Міндеттер

1. Күріш қауызынан өсімдік майын экстракциялау, өсімдік майын әртүрлі тәсілдермен бөліп алудың оңтайлы әдістерін анықтау (экстрагенттерді таңдау, аса жоғары қысымды флюидтік экстракция, микротолқынды экстракция). Бұл міндет экстракция үдерісін оңтайландыру және кебектен өсімдік майын барынша көп бөліп алуға мүмкіндік беретін ең тиімді әдісті анықтау арқылы орындалады.

2. Глицеролиз реакциясының заңдылықтарын әртүрлі орынбасқан карбон қышқылдарының реакциялық қабілетіне, реакциялық ортаның температурасына, әрекеттесуші компоненттердің арақатынасына, сондай-ақ электрондық және кеңістіктік әсерлерге тәуелді түрде анықтау. Алынған май қышқылдарының моно- және диглицеридтерін қоспалардан хроматографиялық әдістер арқылы тазарту және жеке қосылыстарды бөліп алу. Бұл міндет үдерісті жүргізудің оңтайлы жағдайларын анықтау арқылы орындалады.

3. Ісікке қарсы белсенділігі бар қосылыстарды мақсатты түрде алу үшін құрамында фармакофорлық фрагменттері бар май қышқылдарының моно- және диглицеридтерін синтездеу әдістерін әзірлеу. Фосфорқұрамды туындылармен (фосфор амидтері – гексаалкилтриамидофосфиттер, фосфордың хлорангидридтері) моно- және/немесе диглицеридтерді синтездеу. Синтездің оңтайлы жағдайларын анықтау. Алынған қосылыстардың құрылымын сипаттау. Глицерофосфолипидтердің катиондық аналогтарын мақсатты синтездеу тәсілдерін әзірлеу. Кеңістіктік тұрғыдан қиындатылған фенолдық фрагменттері бар май қышқылдарының моно- және диглицеридтерін синтездеу жолдарын әзірлеу.

4. Синтезделген қосылыстардың құрылымын анықтау, физика-химиялық және беттік-белсенді қасиеттерін зерттеу. Бұл міндет ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы, инфрақызыл спектроскопия, хромато-масс-спектрометрия, жоғары тиімді сұйықтық хроматографиясы және басқа да заманауи физика-химиялық талдау әдістерін қолдану арқылы орындалады.

5. Алынған қосылыстардың биологиялық белсенділігін зерттеу:

- ісік және қалыпты текті жасушаларға қатысты цитоуыттылық бейінін талдау;

- цитоуыттылық механизмдерін анықтау – апоптоз индукциясы, жасушалардың миграциясы мен пролиферациясына әсері;

- антиоксиданттық мәртебесін анықтау – липидтердің асқын тотығуына әсері және тікелей антирадикалдық белсенділігі.

Қаласаң, мен мұны енді жобаның мақсаты мен күтілетін нәтижелер стилінде ресми ғылыми қазақшаға да өңдеп беремін.

Күтілетін нәтижелер

Жобаны орындаудың бірінші жылының нәтижесінде күріш қауызы майынан бөлініп алынатын май қышқылдарының моно- және диглицеридтерін алудың оңтайлы шарттары әзірленеді. Қайта этерификация реакциясының заңдылықтары әртүрлі орынбасқан карбон қышқылдарының реакциялық қабілетіне, реакциялық ортаның температурасына, әрекеттесуші компоненттердің арақатынасына, сондай-ақ электрондық және кеңістіктік әсерлерге тәуелді түрде анықталады.

2024 және 2025 жылдары глицеридтердің фосфорорганикалық қосылыстармен (фосфордың хлорангидридтері мен амидтері) әрекеттесуі арқылы глицерофосфолипидтердің жаңа туындылары синтезделеді. Алынған деректер негізінде мақсатты қосылыстардың ең жоғары шығымын қамтамасыз ететін реакцияның оңтайлы шарттары таңдалады. Жүргізілген жұмыстар нәтижесінде май қышқылдары глицеридтерін модификациялаудың тиімді тәсілдері әзірленеді.

