотичних клітинах організму тварини-господаря.

Молекулярні механізми взаємодії окремих макромолекул в еукаріотичних і прокаріотичних клітинах. За допомогою використання складних методичних підходів із клітини печінки бика було одержано і охарактеризовано первинну структуру індивідуальних ізоакцепторних тРНКТир1 і тРНКТир2. У кожної з них виявлено свої структурні особливості та своєрідні риси взаємодії з гомологічними аміноацил-тРНК-синтетазами. З'ясовано, що якісний контроль за усіма інтрацелюлярними процесами (як для еукаріотичних, так і прокаріотичних клітин) є одним з найважливіших внутрішньоклітинних функцій. Серед механізмів якісного контролю виділено стан забезпечення точності синтезу білка, і, передусім, процесу трансляції, що спрямований на запобігання природного виникнення помилок під час аміноацилювання тРНК аміноацил-тРНК-синтетазою (АРСазою). Показано дуже складну сітку специфічних взаємодій ензиму з рибонуклеїновою кислотою, яка забезпечує одночасно точний, правильний відбір гомологічної та відторгнення негомологічної тРНК.

Виявлено (рис. 8), що рівні аміноацилювання тРНКТир у клітинах печінки молодих і старих щурів є різними (вони знижуються з віком) і, очевидно, залежать від змін у структурі тРНК й АРСаз та викликаються зростанням інтенсивності окисних процесів. Відмінність в аміноацилюванні тирозил-тРНК-синтетазами еукаріотичних й прокаріотичних тРНКТир (що належать до І і ІІ класу тРНК) вказує на вищий якісний контроль за першою стадією трансляції у молодих тварин. Ефективність контрольних механізмів за процесами синтезу білка знижується з віком тварин, що зокрема, відбивається на точності якісного контролю аміноацилювання еукаріотичної та прокаріотичної тирозинових тРНК тирозил-тРНК-синтетазою.

Глутаматдегідрогеназа слизової оболонки рубця еукаріотичного й прокаріотичного походження. Встановлено, що в механізмах засвоєння амонійного азоту значну роль відіграє глутаматдегідрогеназа (ГДГ) слизової оболонки рубця, яка функціонує на межі рубцевої мікробної ферментації й інтермедіарного метаболізму тварини-господаря. На поверхні слизової рубця постійно знаходиться прошарок адгерованих мікроорганізмів-симбіонтів. Із слизової оболонки рубця плода одержано гомогенні препарати ензиму ГДГTRF та із печінки корови-матері - ГДГTLC, які були подібними між собою за багатьма характеристиками. У виділеного препарату ГДГTRС із слизової рубця корови (дорослої жуйної тварини) виявлено гетерогенність ензиму, тобто відмічено його активність відразу в двох окремих білкових елюатах. Перший з них змінює свою активність у залежності від ступеня очищення (ГДГRAB), а другий (стабільний, ГДГTRС) має вищу активність і за багатьма властивостями наближається до тканинних (ГДГTRF і ГДГTLC).

Виділені нами еукаріотичні препарати ГДГTRF, TRС, TLC відзначаються вищою чутливістю до збільшення в середовищі концентрації катіонів двовалентних металів (Zn2+) та гуанозинтрифосфату (як негативних модуляторів) й аденозинмонофосфату та лейцину в якості активаторів. Тканинні форми ГДГ є високоспецифічними до коензиму НАДН, а прокаріотична (бактеріальна) форма ГДГRAB - до НАДФН, у присутності якого активність ензиму зростає утричі. За умов використання кофакторів НАДФ+ і НАД+ рівень зниження активності прокаріотичної ГДГRAB є меншим, ніж еукаріотичних (тканинних).

Отже, в слизовій оболонці рубця дорослої жуйної тварини, на якій вже функціонує стабільна популяція мікроорганізмів, є дві форми глутаматдегідрогенази різного походження: тканинна (еукаріотичного) і бактеріальна (прокаріотичного). Вони хоча й відрізняються між собою за багатьма характеристиками, але, ймовірно, функціонують як єдиний мультиензимний комплекс, що значно розширює можливості регуляторної ролі ГДГ у взаємозв'язках між клітинами мікробної екосистеми рубця й клітинами макроорганізму тварини-господаря. Еукаріотична форма ГДГ закладається ще в неонатальний період. Вона має подібні характеристики з ГДГ із клітин печінки та слизової оболонки рубця дорослої жуйної тварини, але відрізняється нижчою активністю.

Рівень азотфіксуючих і дегідрогеназних реакцій у клітинах слизової оболонки рубця та печінки за довготривалої дії йонофору. Показано, що за умов довготривалого споживання тваринами монензину в їх слизовій оболонці рубця активність азотфіксуючих ензимів (глутамінсинтетази, аспартат- і аланінамінотрансфераз, орнітинкарбамоїлфосфаттрансферази) знижується на 11-37 % при тенденції до підвищення рівня аргіназної реакції. Із дегідрогеназ вірогідно знижується тільки активність лактатдегідрогенази, а в інших дегідрогеназних реакціях (малатдегідрогенази, -кетоглутаратдегідрогенази і глутаматдегідрогенази) спостерігається тенденція до зниження. У субклітинних фракціях печінки не виявлено суттєвого впливу йонофору на активність дегідрогеназ. Активність глутамінсинтетази вірогідно знижується при достовірному зростанні аланінамінотрансферазної реакції. Динаміка утворення [14С]лізил-тРНК у клітинах печінки знаходиться на вищому рівні, порівняно з контролем.

Дія надлишків аміаку на метаболічні процеси в організмі жуйної тварини та її плода. Виявлено, що надлишок NH3 в організмі тільної корови позначається й на метаболічних процесах в організмі плода. Детоксикація аміаку в клітинах травної системи матері-плода за умов дефіциту енергії відбувається також за допомогою активації реакцій глюкозо-аланінового циклу. Додаткове введення в раціон тільної корови природного сорбенту (кліноптилоліту) вірогідно знижує не тільки процеси аміакоутворення в її рубці, але й нормалізує реакції утилізації азоту в клітинах тканин травної системи плода.

