Alteration of enzyme-substrate interactions by ultra-high dilutions of the substrate

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effects of different ultra-high dilutions of luciferin ranged from 1010 to 10102 on luciferin-luciferase reaction of fireflies were investigated. Luciferin substrate concentration varied from 0.0025 nM to 2.5 nM and ATP concentration remained unchanged. This study evaluated the bioluminescence intensity after addition of ultra-high dilutions of luciferin or ultra-high dilutions of water to the bioluminescent system and some multidirectional and significant differences were found. The number of ultra-high dilutions from studied starting materials, for which significant differences were found, increased sharply with decreasing substrate concentration to 0.0025 nM. No differences were found when the effects of ultra-high dilutions of a non-specific control imidazole and ultra-high dilutions of water on the signal intensity were compared. Our results suggest that ultra-high dilutions of luciferin can specifically inhibit the luciferin-luciferase reaction.

About the authors

G. Yu Lomakina

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

N. N Ugarova

Lomonosov Moscow State University

Email: nugarova@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. A. Ouertani, M. Neifar, R. Ouertani, et al., Adv. Tissue Eng. Regen Med. Open Access, 5, 85 (2019).
  2. Z. M. Kaskova, A. S. Tsarkova, and I. V. Yampolsky, Chem. Soc. Rev., 45 (21), 6048 (2016).
  3. L. J. Kricka, Anal. Biochem., 175 (1), 14 (1988).
  4. A. Pandey, P. Nigam, C. R. Soccol, et al., Biotechnol. Appl. Biochem., 31 (2), 135 (2000).
  5. N. N. Ugarova and G. Y. Lomakina, Moscow University Chem. Bull., 75, 15 (2020).
  6. D. V. Smirnova and N. N. Ugarova, Comb. Chem. High Throughput Screen., 18 (10), 946 (2015).
  7. P. M. de Souza and P. de Oliveira Magalhaes, Brazil. J. Microbiol., 41, 850 (2010).
  8. S. Raveendran, B. Parameswaran, S. B. Ummalyma, et al., Food Technol. Biotechnol., 56 (1), 16 (2018).
  9. V. I. Bruskov, A. V. Chernikov, et al., Phys. Wave Phen., 28 (2), 103 (2020).
  10. I. A. Scherbakov, I. V. Baimler, S. V. Gudkov, et al., Dokl. Physics, 65 (8), 9 (2020).
  11. S. V. Gudkov, G. A. Lyakhov, V. I. Pustovoy, et al., Phys. Wave Phen., 27 (2), 141 (2019).
  12. S. V. Gudkov, N. V. Penkov, I. V. Baimler, et al., Int. J. Mol. Sci., 21, 8033 (2020).
  13. I. V. Baymler, S. V. Gudkov, R. M. Sarimov, et al., Dokl. Physics, 65 (1), 5 (2020).
  14. W. Lauterborn, Appl. Phys. Lett., 21 (1), 27 (1972).
  15. N. F. Bunkin and F. V. Bunkin, Laser Physics, 3 (1), 63 (1993).
  16. A. Mai-Prochnow, R. Zhou, T. Zhang, et al., NPJ Biofilms and Microbiomes, 7, 11 (2021).
  17. Y. M. Zhao, A. Patange, D. W. Sun, et al., Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19 (6), 3951 (2020).
  18. A. Scherbakov, Phys.Wave Phen., 29 (2), 89 (2021).
  19. I. S. Ryzhkina, L. I. Murtazina, Y. V. Kiseleva, et al., Dokl. Phys. Chem., 462 (1), 110 (2015).
  20. S.V. Gudkov, I.V. Baimler, O.V. Uvarov, et al., Front. Physics, 8, 622551 (2020).
  21. E. Don, O. Farafonova, S. Pokhil, et al., Sensors, 16, 10 (2016).