Екінші (2025) жылы май қышқылдары глицеридтері туындыларын фосфор және азот нуклеофилдерімен (екіншілік аминдер, трифенилфосфин) функционализациялау мүмкіндігі зерттеледі. Құрамында аминоалкилді, аммонийлі және фосфонийлі фрагменттері бар глицеридтердің жаңа туындылары алғаш рет алынады. Қолданылған тәсілдер май қышқылдары глицеридтерінің ісікке қарсы белсенділігін арттыру үшін митохондрияға бағытталған векторлық жүйелерді мақсатты түрде құруға мүмкіндік береді.

Антиоксиданттық белсенділік көрсететін қосылыстарды синтездеу мақсатында глицерид туындыларының сезамолмен, тимолмен және табиғи шығу тегі бар басқа да қолжетімді фенолдармен реакциялары зерттеледі. Осы зерттеулердің жалғасы ретінде 2026 жылы алғаш рет май қышқылдарының моно- және диглицеридтерінің құрамына кеңістіктік тұрғыдан қиындатылған фенолдық фрагменттерді енгізу мүмкіндігі қарастырылады. Бұл тәсілдер сау микроортаға қорғаныш әсер көрсететін және ісік жасушаларына қатысты цитоуытты әсерге ие қосылыстарды синтездеуге мүмкіндік береді.

2024–2026 жылдары алынған қосылыстардың цитоуыттылығы ісік текті бірқатар жасуша желілеріне қатысты зерттеледі, соның ішінде HeLa (адам жатыр мойны карциномасы), SH-SY5Y (адам нейробластомасы), A549 (адам өкпе аденокарциномасы), MCF7 (адам сүт безі өзекшелерінің аденокарциномасы), PA-1 (адам аналық безінің тератокарциномасы), Hep2 (көмей карциномасы), IMR-32 (нейробластома), сондай-ақ адамның эмбриональды бүйрегінен алынған шартты қалыпты HEK-293 жасушалары. Салыстыру препараттары ретінде онкологиялық ауруларды емдеуде қолданылатын белгілі дәрілік заттар пайдаланылады.

Әрбір қосылыс үшін селективтілік индекстері анықталып, ісік текті жасушаларға қатысты уытты әсерінің таңдамалылығы бар қосылыстар іріктеледі. Цитоуыттылық бейінін зерттеу нәтижелері бойынша ісік жасушаларының өміршеңдігін айқын төмендететін қосылыстар таңдалып, олардың ықтимал әсер ету механизмдері зерттеледі. Бұл механизмдерге тотығу стрессімен байланысты үдерістерді реттеу, митохондриялардың қызметіне деструктивті әсер ету, сондай-ақ апоптозды, жасушалардың пролиферациясы мен миграциясын реттеу жатады.

Алынған деректер негізінде май қышқылдары глицеридтері туындылары қатарында «құрылым–қасиет» заңдылықтары анықталып, әрі қарай зерттеулер мен практикалық қолдану үшін перспективалы ең белсенді жетекші қосылыстар айқындалады.

1. Жүргізілген жұмыс нәтижелері жобаның ғылыми бағыты бойынша рецензияланатын ғылыми басылымдарда 5 жарияланым түрінде ұсынылады: International Journal of Molecular Sciences (Q1, дәйексөздік индексі 5,6), Pharmaceuticals (Q2, дәйексөздік индексі 4,6), Frontiers in Chemistry (Q1, дәйексөздік индексі 5,5), Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry (Q3, дәйексөздік индексі 2,3) журналдарында немесе Science Citation Index Expanded дерекқорында индекстелетін және Web of Science базасында импакт-фактор бойынша Q1–Q3 квартильдеріне кіретін және (немесе) Scopus базасында CiteScore көрсеткіші бойынша кемінде 60 процентильге ие басқа басылымдарда жарияланады. Сонымен қатар 1 мақала немесе шолу «Қазақстанның химиялық журналы» басылымында немесе Ғылым және жоғары білім саласындағы сапаны қамтамасыз ету комитеті ұсынған басқа рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда жарияланып, нәтижелер халықаралық ғылыми конференцияларда баяндалады.