Відновлення структурно-функціонального стану клітин печінки телят при ентеропатології. До клітин печінки у неонатальних телят через ворітну вену із травного каналу надходять ліпіди й інші поживні речовини, які синтезовані в його стінці, або прямо - із молозива й молока. Основну масу ліпідів печінки складають фосфатиди (біля 90 %). Показано, що за умов виникнення аліментарної диспепсії у гепатоцитах знижується приблизно на 30 % загальна кількість ліпідів та їх окремих компонентів: холестеролу, холестеролу естерифікованого, триацилгліцеролів, есенціальних жирних кислот, фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну, кардіоліпіну, сфінгомієліну, фосфатидилсерину і фосфатидилінозитолу. За стану діареї у складі фосфоліпідних молекул вірогідно збільшується рівень пальмітату, пальмітоолеату і стеарату. Натомість, вірогідно зменшується вміст олеату та лінолеату, що вказує на значне пошкодження клітин, зміни їх структурно-функціонального стану і, передусім, мембран. Вказані результати узгоджуються з даними Грищенко В.А. (2006), що були одержані в інші вікові терміни новонароджених телят. А виявлене (рис. 9) майже чотирикратне зниження концентрації ароВ 100 у клітинах печінки телят з диспепсією на тлі зниження вмісту альбуміну та тенденції до підвищення сумарної РНК і загального білка, вказує на різкі зміни синтезу й секреції ароВ 100 в печінці та на ко- й посттранскрипційні механізми регуляції його продукції. Поряд з цим з'ясовано, що активність ключових ензимів циклу трикарбонових кислот (цитратсинтази (CS), цитохром-с-оксидази (СОХ)) та величина співвідношення СОХ:CS вірогідно знижується у гепатоцитах телят з диспепсією. Це вказує на гальмування реакцій циклу трикарбонових кислот та можливе використання резервів клітин й органел без поповнення необхідними метаболітами із шлунково-кишкового тракту і крові. Глибокі порушення метаболічних процесів на рівні функціонування мітохондрій і мембран у гепатоцитах телят із вказаними розладами травлення підтверджувалися змінами активності ключових ензимів орнітинового циклу, з допомогою якого біля 90 % надлишкового азоту видаляється з організму або повторно використовується за допомогою рубцево-печінкового та інших механізмів. За умов діареї активність орнітилтранскарбомоїлази зростає на 71,6 % й аргінази - на 46,32 %, а загальна швидкість уреагенезу - на 57 %.

Експериментально доведено, що всі виявлені зміни у внутрішньоклітинному метаболізмі у гепатоцитах телят з диспепсією можна відновити впродовж 10-15 днів на 50-70 % за допомогою схеми загальноприйнятого традиційного лікування, а додаткове включення в цю схему використання комплексної фосфоліпідвмісної біологічно активної добавки FLP-MD дозволяє підняти реабілітаційний ефект до 80-90 % за вказаний період. При цьому відмічено підвищення рівнів включення [1-14С]олеату у такі ліпідні фракції гепатоцитів, як кислоторозчинні продукти, інтрацелюлярні триацилгліцероли та сумарний пул інтрацелюлярних ліпідів.

ВИСНОВКИ

У дисертації представлене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в дослідженні молекулярних аспектів екзогенної регуляції метаболізму в клітинах мікроорганізмів-симбіонтів та тварини-господаря, що здійснюється за безпосередньої участі багатьох чинників складного механізму послідовних біохімічних перетворень на різних рівнях функціонування окремих клітинних асоціацій, важливих субцелюлярних біополімерів й їх комплексів.

1. Вперше із клітині E. сoli виділено білок RsgA, який з високим ступенем афінності зв'язується з транспортно-матрицевою РНК, не впливає на швидкість її аміноацилювання аланіл-тРНК-синтетазою, має ділянки, відповідльні за зв'язування з іонами металу й енергозабезпечення.

2. Вірогідне інгібування активації RsgA (як ГТФ-ази) аміноглікозидними антибіотиками, які зв'язуються з 30S рибосомальною субодиницею в зоні аміноацилюючого сайту, і його широка специфічність в утворенні комплексів з РНК рибосоми дозволяє вважати можливим його залучення як у канонічну трансляцію, так і в транс-трансляцію. RsgA відіграє своєрідну роль у швидкоплинних процесах дисоціації субодиниць шляхом зв'язування його ГТФ-форми з 30S субодиницею і від'єднання від неї його ГДФ-форми, що потребує енергетичного потенціалу, який вивільняється внаслідок гідролізу ГТФ.

3. Показано, що стабільність функціонування клітин різних мікроорганізмів-симбіонтів травного каналу жуйних тварин підтримується багатьма факторами, в тому числі певною величиною зовнішньоклітинного редокс-потенціалу. Рівень його у шлунково-кишковому тракті коливається в досить широких межах - від 300 до +200 мВ і ширше. У тих відділах, де відбувається інтенсивний мікробний метаболізм, Eh є вірогідно зсунутий у бік менших від'ємних величин. Анаеробне й відновлювальне середовище в рубці створює порівняно вузький діапазон від'ємних значень Eh (переважно від 130 до 200 мВ). Зміни величин Eh і рН мають лінійну залежність, що у певній мірі віддзеркалює рівень окремих проміжних і кінцевих продуктів ферментації різних за перетравністю субстратів та кількісне нагромадження клітинної біомаси мікроорганізмів.

4. Виявлено, що Eh мікробного середовища рубця відхиляється в бік менших від'ємних величин при внесенні натрію сульфіду, натрію гідроксиду, цистеїну і натрію гідросульфату, а зміщенню його у сторону більших додатних значень сприяє додавання пікрату, натрію нітриту, соляної кислоти, міді сірчанокислої, газоподібного кисню і, особливо, солей важких металів (срібла, ртуті), що супроводжується інгібуванням бродильних процесів. Кожен із видів мікроорганізмів має свій оптимальний діапазон величин Eh і регулюється зміною функціонування загальної мікробної популяції.

5. З'ясовано, що клітини мікроорганізмів-симбіонтів рубця в процесах амонієгенезу здатні метаболізувати глутамін не тільки через реакцію утворення глутамату, але й шляхом синтезу піроглутамату (піролідонкарбонової кислоти), що дозволяє знижувати швидкість утворення аміаку в рубці та раціональніше використовувати його клітинами макроорганізму тварини-господаря. Вірогідно підсилити ефективність вказаного механізму дозволяє застосування йонофору (монензину).

6. Встановлено дозозалежну інгібувальну дію пентахлорфенолу на інтра- і екзоцелюлярний метаболізм мікроорганізмів-симбіонтів травного каналу тварин. У мікробних культурах із легкоперетравними джерелами поживних речовин токсична дія біоциду вірогідно знижується і порівняно швидше реалізується протекторна здатність адсорбенту кліноптилоліту.

7. Показано, що у формуванні резистентності мікробної екосистеми значну роль відіграють синтрофні взаємовідносини бактерій лактатпродукуючої S. bovis і лактатутилізуючої M. elsdenii, які за допомогою акрилатного шляху здатні поповнювати резерви глюкогенного джерела - пропіонату та забезпечувати енергією і метаболітами важливі реакції синтезу і детоксикації. Клітини B. fibrisolvens та інших видів пектинолітичних бактерій травного каналу надають перевагу в засвоєнні глюкози порівняно з ксилозою. При цьому на альдогексозі вони в 2,5 раза швидше відновлюють свої функції в присутності адсорбенту й малих доз (10-40 мкМ) пентахлорфенолу.