  22. E. S. Don, S. A. Bobrovnik, G. Sherriff, et al., J. Immunoassay Immunochem., 40 (3), 250 (2019).
  23. O. Epstein, Symmetry, 10 (4), 14 (2018).
  24. P. Bellavite, M. Marzotto, D. Olioso, et al., Homeopathy, 103 (1), 22 (2014).
  25. P. Muller, E. Ignatz, S. Kiontke, et al., Chem. Sci., 9 (5), 1200 (2017).
  26. S. A. Tarasov, E. A. Gorbunov, E. S. Don, et al., J. Immunol., 205 (5), 1345 (2020).
  27. P. S. Chikramane, D. Kalita, A. K. Suresh, et al., Langmuir, 28 (45), 15864 (2012).
  28. N. F. Bunkin, A. V. Shkirin, S. N. Chirikov, et al., ACS Omega, 5 (24), 14689 (2020).
  29. N. F. Bunkin, A. V. Shkirin, N. V. Penkov, et al., Phys. Wave Phen., 27 (2), 102 (2019).
  30. R. Bell, and G. E. Schwartz, Front.Biosci. (Schol Ed.), 5 (2), 685 (2013).
  31. S. V. Gudkov, G. A. Lyakhov, V. I. Pustovoy, et al., Phys. Wave Phen., 29 (2), 108 (2021).
  32. G. A. Lyakhov, and I. A. Scherbakov, Phys. Wave Phen., 27 (2), 79 (2019).
  33. V. Elia, G. Ausanio, F. Gentile, et al., Homeopathy, 103 (1), 44 (2014).
  34. E. Freier, S. Wolf, and K. Gerwert, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108 (28), 11435 (2011).
  35. K. Haider, L. Wickstrom, S. Ramsey, et al., J. Phys. Chem. B, 120 (34), 8743 (2016).
  36. T. H. Plumridge and R. D. Waigh, J. Pharm. Rharmacol., 54 (9), 1155 (2002).
  37. T. M. Raschke, Curr. Opin. Struct. Biol., 16 (2), 152 (2006).
  38. R. A. Morton, T. A. Hopkins, and H. H. Seliger, Biochemistry, 8 (4), 1598 (1969).
  39. M. I. Koksharov and N. N. Ugarova, Photochem. Photobiol. Sci., 10 (6), 931 (2011).
  40. К. А. Сарбашев и Е. О. Химич, Свидетельство №2022665255. TenzometryUnit (программа для ЭВМ), 03.08.2022.
  41. V. V. Novikov and E. V. Yablokova, Field. Appl. Sci., 12, 5185 (2022).
  42. K. V. Wood, Available online: https://world-wide.promega.com/resources/pubhub/enotes/the-bioluminescence-advantage/(accessed on 23.12.2020).
  43. Food and Drug Administration, ORA Laboratory Manual Volume II. 2020, ORA-LAB.5.4.5.
  44. US Department of Health and Human Services, C.o.V.M. Food and Drug Administration. 2015, VICH GL49(R).
  45. M. Pschenitza, E. S. Gavrilova, C. Tarasov, et al., Int. Immunopharmacol., 21 (1), 225 (2014).
  46. N. N. Ugarova, J. Biolumin. Chemilumin., 4 (1), 406 (1989).
  47. W. D. McElroy, H. H. Seliger, and E. H. White, Photochem. Photobiol., 10 (3), 153 (1669).
  48. J. C. Cazin, M. Cazin, J. L. Gaborit, et al., Hum. Toxicol., 6 (4), 315 (1987).
  49. E. B. Burlakova, A. A. Konradova, and E. L. Maltseva, Chem. Physics, 22, 106 (2003).
  50. J. M. Saa and A. Frontera, ChemPhysChem., 21 (4), 313 (2020).
  51. I. V. Berezin, L. Y. Brovko, and N. N. Ugarova, Rus. J. Bioorg. Chem., 3 (12), 1589 (1977).
  52. S. D. Banik, M. Nordblad, J. M. Woodley, et al., Catalysts, 7 (8), 18 (2017).
  53. RCSB PDB, Available online: https://www.rcsb.org/structure/2D1R (accessed on 19.05.2020).
  54. V. V. Goncharuk, T. V. Pletneva, E. V. Uspenskaya, et al., J. Water Chem. Technol., 39 (6), 325 (2017).
  55. K. Johnson, arXiv: Atomic and Molecular Clusters (2009).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».