2. Шетелдік және (немесе) қазақстандық баспаларда монографиялар, кітаптар және (немесе) кітап тарауларын жариялау жоспарланбайды.

3. Патент алу: шетелдік (еуропалық, америкалық, жапондық), қазақстандық немесе еуразиялық патенттік ведомстволарда патент алу қарастырылған; нәтижесінде Қазақстан Республикасының өнертабысқа патенті алынады.

4.  Ғылыми-техникалық және конструкторлық құжаттамаларды әзірлеу жоспарланбайды.

5. Жұмыс нәтижелерін әлеуетті пайдаланушылар, ғылыми қауымдастық және кең жұртшылық арасында тарату халықаралық ғылыми конференцияларға қатысу арқылы, сондай-ақ республикалық және өңірлік бұқаралық ақпарат құралдары мен әлеуметтік желілер арқылы жүзеге асырылады.

6.   Байқау құжаттамасының талаптарына және жобаның ерекшеліктеріне сәйкес басқа да өлшенетін нәтижелер көзделеді.

1. Күтілетін нәтижелердің қолдану саласы және мақсатты тұтынушылары: Ұсынылып отырған жобаны жүзеге асыру нәтижесінде бұрын сипатталмаған май қышқылдары глицеридтері туындыларының кең ауқымды кітапханасы алынады, олар қатерлі ісік жасуша желілеріне қатысты жоғары цитоуыттылыққа ие болады. «Құрылым–белсенділік» тәуелділігіне талдау жүргізіліп, жоғары селективті әсер көрсететін және қалыпты тіндер мен жасушаларға уыттылығы төмен жетекші қосылыстар анықталады. Бұл өз кезегінде жаңа типтегі ісікке қарсы агенттерді әзірлеуге негіз болады, медициналық химия мен дәрілік заттар химиясының дамуына ықпал етеді, сондай-ақ жоғары селективті және төмен уытты ісікке қарсы препараттарды практикалық енгізу үшін сенімді база қалыптастырады.

2. Күтілетін нәтижелердің негізгі ғылыми бағыттың және сабақтас ғылым мен технология салаларының дамуына ықпалы: Жоба нәтижелерінің негізгі тұтынушылары ретінде фармацевтикалық компаниялар қарастырылады, себебі алынған қосылыстар биологиялық белсенділіктің кең спектрін көрсетуі, уыттылығының төмен болуы және қымбат шетелдік баламаларға бәсекеге қабілетті болуы мүмкін.

3. Алынған ғылыми нәтижелердің қолданылуы және (немесе) коммерцияландыру мүмкіндігі: Алынған ғылыми нәтижелер фармацевтикалық өнеркәсіпте және медицинада ісікке қарсы препараттар ретінде қолданылуы мүмкін, сондай-ақ білім беру үдерісінде оқу жоспарларын жетілдіруде, зертханалық жұмыстар мен тәжірибелерді әзірлеуде пайдаланылуы мүмкін.

4. Жоба нәтижелерінің әлеуметтік, экономикалық, экологиялық, ғылыми-техникалық, мультипликативтік және өзге де әсері: Жобаны орындау барысында алынған нәтижелер органикалық және медициналық химия салаларындағы заманауи ғылыми түсініктерді айтарлықтай кеңейтеді және агроқалдықтарды құнды өнімдерге айналдыруға бағытталған заманауи зерттеу бағыты – валоризация үдерісінде қолданылатын болады.

5. Жобаның басқа да тікелей және жанама нәтижелері, олардың сапалық және сандық сипаттамаларын көрсете отырып: Зерттеу нәтижелерін халықаралық және отандық ғылыми конференцияларда таныстыру жоспарлануда.