8. Виявлено відсутність активності фосфокетолази - ключового ензиму пентозофосфатного шляху, в клітинах пектинолітичних бактерій при повній утилізації ними пектину, ксилози, глюкози та інших субстратів. З'ясовано, що в цих бактерій перетворення субстратів відбувається метаболічним шляхом Ентнера-Дудорова, на що вказує висока активність у них специфічного ключового ензиму 2-кето3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолази. Виявлена активність фруктозодифосфат-альдолази вказує на можливість утилізації вуглеводів і метаболічним шляхом Ембдена-Мейєргофа-Парнаса. Показано те, що навіть малі дози пентахлорфенолу вірогідно знижують активність ензимів, а присутність кліноптилоліту ефективніше підвищує захисну здатність їх на глюкозі, ніж на ксилозі чи пектині. Це має суттєве значення у регуляції взаємовідносин між прокаріотичними й еукаріотичними клітинами.

9. Показано, що індивідуальні ізоакцепторні тРНКТир1 і тРНКТир2 із печінки бика мають свої особливості в структурі та взаємодії з гомологічними аміноацил-тРНК-синтетазами, а якісний контроль за всіма інтрацелюлярними процесами є однією з основних функцій у клітинах еукаріотів і прокаріотів. Він спрямований на запобігання природного виникнення помилок при аміноацилюванні тРНК АРСазою. Це підтверджується тим, що рівні аміноацилювання тРНКТир у клітинах молодих і старих щурів є різними. Вони знижуються з віком і залежать від змін у структурі тРНК і АРСаз, які виникають під впливом посилення інтенсивності окисних процесів. Виявлена відмінність в аміноацилюванні тирозил-тРНК-синтетазами еукаріотичних і прокаріотичних тРНКТир (які належать до І і ІІ класу транспортних РНК), що вказує на вищий якісний контроль за першою стадією трансляції в організмі молодих тварин.

10. Встановлено, що в механізмі засвоєння амонійного азоту значну роль відіграє глутаматдегідрогеназа слизової оболонки рубця, яка є з'єднувальною ланкою між рубцевим й інтермедіарним метаболізмом. Цей ензим має дві форми різного походження - прокаріотичного (із прошарку адгерованих бактерій) і еукаріотичного (закладається ще в неонатальний період). Вони відрізняються між собою за багатьма характеристиками, але функціонують як єдиний мультиензимний комплекс для здійснення регуляторної ролі в загальному метаболізмі азоту в організмі жуйної тварини, адже надлишки аміаку в рубці тільної корови позначаються на метаболічних процесах у плода та суттєво нормалізуються під впливом згодовування кліноптилоліту.

11. З'ясовано, що в гепатоцитах телят з диспепсією майже на 30 % знижується загальна кількість ліпідів та їх окремих компонентів (холестеролу, холестеролу естерифікованого, триацилгліцеролів, есенціальних жирних кислот, фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну, кардіоліпіну, сфінгомієліну, фосфатидилсерину і фосфатидилінозитолу). У складі фосфоліпідних компонентів вірогідно збільшується рівень пальмітату, пальмітоолеату та стеарату на тлі зменшення вмісту олеату й лінолеату, що вказує на значне пошкодження структурно-функціонального стану клітин і, зокрема, мембран. Це підтверджується також чотирикратним зниженням у них концентрації ароВ 100, вірогідним зменшенням активності цитратсинтази, цитохром-с-оксидази і величини їх співвідношення на тлі вірогідного зростання активності ключових ензимів орнітинового циклу (орнітинтранскарбомоілази та аргінази).

12. Виявлені зміни у внутрішньоклітинному метаболізмі у гепатоцитах телят з диспепсією можна нормалізувати впродовж 10-15 днів на
60-70.% за допомогою традиційного лікування та на 80-90 % при додатковому використанні комплексної фосфоліпідвмісної добавки FLP-MD, що також підтверджується вірогідним зростанням рівня включення [1-14С]олеату у такі ліпідні фракції клітин печінки, як кислоторозчинні продукти, інтрацелюлярні триацилгліцероли та сумарний пул інтрацелюлярних ліпідів.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Посібник

1. Мала енциклопедія ветеринарної медицини / [гол. ред. Р.Й. Кравців, заступн. гол. ред. В.П. Романишин; упорядники: О.М. Вержиховський, В.М. Горжеєв, Г.Б. Іванов, І.І. Ігліцький, Л.Г. Калачнюк, .Р. Кравців, М.Г. Личук, Р.П. Маслянко, М.З. Паска, А.М. Стадник, Л.М. Усаченко] - Львів: Добра справа, 2008. - Т. 1. - 510 с. (Дисертант брав участь у написанні й підготовці до друку матеріалів, які стосуються питань біохімії та молекулярної біології).

Статті у журналах та збірниках наукових праць

2. A novel GTPase activated by the small subunit of ribosome / H. Himeno, K. Hanawa-Suetsugu, T. Kimura, K. Takagi, W. Sugiyama, S. Shirata, T. Mikami, F. Odagiri, Y. Osanai, D. Watanabe, S. Goto, L. Kalachnyuk, C. Ushida, A. Muto // Nucleic Acids Research. - 2004. - Vol. 32, No. 17. - P. 5303-5309. (Дисертанту належить ідея, результати виділення і вивчення властивостей ГТФ-ази).

3. Interaction between RsgA and the ribosome / T. Kimura, K. Takagi, K. Hanawa-Suetsugu, L. Kalachnyuk, A. Muto, H. Himeno // Oxford Journals: Nucleic Acids Symp. Ser. 2007. Vol. 51. P. 375-376. (Дисертант вивчав взаємодію RsgA з рибосомою).

4. Метаболізм глютаміну мікроорганізмами рубця: вплив монензину / Г.І..Калачнюк, М. Мароунек, Л.Г. Калачнюк, О.Г. Савка, М.Г..Герасимів // Укр. біохім. журн. - 1992. - Т. 64, № 4. - С. 72-78. (Дисертант з'ясовував вплив монензину на метаболізм глутаміну мікроорганізмами рубця).

5. Субклеточная энзимная активность и аминокислотный пул тканей телят под действием ионофора / Г.И. Калачнюк, М. Мароунек, М.Г..Герасымив, О.Г. Савка, Л.Г. Калачнюк // Сельскохоз. биол. - 1992. - № 4. - С. 50-56. (Дисертант вивчав дію йонофору на активність ензимів у субклітинних фракціях).

6. Калачнюк Г.І. Тканинний метаболізм у жуйних за йонофорної дії / Г.І..Калачнюк, О.Г. Савка, М.Г. Герасимів, Л.Г. Калачнюк // Укр. біохім. журн. - 1993. - Т. 65, № 1. - С. 61-69. (Дисертант досліджував дію йонофору на активність ензимів у тканинах).

7. Activity of dehydrogenases and enzymes of nitrogen metabolism in rumen mucose and liver of steers fed monensin / G.I. Kalachnyuk, M. Marounek, M.G. Gerasymiv, O.G. Savka, L.G. Kalachnyuk // Acta Vet. Brno. - 1993. - Vol. 62. - P. 127-131. (Дисертант вивчав вплив монензину на активність ензимів у слизовій рубця та печінці).

