title ua

Архів журналу > 2010 > № 1, січень-лютий

ПРОСТОРОВА БУДОВА КАЛІКСАРЕН-АМІНОФОСФОНОВИХ
КИСЛОТ Є СУТТЄВОЮ ДЛЯ ПРОЯВУ ЇХНЬОЇ ІНГІБУЮЧОЇ ДІЇ
НА Nа+,K+-ATP-азну АКТИВНІСТЬ У ПЛАЗМАТИЧНИХ
МЕМБРАНАХ ГЛАДЕНЬКОМ’ЯЗОВИХ КЛІТИН
 
 
Т. О. Векліч1, О. А. Шкрабак1, Р. В. Родік2, В. І. Бойко2,
В. І. Кальченко2, С. О. Костерін1

1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Інститут органічної хімії НАН України, Київ;
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В експериментах, виконаних на суспензії плазматичних мембран клітин міометрія, оброблених 0,1%-м розчином дигітоніну, досліджували інгібуючу дію 5,17-ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (каліксарен С-107, наведено шифр) на Na+,K+-АТР-азну активність. Структуру цього та інших каліксаренів, а також їхніх попередників, підтверджено методами ядерного магнітного резонансу та інфрачервоної спектроскопії. Визначено, що каліксарен С-107, 10-8–10-4 М, дозозалежно пригнічує активність Na+,K+-АТР-ази, практично не впливаючи на активність базальної Mg2+-АТР-ази. Величина уявної константи інгібування І0,5 становить 33 ± 4 нМ, значення коефіцієнта Хілла nH складає 0,38 ± 0,06. Модельні сполуки: незаміщений по верхньому вінцю 25,27-дипропоксикаліксарен (каліксарен С-150, суто каліксаренова «платформа», 10-8–10-4 М) та N-(4-гідроксифеніл)-2-піридил-амінофосфонова кислота (сполука М-3, амінофосфонова група разом з фенольним фрагментом, 10-6–4·10-3 М) практично не впливають на досліджувані ензимні системи. 5,11-Ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-17,23-ди-трет-бутил-27,28-дигідрокси-25,26-дипропоксикалікс[4]арен (каліксарен С-160, регіоізомер каліксарену С-107, 10-8–10-4 М) не впливає як на Na+,K+-АТР-азну, так і на Mg2+-АТР-азну активність плазматичної мембрани клітин міометрія. З метою вивчення структурних особливостей каліксаренів С-107 і С-160 у зв’язку з дією останніх на АТР-гідролазну активність проведено молекулярне моделювання цих сполук з використанням програми HyperChem 7.01. При цьому виходили із того, що молекули каліксаренів є дицвітеріонами із протонованими амінними атомами азоту та двома депротонованими гідроксилами різних фосфонових фрагментів. При розрахунках здійснено конформаційний пошук оптимальної геометрії молекули (використовували метод молекулярної механіки – силове поле ММ+). Для кожного каліксарену відібрано 5 енергетично-мінімізованих конформерів. Загальні енергії цих структур також перерахували напівемпіричним методом (поле CNDO), після чого вибрали по одній структурі з найменшою загальною енергією. Згідно із розрахунками каліксарени С-107 і С-160 мають практично однаковий за конформацією регулярний конус. Разом з тим відстані N…N, С…С, Р…Р (l) між амінофосфоновими фрагментами N–C–P суттєво різняться. При цьому у дистально-заміщеному каліксарені С-107 обидві фосфонові групи орієнтовано усередину макроциклічної порожнини. У проксимально-заміщеному каліксарені С-160 фосфонові групи орієнтовано на периферію. Молекулярна порожнина даного макроциклу заповнена одним із піридильних фрагментів. Дійшли висновку, що інгібуючий вплив каліксарену С-107 на Na+,K+-АТР-азну активність визначається взаємним розташуванням амінофосфонових груп саме у положеннях 5,17 на протилежних фенольних фрагментах верхнього вінця молекули каліксарену, на відміну від каліксарену С-160, для якого властива локалізація цих груп у положеннях 5,11. Із використанням методу лазерної кореляційної спектроскопії продемонстровано, що 100 мкМ каліксарен С-107, розчинений у 2,5%-му розчині  ДМСО, містить мікрочастинки, які характеризуються різним гідродинамічним діаметром – від 100 нм до 10 мкм. У присутності фрагментів плазматичних мембран утворюється певна кількість частинок із розміром, більшим ніж 10 мкм, тобто за наявності каліксаренів відбувається аглютинація фрагментів біологічних мембран з мікрочастинками каліксарену та/або між собою. Отже, в цілому біофізико-хімічні ефекти у гетерогенній системі каліксарен-мембранні фрагменти є вельми складними. Проте для інгібувальної дії каліксарену С-107 на мембранозв’язану Na+,K+-АТР-азну активність суттєвим є саме відносне розташування амінофосфонових груп на верхньому вінці макроциклу у положеннях 5,17, яке, вірогідно, є комплементарним сайту взаємодії цього каліксарену із Na+,K+-АТР-азою. Отже, просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібувальної дії на Na+,K+-АТР-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин.

Ключові слова:++-АТР-аза, Mg2+-АТР-аза, плазматична мембрана, гладеньком’язові клітини, міометрій, каліксарени, амінофосфонові кислоти, просторова структура, гідродинамічні розміри.

Оригiнал статтi українською мовою доступний для зкачування в форматi PDF.

© Український бiохiмiчний журнал