1) Field of application and target consumers of each expected result:
As a result of the implementation of the proposed project, an extensive library of previously undescribed derivatives of fatty acid glycerides exhibiting high cytotoxicity toward cancer cell lines will be obtained. A structure–activity relationship analysis will be conducted, and lead compounds demonstrating high selectivity and low toxicity toward normal tissues and cells will be identified. This will serve as a basis for the further development of new types of antitumor agents and will contribute to the advancement of medicinal chemistry and pharmaceutical chemistry, as well as provide a reliable foundation for the practical implementation of new types of highly selective and low-toxicity anticancer agents.

2) Impact of the expected results on the development of the main scientific field and related areas of science and technology:
Pharmaceutical companies may become the primary target consumers of the project’s scientific results, as the obtained compounds are expected to exhibit a broad spectrum of biological activity, reduced toxicity, and the potential to compete with expensive foreign analogues.

3) Applicability and/or potential for commercialization of the obtained scientific results:
The obtained scientific results may be applied in the pharmaceutical industry and medicine as antitumor agents, as well as in the educational process for improving curricula, developing laboratory work, and organizing practical training for students at various levels.

4) Social, economic, environmental, scientific, technical, multiplicative, and/or other effects of the project results, with justification, including addressing existing regional challenges:
The results obtained during the implementation of this project will significantly expand current understanding in the fields of organic and medicinal chemistry and will contribute to the modern research direction of agro-waste valorization.

5) Other direct and indirect results of the project, including their qualitative and quantitative characteristics:
The results are planned to be presented at international and national conferences.

Нәтижелер

Күріш қауызынан өсімдік майлары алынды. Өсімдік шикізатынан майды экстракциялау үдерісіне еріткіштердің әсері бағаланды. Зерттеу нәтижесінде этилацетатты қолдану басқа еріткіштерге (ацетон, гексан, хлороформ, ксилол, бензол) қарағанда экстракцияның бастапқы кезеңінде жоғары шығым беріп, қысқа уақыт ішінде максималды мәніне жететіні анықталды. Бұл оның күріш қауызындағы майлы қосылыстармен жақсы үйлесімділігімен және тұтқырлығының төмен болуымен түсіндіріледі.

Әртүрлі құрамдағы май қышқылдарының моно- және диглицеридтерін алу мақсатында күріш майының глицеролизі жүргізілді. Алынған моно- және диглицеридтердің құрамында негізінен линолен және олеин қышқылдары басым екені анықталды. Аспаптық талдау әдістерін (жоғары тиімді сұйықтық хроматографиясы, газды хроматография, ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы, инфрақызыл спектроскопия, масс-спектрометрия) қолдану арқылы алынған майлардың, сондай-ақ май қышқылдарының моно- және диглицеридтерінің құрамы анықталды.

Күріш қауызы майынан глицеролиз реакциясы арқылы моно- және диглицеридтерді алудың оңтайлы әдісі әзірленді, сондай-ақ реакциялық қоспалардан жеке моно- және диглицеридтер хроматография әдісімен бөлініп алынды. Аспаптық талдау әдістерін (жоғары тиімді сұйықтық хроматографиясы, газды хроматография, ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы, инфрақызыл спектроскопия, масс-спектрометрия) қолдану алынған өнімдердің құрамын анықтауға мүмкіндік берді. Алынған моно- және диглицеридтердің құрамында негізінен линолен және олеин қышқылдары басым екені расталды.

Алынған жеке қосылыстар инфрақызыл спектроскопия, ¹H және ¹³C ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы, сондай-ақ элементтік талдау әдістері арқылы сәйкестендірілді.

Күріш майынан бөлініп алынған олеин және линолен қышқылдарының моно- және диглицеридтерінің фосфор оксихлоридімен (POCl₃) әртүрлі негіздердің (триэтиламин, пиридин, DBU) және еріткіштердің (диоксан, толуол, хлороформ, гексан) қатысында бөлме температурасында өзара әрекеттесуі зерттелді. Зерттеу нәтижесінде глицеридтерді POCl₃-пен фосфорлау реакциясы үшін ең оңтайлы еріткіш ретінде толуол, ал негіз ретінде триэтиламин тиімді екені анықталды.