8. Калачнюк Г.І. Метаболізм бактерій рубця за дії зовнішньоклітинного редокс-потенціалу / Г.І. Калачнюк, М. Мароунек, Л.Г. Калачнюк, О.Г..Савка // Укр. біохім. журн. - 1994. - Т. 66, № 1. - С. 30-41. (Дисертант досліджував зміни Eh й інших показників метаболізму в клітинах бактерій).

9. Калачнюк Л.Г. Вивчення просторової структури тРНКTyr печінки бика за допомогою методу хімічної модифікації нітрозоетилсечовиною / Л.Г. Калачнюк // Укр. біохім. журн. - 1994. - Т. 66, № 4. - С. 95-101.

10. Калачнюк Л.Г. Індивідуальні ізоакцеторні тирозинові тРНК із печінки бика. Виділення і характеристика / Л.Г. Калачнюк // Біополімери & Клітина. - 1994. - Т. 10. - С. 88-91.

11. Калачнюк Л.Г. Тирозинова тРНКQ*YA печінки бика. Визначення ділянок її взаємодії з гомологічною аміноацил-тРНК-синтетазою методом хімічної модифікації / Л.Г. Калачнюк, О.І. Корнелюк, Г.Х. Мацука // Укр. біохім. журн. - 1995. - Т. 67, № 5. - С. 60-65. (Дисертанту належить виділення препаратів тРНКТир, вивчення її взаємодії з АРС-азою, написання статті).

12. Особливості глутаматдегідрогенази слизової рубця плода та дорослої жуйної тварини / Г.І. Калачнюк, І.С. Фоменко, Л.Г. Калачнюк, Ш..Каваї, М. Мароунек, О.Г. Савка // Укр. біохім. журн. - 2001. - T. 73, № 2. - С. 130-137. (Дисертант брав участь у вивченні особливостей ГДГ у слизовій рубця).

13. Фоменко І.С. Реакції трансамінування у слизовій оболонці травного тракту плода за дії надлишку аміаку в рубці корови / І.С. Фоменко, О.Є. Возна, Л.Г. Калачнюк, Г.І. Калачнюк // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2001. - Bип. 27. - С. 210-217. (Дисертант досліджував активність трансаміназ у тканинах).

14. Метаболічний і продуктивний ефект згодовування бичкам гранульованих кормових джерел азоту й енергії у поєднанні із сорбентом та дією йонофору / О.Є. Возна, Л.Г. Калачнюк, Г.І..Калачнюк, Н.І. Лацік, О.Г. Савка, М. Мароунек // Науковий вісник ЛДАВМ ім. С. З. Гжицького. - 2001. - Т. 3, № 3. - С. 18-25. (Дисертант брав участь у дослідженнях метаболічної і продуктивної дії різних джерел азоту в поєднанні з сорбентом і йонофором).

15. Метаболічні процеси у сліпій кишці кролів за умови поєднань у раціоні різних джерел природного протеїну з сечовиною, сорбентом та йонофором / Н.Р. Мотько, Л.Г. Калачнюк, Г.І. Калачнюк, Н.І. Лацік, О.Г. Савка, М. Мароунек // Науковий вісник ЛДАВМ ім..С.З..Гжицького. - 2001. - Т. 3, № 3. - С. 75-81. (Дисертант брав участь у вивченні метаболічних процесів у сліпій кишці за дії регуляторних чинників).

16. Метаболізм мікробних популяцій рубця, сформованих на біосубстратах різної доступності за дії пентахлорфенолу / Л.Г. Калачнюк, О.Є. Возна, Г.І. Калачнюк, Ю.М. Лицур, Н.І. Лацік, О.Г. Савка, М. Мароунек, Ш. Каваї // Укр. біохім. журн. - 2002. - Т. 74, № 3. - С. 30-42. (Дисертант вивчав дію ПХФ на ензимні реакції у клітинах бактерій рубця).

17. Мотько Н.Р. Дія йонофору на метаболізм і продуктивність молодняка кролів при згодовуванні важко- і легкодоступних вуглеводів / Н.Р..Мотько, Л.Г. Калачнюк // Наук. вісн. ЛДАВМ ім. С.З. Гжицького. - 2002. - Т. 4, № 2, Ч. 2. - С. 69-74. (Дисертант вивчав дію ПХФ на ензимні реакції у клітинах бактерій рубця).

18. Метаболізм ліпідів в організмі жуйних тварин / Д. Мельничук, Л..Калачнюк, Г. Калачнюк, В. Грищенко, М. Цвіліховський, О. Савка // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2003. - Вип. 34. - С. 41-51. (Дисертант брав участь у одержанні й аналізі результатів та написанні роботи).

19. Калачнюк Л. Метаболізм азотовмісних біосубстратів і глюкози мікробною популяцією сліпої кишки свиней за дії пентахлорфенолу та кліноптилоліту / Л. Калачнюк, Н. Лацік-Руснак, Г. Калачнюк, Л. Романишина // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2003. - Вип. 33. - С. 141-146. (Дисертант вивчав дію сорбенту й ПХФ на метаболізм у сліпій кишці свиней).

20. Калачнюк Л.Г. Рівень кліноптилолітової протекції за дії пентахлорфенолу на рубцеві мікробні популяції, які формуються на біосубстратах різної доступності / Л.Г. Калачнюк, Н.І. Руснак // Наук. вісник ЛДАВМ ім. С. З. Ґжицького. - Львів, 2003. - Т. 5, № 2, Ч. 2. - С. 34-40. (Дисертант досліджував дію ПХФ і сорбенту на метаболізм мікроорганізмів рубця).

21. Руснак Н.І. Кінцеві продукти метаболізму різних біосубстратів мікробною популяцією сліпої кишки свиней під впливом біоциду та сорбенту / Н.І. Руснак, Л.Г. Калачнюк, Л.М. Романишина // Наук. вісник ЛДАВМ ім. С. З. Ґжицького. - Львів, 2003. - Т. 5, № 2, Ч. 2. - С. 104-110. (Дисертант брав участь у вивченні кінцевих продуктів ферментації мікроорганізмів у сліпій кишці свиней за умов експерименту).

22. Мотько Н.Р. Метаболічний і продуктивний ефект за умов згодовування кліноптилоліту кролям на фоні часткової заміни клітковини пектином / Н.Р. Мотько, Л.Г. Калачнюк // Наук. вісник ЛДАВМ ім..С.З..Ґжицького. - Львів, 2003. - Т. 5, № 2, Ч. 2. - С. 81-87. (Дисертант брав участь у дослідженні метаболізму в сліпій кишці кролів за зміни параметрів живлення).

23. Калачнюк Л.Г. Активність цитозольних ензимів у чистих штамів рубцевих бактерій за дії пентахлорфенолу та кліноптилоліту / Л.Г..Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С. З. Ґжицького. - Львів, 2003. - Т. 5, № 3, Ч. 2. - С. 23-31.

24. Калачнюк Л. Молекулярно-структурні зміни у фосфоліпідах гепатоцитів новонароджених телят у разі діареї / Л. Калачнюк, Д..Мельничук, Г. Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2004. - Вип. 35. - С. 71-76. (Дисертант брав участь у вивченні молекулярно-структурних змін у клітинах).