Сонымен қатар реакция нәтижесінде түзілетін май қышқылдарының моно- немесе диглицеридтерінің фосфордың дихлорангидридтері оларды бөліп алу барысында ішінара гидролизге ұшырайтыны байқалды. Еріткіштерді жойғаннан кейін дистилденген суды қосу сәйкес глицеридофосфаттарды алуға мүмкіндік беретіні анықталды.

Бұрын белгілі әдістемелер бойынша бис(хлорметил)фосфин қышқылының және хлорметилфосфон қышқылының хлорангидридтері синтезделіп, олардың бөлме температурасында толуолда триэтиламин қатысында олеин және линолен қышқылдарының моно- және диглицеридтерімен әрекеттесу мүмкіндігі зерттелді. Глицеридтердің хлорметилфосфон қышқылымен әрекеттесуінде P–Cl байланысының гидролизі жүріп, сәйкес фосфор қышқылы эфирлерінің түзілетіні көрсетілді.

Осылайша, жүргізілген зерттеулер нәтижесінде фосфорлау реакциясының жүру заңдылықтары анықталып, олеин немесе линолен қышқылдарының диглицеридтері мен моноглицеридтерінің фосфор қышқылы эфирлерін әртүрлі құрамдағы қоспалар түрінде алу мүмкіндігі дәлелденді.

Барлық синтезделген қосылыстар физика-химиялық талдау әдістерін (ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы, инфрақызыл спектроскопия, масс-спектрометрия, жоғары тиімді сұйықтық хроматографиясы) қолдану арқылы сипатталды. Олеин және линолен қышқылдарының моноглицеридтерінің фосфор қышқылы эфирлерінің қоспаларынан жеке өнімдерді бөліп алу үшін колонналық немесе флэш-хроматография әдістерімен әрі қарай бөлу мақсатында әртүрлі құрамдағы элюенттер таңдалды.

Биологиялық қасиеттерді зерттеу аясында жобаның бірінші жылы синтезделген барлық қосылыстар жоспарға сәйкес сынақтан өткізілді.

Митохондриялық ферменттердің қатысуымен тірі жасушаларда түссіз тетразолий тұзының (3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолий бромиді, МТТ) боялған формазанға дейін тотықсыздану қабілетіне негізделген МТТ-тест әдісі қолданылып, алынған заттардың әртүрлі текті жасушалардың өміршеңдігіне әсері бағаланды. Зерттеу ісік жасуша желілерінде (SH-SY5Y – адам нейробластомасы, HeLa – жатыр мойны карциномасы, Hep2 – көмей карциномасы, A549 – адам өкпе аденокарциномасы) және қалыпты жасушаларда (HEK-293 – адамның эмбриональды бүйрек жасушалары) жүргізілді. Нәтижесінде зерттелген қосылыстардың 0,1–100 мкМ концентрациялар аралығында айқын цитоуытты әсер көрсетпейтіні анықталды, яғни жасушалардың өміршеңдігін ең көп дегенде 13,24±0,98%-ға ғана төмендеткен. Сонымен қатар әртүрлі жасуша желілеріне әсерінде айтарлықтай айырмашылық байқалмады, бұл қосылыстардың селективті әсерінің жоқ екенін көрсетеді (селективтілік индексі SI < 1).

Қосылыстардың тотығу стрессімен байланысты үдерістерге әсері егеуқұйрық миының гомогенатындағы липидтердің асқын тотығуына ықпалын бағалау арқылы зерттелді. Бұл әдіс 2-тиобарбитур қышқылының липидтердің асқын тотығу өнімдерімен әрекеттесуі нәтижесінде боялған триметин кешенінің түзілуіне негізделген, оның түзілуінде негізгі рөлді малон диальдегид атқарады. Зерттеу нәтижесінде алынған қосылыстардың 100 мкМ концентрациясында 21,06±0,33%-дан 32,76±3,31%-ға дейінгі аралықта орташа антиоксиданттық белсенділік көрсететіні анықталды.

Қосылыстардың антирадикалдық белсенділігін бағалау барысында заттардың ДФПГ (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил) хромоген-радикалын бейтараптандыру қабілеті және темір иондарын байланыстыру қасиеті зерттелді. Темірхелаттаушы қабілет феррозиннің ((3-(2-пиридил)-5,6-бис(4-фенилсульфон қышқылы)-1,2,4-триазин)) және хелаттаушы заттардың темір иондарымен бәсекелес байланысуына негізделген әдіс арқылы анықталды. Зерттеу нәтижесінде қосылыстардың бос радикалдарды бейтараптандыру және темірді байланыстыру қабілеті байқалмады, бұл олардың антиоксиданттық әсерінің басқа механизммен жүзеге асатынын көрсетеді.

Қосылыстардың ықтимал ісікке қарсы әсер ету механизмдерін, атап айтқанда митохондриялық дисфункцияны туындату, ісік жасушаларының апоптоз арқылы жойылуын іске қосу, сондай-ақ ісік жасушаларының пролиферациясы мен миграциясына әсерін зерттеу барысында бұл үдерістерге қатысты белсенділік анықталмады. Бұл нәтижелер алынған қосылыстарды әрі қарай химиялық модификациялау қажеттігін көрсетеді, яғни ісікке қарсы әсері жоғары тиімді молекулаларды алу үшін қосымша зерттеулер жүргізу қажет.

Биологиялық сынақтардың нәтижелері заманауи мамандандырылған GraphPad Prism 8 бағдарламалық қамтамасыз етуін пайдалана отырып, бірфакторлы параметрлік дисперсиялық талдау әдісімен (ANOVA, Даннет түзетуімен) кешенді статистикалық өңдеуден өткізілді. Нәтижелер р≤0,5 мәнінде статистикалық тұрғыдан сенімді деп қабылданды.

Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде Science Citation Index Expanded дерекқорында индекстелетін және Web of Science базасында импакт-фактор бойынша Q2 квартиліне кіретін, сондай-ақ Scopus базасында CiteScore көрсеткіші бойынша 87 процентильге ие басылымда 1 мақала жарияланды.

Neganova, M., Aleksandrova, Y., Voloshina, A., Lyubina, A., Appazov, N., Yespenbetova, S., Valiullina, Z., Samorodov, A., Bukharov, S., Gibadullina, E., Tapalova, A. and Bogdanov, A. / Biological Activity Evaluation of Phenolic Isatin-3-Hydrazones Containing a Quaternary Ammonium Center of Various Structures // International Journal of Molecular Sciences, 2024. Vol. 25(20), 11130.

https://doi.org/10.3390/ijms252011130

https://www.mdpi.com/1422-0067/25/20/11130

Жүргізілген зерттеулер нәтижелері бойынша химия және химиялық технология саласындағы XII Халықаралық Беремжанов съезінде «Күріш майынан май қышқылдарының моноглицеридтерін алу» тақырыбында 1 тезис жарияланды/ Алимхан Б.Г., Аппазов Н.О. // XII Международный Беремжановский съезд по химии и химической технологии, 4-6 декабря, 2024, Алматы, Казахстан. Сборник тезисов докладов [Электронное издание]. — Алматы: НАО «КазНУ им. аль-Фараби», 2024. – C. 109.

https://beremzhanovcongress.kz/ru/glavnaya/

https://beremzhanovcongress.kz/wp-content/uploads/2024/12/%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA-3-1.pdf

Күріш қауызынан өсімдік майларын бөліп алу; өсімдік майынан моно- және диглицеридтерді алудың оңтайлы әдісін таңдау; фосфор қышқылдарының хлорангидридтерін (мысалы, фосфин және фосфон қышқылдарының хлорангидридтері) синтездеу, сондай-ақ жоба жүзеге асырудың бірінші жылында алынған және синтезделген қосылыстардың ықтимал ісікке қарсы белсенділігін in vitro жағдайда кешенді түрде зерттеу туралы толық ақпаратты қамтитын аралық есеп дайындалды.