25. Калачнюк Л. Одержання клітинних культур із печінки жуйних тварин і вивчення дії екзогенних факторів на інтрацелюлярний метаболізм у гепатоцитах / Л. Калачнюк, Д. Мельничук, Г. Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2004. - Вип. 37. - С. 45-59. (Дисертант брав участь у розробці методики).

26. Калачнюк Л. Молекулярні механізми регуляції синтезу, метаболізму й секреції ліпопротеїнів у клітинах печінки / Л. Калачнюк, Д. Мельничук, Г. Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2004. - Вип. 38. - С. 3-20. (Дисертант брав участь у дослідженні механізмів синтезу й секреції ароВ).

27. Калачнюк Л. Аполіпопротеїн В: особливості метаболізму в клітинах печінки телят при діареї / Л. Калачнюк, О. Савка, Д. Мельничук, Г..Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2004.- Вип. 38. - С. 57-66. (Дисертант брав участь у вивченні метаболізму ароВ у клітинах).

28. Калачнюк Л. Молекулярні механізми трансляційних переключень на рибосомах клітини / Л. Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2005. - Вип. 39. - С. 33-39.

29. Калачнюк Л.Г. тмРНК-зв'язуючий протеїн та його роль в ініціації трансляції у бактеріальній клітині / Л.Г. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького.- 2004. - Т. 6, № 3, Ч. 3. - Р. 65-73.

30. Калачнюк Л.Г. Метаболічні реакції змішаної мікробної популяції сліпої кишки кролів на різні біосубстрати за дії пентахлорфенолу і кліноптилоліту / Л.Г. Калачнюк, Н.І. Руснак, О.Г. Савка, Г.І. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2004. - Т. 6, № 2, Ч. 2. - С. 47-56. (Дисертант вивчав дію ПХФ і сорбенту на змішану популяціюиікроорганізмів у сліпій кишці кролів).

31. Калачнюк Л.Г. Стехіометрія й особливості біоцидної інгібіції метаболізму альдоз різної молекулярної ваги у клітинах цукролітичних бактерій / Л.Г. Калачнюк, Н.І. Руснак, М. Мароунек, Г.І. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2004. - Т. 6, № 2, Ч. 2. - С. 57-68. (Дисертант вивчав стехіометрію метаболітів при зброджуванні бактеріями альдоз).

32. Калачнюк Л. Активність мітохондріальних ензимів у разі порушень ліпідного метаболізму в гепатоцитах / Л. Калачнюк, Д. Мельничук, Г..Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2005. - Вип. 39. - C. 40-46. (Дисертант вивчав стехіометрію метаболітів при зброджуванні бактеріями альдоз).

33. Калачнюк Л. Нова ГТФ-аза та роль малої рибосомальної субодиниці в її активації / Л. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2005. - Т. 7, № 2, Ч. 2. - С. 60-67.

34. Калачнюк Л. Обсяги ароВ та інших біополімерів у клітинах печінки за репаративної терапії неонатальних телят з аліментарною ентеропатологією / Л. Калачнюк, Д. Мельничук, Г. Калачнюк, О. Савка // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2005. - Т. 7, № 2, Ч. 1. - С. 37-44. (Дисертант вивчав обсяги ароВ у гепатоцитах).

35. Калачнюк Л. Особливості контактування нової ГТФ-ази з малою субодинецею рибосоми / Л. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2005. - Т. 7, № 3 (26), Ч. 2. - С. 36-42.

36. Калачнюк Л.Г. Молекулярно-структурні зміни у фосфоліпідах клітин печінки за репаративної терапії неонатальних телят з аліментарною ентеропатологією / Л.Г. Калачнюк, Д.О. Мельничук, Г.І. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2005. - Т. 7, № 3 (26), Ч. 1. - С. 44-51. (Дисертант вивчав молекулярно-структурні зміни у фосфоліпідах гепатоцитів за умов лікування).

37. Ігібування ензимів вуглеводного обміну пентахлорфенолом у клітинах пектинолітичних бактерій травного тракту тварин та вплив на цей процес адсорбенту кліноптилоліту / Л.Г. Калачнюк, Н.І. Руснак, Г.І..Калачнюк, М. Мароунек, О.Г. Савка, Д.О. Мельничук // Укр. біохім. журн. - 2006. - Т. 78, № 5. - С. 144-154. (Дисертант досліджував ензиматичні реакції у пектинолітичних бактерій травного каналу тварин).

38. Калачнюк Л.Г. Зв'язування нової ГТФ-ази з рибосомою / Л.Г..Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2006. - Т. 8, № 2 (29), Ч. 2. - С. 65-68.

39. Зниження функцій ключових мітохондріальних ензимів у пошкоджених клітинах та їх відновлення екзогенними фосфоліпідними комплексами / Л.Г. Калачнюк, Д.О. Мельничук, Г.І. Калачнюк, О.П..Сухорська, О.Г. Савка // Наук. вісник ЛНАВМ ім. С.З. Ґжицького. - 2006. - Т. 8, № 2 (29), Ч. 1. - С. 58-64. (Дисертант вивчав дію екзогенних фосфоліпідних комплексів на активність мітохондріальних ензимів).

40. Калачнюк Л.Г. Роль нової ГТФ-ази в процесах асоціації й дисоціації рибосомальних субодиниць / Л.Г. Калачнюк // Наук. вісник ЛНАВМ
ім. С.З. Ґжицького. - 2006. - Т. 8, № 3 (30), Ч. 2. - С. 35-39.

41. Зміни у ензиматичних реакціях уреагенезу за умов порушення та відновлення метаболізму в клітині / Л.Г. Калачнюк, Д.О. Мельничук, Г.І. Калачнюк, О.П. Сухорська, О.Г. Савка // Наук. вісник ЛНАВМ ім..С.З. Ґжицького. - 2006. - Т. 8, № 3 (30), Ч. 1. - С. 71-77. (Дисертант вивчав активність ензимів орнітинового циклу в гепатоцитах).

42. Калачнюк Л.Г. Регуляція метаболізму жирних кислот та інших ліпідних сполук у жуйних тварин / Л.Г. Калачнюк, Д.О. Мельничук, Г.І. Калачнюк // Укр. біохім. журн. - 2007. - Т. 79, № 1. - С. 22-45. (Дисертант зробив аналіз опублікованих даних і підготував огляд до друку).

43. Калачнюк Л. Активність ключових ензимів орнітинового циклу у разі порушень метаболізму в клітині / Л. Калачнюк, Д. Мельничук, Г..Калачнюк // Вісник Львівського ун-ту. Серія Біол. - 2007. - Вип. 44. - С. 37-42. (Дисертант вивчав зміни активності ензимів).

44. Калачнюк Л.Г. Якісний контроль процесу трансляції протеїнів у мікроорганізмів і його учасники / Л.Г. Калачнюк // Наук. вісник ЛНУВМтаБТ ім. С.З. Ґжицького. - 2007. - Т. 9, № 3 (34), Ч. 2. - С. 79-86.

45. Interaction between RsgA and the ribosome / T. Kimura, K. Takagi, K. Hanawa-Suetsugu, L. Kalachnyuk, A. Muto, H. Himeno // MIF Fellowship Research Report (Japan). - Tokyo, 2008. - № 9. - P. 5-7. (Дисертант вивчав взаємодію RsgA з рибосомою за впливу антибіотиків).

46. Калачнюк Л.Г. Якісний контроль трансляції на стадії аміноацилювання тРНК / Л.Г. Калачнюк // Наук. вісник ЛНУВМтаБТ ім. С.З. Ґжицького. -2008. - Т. 10, № 2 (37), Ч. 2. - С. 80-84.

47. Nitrogen fixation reactions in cow fetuses tissues under different levels of ammonia formation. / G.I. Kalachnyuk, I.S. Fomenko, L.G. Kalachnyuk, O.Y. Vozna, O.G. Savka, O.P. Sukhorska, E.M. Veres // Anim. Sci. in the XXI century : the 1-st Polish-Ukrainian Scientific Conference, 2001: proceedings. - Krakow, 2001. - P. 65-73. (Дисертант брав участь у вивченні реакцій фіксації азоту в тканинах).

48. Калачнюк Л.Г. Нейтралізуюча здатність кліноптилоліту в умовах токсичної дії біоциду на змішані мікробні популяції рубця / Л.Г..Калачнюк, Н.І. Руснак, Л.М. Романишина // ІІІ Західноукраїнський симпозіум з адсорбції та хроматографії, 2003 р.: Праці. - Львів, 2003. - С. 167-169. (Дисертант досліджував характеристики метаболізму мікроорганізмів в рубці).

49. Мотько Н.Р. Дія кліноптилоліту на мікробний метаболізм у сліпій кишці кролів / Н.Р. Мотько, Л.Г. Калачнюк, Г.І. Калачнюк // ІІІ Західноукраїнський симпозіум з адсорбції та хроматографії, 2003 р.: Праці. - Львів, 2003. - С.161-163. (Дисертант брав участь у дослідженнях інтенсивності метаболізму мікроорганізмів у сліпій кишці кролів).

50. Руснак Н.І. Дія пентахлорфенолу на активність внутрішньоклітинних ензимів змішаної популяції бактерій рубця / Н.І. Руснак, Л.Г. Калачнюк, Л.М. Романишина, Г.І. Калачнюк // Науково-практична конференція «Актуальні проблеми токсикології, гігієни та аналітичної хімії пестицидів і агрохімікатів», Київ, 16-17 жовтня 2003 р.: Праці. - Київ, 2003. - С. 579-580. (Дисертант досліджував дію ПХФ на змішану популяцію мікроорганізмів рубця).

51. Калачнюк Л.Г. Активність внутрішньоклітинних ензимів чистих штамів синтрофних бактерій рубця за дії пентахлорфенолу / Л.Г..Калачнюк // Науково-практична конференція «Актуальні проблеми токсикології, гігієни та аналітичної хімії пестицидів і агрохімікатів», Київ, 16-17 жовтня 2003 р.: Праці. - Київ, 2003. - С. 567-568.

52. Руснак Н.І. Роль кліноптилоліту в мікробнім метаболізмі сліпої кишки свиней за дії пентахлорфенолу / Н.І. Руснак, Л.Г. Калачнюк, Л.М..Романишина // ІІІ Західноукраїнський симпозіум з адсорбції та хроматографії, 2003 р.: Праці. - Львів, 2003. - С. 164-166. (Дисертант брав участь у вивченні дії ПХФ і сорбенту на мікробний метаболізм у сліпій кишці свиней).

53. Калачнюк Л.Г. Токсичні речовини у ріпакових кормових добавках та їх механізм дії / Л.Г. Калачнюк, Н.І. Лацік, Р.Й. Кравців, Г.І. Калачнюк // Сільський господар. - 2004. - № 1-2. - С. 19-21. (Дисертант провів аналіз токсичних речовин у ріпакових добавках).

Патенти

54. Пат. № 19957 UA, А23 1/175. А23L 1/211 Спосіб зниження токсичної дії біоцидів на внутрішньоклітинний метаболізм мікроорганізмів-симбіонтів травного тракту тварин / Калачнюк Л.Г., Калачнюк Г.І., Руснак Н.І., Сухорська О.П., Барладин А.О., Мік М.Я., Грабовенський.М.І.; заявник і патентовласник Львівська національна академія ветеринарної медицини № U200605199; заявл. 12.05.2006; опубл. 15.01.2007, Бюл. №1. (Дисертант вивчав дію біоциду на клітинний метаболізм мікробів і підготував формулу патенту).

55. Пат. № 26782 UA, А23 К1/175. А23L 1/211 Спосіб підвищення захисної і метаболічної здатності мікробних популяцій травного тракту тварин за дії токсичних речовин / Калачнюк Л.Г., Калачнюк Г.І., Барладин.А.О., Сухорська О.П., Мік М.Я., Руснак Н.І., Грабовенський.М.І.; заявник і патентовласник Львівська національна академія ветеринарної медицини № U200605199; заявл. 26.04.2007; опубл. 10.10.2007, Бюл. №16. (Дисертант вивчав захисну функцію багатьох сполук за дії токсикантів на мікробні популяції).

Рекомендації з науково-практичним обґрунтуванням

56. Біотехнологічні основи використання модифікованих ріпакових кормових добавок у тваринництві / [Р.Й. Кравців, М.В. Гладій, Г.І..Калачнюк, Р.М. Шмідт, С.І. Мельник, Ю.Ф. Мельник, О.Г. Савка, О.П. Сухорська, А.Я. Слука, Є.М. Верес, O.M. Федець, Ю.M. Лицур, О.Є. Возна, І.С. Фоменко, Н.П. Мотько, І.І. Ібатуллін, І.Й..Грабовенський, М.І. Грабовенський, О.Й. Беркі, Г.Т. Дем'янчук, В.Д. Гайдаш, Л.Г. Калачнюк, Ш. Каваї, Б.М. Лескович, В.М. Кушнір, Л.М. Романишина, M.T. Масюк, Р.І. Калачнюк, М. Мароунек, Я..Копечні, І. Шімунек, М. Баран, Й. Варади, І. Зеленяк, В. Кметь, А..Лаукова, А. Бомба, Д. Ялч, П. Святко]. - Київ: Міністерство аграрної політики України, 2000. - 64 с. (Рекомендації з науково-практичним обґрунтуванням і методами досліджень). (Дисертант брав участь у проведенні фізіолого-біохімічних досліджень, апробації практичних пропозицій, написанні рекомендацій).

57. Відновлення внутрішньоклітинного метаболізму в печінці телят при ентеропатології / [Д.О. Мельничук, Л.Г. Калачнюк, Г.І. Калачнюк, Р.Й..Кравців, І.І. Ібатуллін, М.І. Цвіліховський, В.А. Грищенко, О.Г..Савка, О.П. Сухорська. Н.І. Руснак]. - Київ: МАП України, 2006. - 19 с. (Рекомендації з науково-практичним обґрунтуванням). (Дисертант провів дослідження клітинного метаболізму, апробацію результатів, відповідальний за випуск рекомендацій).

Матеріали міжнародних і всеукраїнських наукових форумів

58. The contacts of bovine tRNATyr with tyrosyl-tRNA synthetase studied by footprinting experiments / L.G. Kalachnyuk, D.V. Gnatenko, K.A. Odynets, A.I. Kornelyuk, G.Kh. Matsuka // The 15-th International tRNA Workshop: аbstracts. - France, Cap d'Agde, 1993. - F-23. - P. 341. (Дисертант вивчав контактування тРНКТир з тирозил-тРНК-синтетазою).

59. Kalachnyuk L.G. Contacts of bovine tRNATyr with tyrosyl-tRNA synthetase by chemical modification / L.G. Kalachnyuk // The 46th Annual Meeting of the European Association for Animal Production: abstracts, Prague, Czech Republic, 4-7 September 1995. - Prague, 1995. - P. 32.

60. Калачнюк Г.И. Влияние ионофоров на внутриклеточный метаболизм / Г.И. Калачнюк, М.Г. Герасымив, Л.Г. Калачнюк, М. Баран // «Ветеринарні та зоотехнічні проблеми у придніпровському регіоні»: матер. науч.-практ. конф. - Днепропетровск, 1996. - С. 87. (Дисертант брав участь у дослідженнях внутрішньоклітинного метаболізму).

61. Биотехнологические основы эффективных кормосочетаний с сорбентами / Г.И. Калачнюк, Ю.Н. Лыцур, О.Г. Савка, О.Е. Возна, Н.Р..Мотько, И.И. Грабовенский, М. Мароунек, Ш. Каваи, Л.Г..Калачнюк // III Международная конференция «Актуальные проблемы биологии в животноводстве»: тезисы докладов. - Россия, Боровск: ВНИИФБиП с.-х. животных, 2000. - С. 94-95. (Дисертант брав участь у проведенні досліджень і аналізі одержаних даних)

62. Effect of antimicrobial feed additives on rumen fermentation and performance of young calves / O. Vozna, Y. Lytsur, G. Kalachnyuk, M. Marounek, L. Kalachnyuk, O. Savka, // Landwirtschaft: wissenschaft und praxis: III Symposium Ukraine-Цsterreich, 2000: proceedings. - Tschernivci, 2000. - P. 143. (Дисертант брав участь у дослідженнях дії антимікробних добавок).

63. Effect of exogenous factors on metabolic processes in rabbit caecum / L.G..Kalachnyuk, N.R. Mot'ko, G.I. Kalachnyuk, O.G. Savka, R.Y. Kravtsiv, M. Marounek, O.P. Sukhorska, N.I. Latsik // XIX. Dni ћivoиiљnej fyziolуgie, Slovakia. - Koљice, 2001. - P. 25. (Дисертант досліджував метаболізм мікроорганізмів у сліпій кишці кролів за дії екзогенних факторів).

64. Influence of ammonia excess upon the intermediate level and the enzymatic reactions in fetal and cow's rumen mucosa / G.I. Kalachnyuk, I.S. Fomenko, L.G. Kalachnyuk, O.Y. Vozna, Y.M. Lytsur, N.I. Latsik // XIX Dni ivoinej fyziolgie, Koice, 27-28 Sept. 2001. - stav Fyziolgie hospod.zvierat SAV, 2001. - P. 23. (Дисертант брав участь у вивченні активності ензимів у тканинах).

65. Субстратно-ерготропна регуляція рубцево-інтермедіарного метаболізму та продуктивності тварин / О.Є. Возна, Л.Г. Калачнюк, Ю.М. Лицур, Г.І. Калачнюк, О.Г. Савка, О.П. Сухорська, М.І..Грабовенський, Є.М. Верес // Укр. біохім. журн. - 2002. - Т. 74, № 4б (додаток 2). - С. 82. (Дисертант брав участь у визначенні показників інтенсивності метаболізму в рубці).

66. Роль антимікробних факторів у регуляції метаболізму тварин / Л.Г..Калачнюк, Н.І. Лацік, Г.І. Калачнюк, М. Мароунек, О.Г. Савка // Укр. біохім. журн. - 2002. - Т. 74, № 4б (додаток 2). - С. 89. (Дисертант вивчав інтенсивність метаболічних процесів в організмі тварин).

67. Калачнюк Л. Вивчення особливостей впливу екзо- і ендогенних факторів на внутрішньоклітинний метаболізм у гепатоцитах жуйних тварин з допомогою моношарової біомоделі / Л. Калачнюк // Перший (Установчий) з'їзд українського товариства клітинної біології, 25-28 квітня 2004 р.: Тези доповідей. - Львів, 2004. - С. 257.

68. Kalachnyuk L. Peculiarities of molecular-structural changes in lipid components of hepatocytes in neonatal calves with enteropatologies / L..Kalachnyuk, D. Mel'nychuk, G. Kalachnyuk // First (Inaugural) Ukrainian Congress for Cell Biology, April 25-28, 2004: Abstract book. - Lviv, 2004. - P. 271. (Дисертант вивчав молекулярно-структурні зміни в ліпідах).

69. Rusnak N. Intracellular enzymes activities changes in ruminal bacteria under affect of exogenous factors / N. Rusnak, L. Kalachnyuk, L. Romanyshyna, G. Kalachnyuk // First (Inaugural) Ukrainian Congress for Cell Biology, April 25-28, 2004: Abstract book. - Lviv, 2004. - P. 277. (Дисертант брав участь у вивченні активності внутрішньоклітинних ензимів у клітинах бактерій рубця).

70. Калачнюк Л.Г. Контактування нової ГТФ-ази з малою субодиницею рибосоми / Л.Г. Калачнюк // ІХ Український біохімічний з'їзд, м. Харків, 24-27 жовтня 2006 р.: матеріали. - Харків, 2006. - Т. 1. - С. 43.

71. Зміни в ключових реакціях внутрішньоклітинного метаболізму за дії екзогенних факторів / Г.І. Калачнюк, Л.Г. Калачнюк, О.Г. Савка, О.П..Сухорська, О.Є. Возна, Є.М. Верес // ІХ Український біохімічний з'їзд, м. Харків, 24-27 жовтня 2006 р.: матеріали. - Харків, 2006. - Т. 1. - С. 127. (Дисертант досліджував ключові реакції внутрішньоклітинного метаболізму).

72. Specific functions of enzymes in some bacteria of microbial ecosystem from the gastrointestinal tract under effects of nutritional factors / N.I. Rusnak, L.G. Kalachnyuk, A.O. Barladyn, M.A. Dzyumak, О.P. Sukhorska, M.Ya..Mik, M.I. Hrabovensky, O.G. Savka, M. Marounek, G.I. Kalachnyuk // The 9th Ukrainian Biochemical Congress, Ukraine, Kharkiv, 24-27 October 2006: Proceedings. - Kharkiv, 2006. - Part 2. - P. 221. (Дисертант брав участь у вивченні активності ензимів у клітинах бактерій шлунково-кишкового каналу).

АНОТАЦІЯ

Калачнюк Л.Г. Молекулярні аспекти екзогенної регуляції метаболізму в клітинах мікроорганізмів-симбіонтів та тварини-господаря. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ, 2009.

Вивчено особливості контактування нововідкритої ГТФ-ази (білок RsgA) з малою субодиницею рибосоми у клітині Escherichia coli. RsgA з високим ступенем афінності зв'язується з тмРНК, не впливає на швидкість її аміноацилювання аланіл-тРНК-синтетазою та здатний брати участь у трансляційних і/або транс-трансляційних процесах. Все це разом з даними про інгібування активації ГТФ-ази аміноглікозидними антибіотиками, які специфічні до 30S субодиниці в зоні А-сайту, відкриває нові деталі функціонування рибосоми й можливі механізми регуляції трансляційних процесів у клітинах прокаріотів. Показано, що для підтримання стабільності функціонування травної системи жуйних тварин важливу роль відіграє мікробний зовнішньоклітинний редокс-потенціал та ті фактори, які здатні його змінити. Швидкість змін концентрації аміаку в рубці залежать від утворення сполук глутамату та глутаміну, а також піроглутамату й регулюються аліментарними чинниками. Виявлені відсутність активності фосфокетолази та наявність високої активності 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолази і фруктозодифосфатальдолази в клітинах окремих пектинолітичних бактерій при повній утилізації пектину, ксилози й інших субстратів свідчать про перетворення їх метаболічними шляхами Ентнера-Дудорова й Ембдена-Мейєргофа-Парнаса, відповідно. Це підтверджується стехіометрією утворених метаболітів, яку можна регулювати факторами живлення. Токсична дія пентахлорфенолу є вірогідно зниженою при введенні в раціон сорбентів, йонофору та джерел легкодоступної енергії. В екзогенній регуляції інтрацелюлярного метаболізму суттєву роль відіграють властивості межувального глутаматдегідрогеназного комплексу про- й еукаріотичного походження, азотфіксуючі, дегідрогеназні й інші біохімічні реакції, які беруть участь у процесах зниження дії токсикантів і відновленні пошкоджених клітин.

Ключові слова: екзогенна регуляція метаболізму, мікроорганізми-симбіонти, клітини тварини-господаря, RsgA, РНК, ензими, редокс-потенціал, біоциди, природні сорбенти, антибіотики.

Калачнюк Л.Г. Молекулярные аспекты экзогенной регуляции метаболизма в клетках микроорганизмов-симбионтов и животного-хозяина. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.04. - биохимия. - Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, Киев, 2009.

В диссертации изложены результаты изучения закономерностей интра- и экзоцеллюлярного метаболизма, а также особенностей экзогенного влияния на молекулярно-биохимические механизмы превращения в клетках микроорганизмов-симбионтов и тканей пищеварительной системы животного-хозяина.

Впервые приведены данные об особенностях контактирования RsgA (новооткрытой ГТФ-азы) с малой субъединицей рибосомы в клетках E. coli. Показано, что RsgA, который выделяется на начальных стадиях очистки в комплексе с другими тмРНК-связующими белками: VacB, SAF, S1, PrsA, SmpB и аланил-тРНКсинтетазой с высокой степенью афинности, специфически связываются с транспортно-матричной РНК, что совместно седиментируется с 70S рибосомой, не влияет на скорость её аминоацилирования аланил-тРНКсинтетазой и способен принимать участие в трансляционных и/или транс-трансляционных процессах. Ингибирование активации RsgA (как ГТФ-азы) аминогликозидными антибиотиками, которые связываются с 30S рибосомальной субъединицей в районе аминоацилирующего сайта, открывают новые детали функционирования рибосомы и возможные механизмы регуляции трансляционных процессов.

Полученные данные позволяют также говорить о своеобразии участия RsgA в высокоскоростных процессах диссоциации субъединиц путём связывания его ГТФ-формы с 30S субъединицей, что требует дополнительного энергетического потенциала, который освобождается в результате гидролиза ГТФ под воздействием данной ГТФ-азы и их ассоциаций путём отсоединения ГДФ-формы этого белка от малой рибосомальной субъединицы.

Показано, что в поддержании стабильного состояния функционирования пищеварительной системы важную роль играет внешнеклеточный микробный редокс-потенциал (Eh) и те экзогенные факторы, которые способны его изменить. Величина Eh на протяжении всего желудочно-кишечного тракта варьирует в достаточно широком диапазоне (от -300 до +200 мВ и шире). Анаэробная и редуцирующая среда в рубце жвачных животных создает сравнительно узкие границы его колебаний (от -130 до -200 мВ). Каждый из видов микроорганизмов имеет оптимальный диапазон и регулируется изменениями общей микробной популяции. Скорость изменения концентрации NH3 в рубце осуществляется не только путем образования глутамата и глутамина, но и с помощью синтеза пироглутамата (пиролидонкарбоновой кислоты). Присутствие в среде ионофора замедляет эти процессы, но усиливает реакции трансаминирования. Коррекцию их можно осуществлять с помощью алиментарных факторов.

Установлено отсутствие фосфокетолазы (ключевого энзима пентозофосфатного пути) в пектинолитической бактерии Butyrivibrio fibrisolvens 787 даже в условиях полной утилизации пектина, ксилозы и других субстратов. Вместе с тем, обнаружение высокой активности ключевых энзимов 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолазы и фруктозодифосфатальдолазы свидетельствует о превращении данных субстратов соответственно путями Энтнера-Дудорова и Эмбдена-Мейергофа-Парнаса. Показано, что изменения их скорости и стехиометрию образованных продуктов можно регулировать многими факторами питания. В случае попадання в желудочно-кишечный тракт биоцидов, токсичность их достоверно снижается в присутствии естественных сорбентов, ионофора и легкоусвояемых источников энергии. Исследованы молекулярные механизмы взаимодействия отдельных внутриклеточных макромолекул, свойства глутаматдегидрогеназы слизистой оболочки рубца эукариотического и прокариотического происхождения, изменения интенсивности глутаматдегидрогеназных и азотфиксирующих реакций в условиях длительного действия ионофора, влияние избытка аммиака на метаболические процессы в организме матери и плода и др. В условиях возникновения алиментарной диспепсии у телят почти на 30 % снижается общее содержание липидов, их компонентов, и в 4 раза концентрація ароВ 100 в гепатоцитах, что указывает на резкое изменение процессов синтеза-секреции последнего, а также и на ко- и посттранскрипционные механизмы его регуляции. Упомянутые и другие нарушения, в том числе изменения активности ключевых энзимов ЦТК и орнитинового цикла возобновляются на 80-90 % при использовании традиционной схемы лечения в сочетании с применением фосфолипидсодержащих комплексных препаратов молочного происхождения.