title ru

Архив журнала > 2013 > № 6, ноябрь-декабрь

КАЛИКСАРЕНМЕТИЛЕНБИСФОСФОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТОРЫ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

С. В. Комисаренко1, С. А. Костерин1, Э. В. Луговской1, В. И. Кальченко2

1Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины, Киев;
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.;
2Институт органической химии НАН Украины, Киев;
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Эта работа – результат междисциплинарного исследования, совместно выполненного сотрудниками Института биохимии им. А. В. Палладина и Института органической химии НАН Украины, и посвященная анализу действия некоторых каликсаренметиленбисфосфоновых кислот (циклических олигомеров фенолов) на два хорошо известных биохимических процесса: Mg2+-зависимый энзиматический гидролиз АТР (катализируемый субфрагментом-1миозина миометрия) и на полимеризацию фибрина.
Молекула каликс[4]арена С-97 представляет собой макроцикличекую структуру, содержащую внутримолекулярную липофильную «чашу», сформированную из четырех ароматических колец, одно из которых по верхнему венцу функционализировано метиленбисфосфоновой группой. Это вещество, используемое в концентрации 100 мкМ, эффективно ингибировало АТРазную активность субфрагмента-1 миозина миометрия (коэффициент ингибирования І0,5 = 83 ± 7 мкM). В то же время этот каликс[4]арен вызывал существенное (относительно контрольного значения) увеличение величины гидродинамического диаметра молекулы  субфрагмента-1, что опосредовано указывало на образование межмолекулярного комплекса между каликсареном и головкой миозина. Результаты компьютерного моделирования, проведенные с использованием докинга и методов молекулярной динамики, свидетельствуют о том, что в  стабилизации указанного межмолекулярного комплекса существенное значение принадлежит гидрофобным, электростатическим и ?-?-стэкинг взаимодействиям. Полученные результаты, с учетом низкой токсичности каликсаренов и их способности проникать в клетки, могут быть перспективными для создания высокоэффективных регуляторов (на уровне АТР-зависимого взаимодействия актина и миозина) сократительной активности гладких мышц.
Исследовано влияние на полимеризацию фибрина каликс[4]аренов, содержащих два или четыре метиленбисфосфоновые группы на верхнем венце макроцикла. Наиболее мощным ингибитором оказался каликс[4]арентетрабис-метиленбисфосфоновая кислота (C-192). Максимальная скорость полимеризации фибрина в системе фибриноген + тромбин уменьшается на 50% при концентрации каликсарена 0,52·10-6 М (IC50), при этом молярное соотношение каликсарена и фибриногена равняется 1,7 : 1. При полимеризации фибрина desAB, IC50 составляет 1,26·10-6 М, в тоже время молярное соотношение C-192 и мономерного фиб­рина составляет 4 : 1. Дипропоксикаликс[4]-аренбисметиленбисфосфоновая кислота (C-98) ингибирует полимеризацию фибрина desAB с IC50 = 1,31·10-4 М. Мы предположили, что С-192 блокирует полимеризацию фибрина путем связывания с сайтом полимеризации «А» (Aa17-19), который инициирует формирование протофибрилл за счет «knob-hole» взаимодействий. Это предположение подтверждено с помощью метода ВЭЖХ, показавшего образование комплекса включения по типу «гость-хозяин» C-192 с синтетическим пептидом Gly-Pro-Arg-Pro, аналогом сайта «A». Дальнейшее подтверждение того, что каликсарен С-192 действует на начальную стадию полимеризации фибрина, получено с помощью электронного микроскопа. Установлено, что в присутствии каликсарена в среде реакции не формируются даже протофибриллы. Каликсарен С-192 вдвое увеличивает протромбиновое время и частично активирует тромбопластиновое время в нормальной плазме крови человека при концентрации 7,13·10-5 и 1,10·10-5 M соответственно. Эти эксперименты показывают, что С-192 является специфическим ингибитором полимеризации фибрина и свертывания крови и может быть использован для разработки нового класса антитромботических препаратов.

Ключевые слова: метиленбисфосфоновая кислота, каликсарены, активность АТРазы, докинг, полимеризация фибрина, фибриноген, фибрин, ингибирование.

Оригинал статьи на английском языке доступен для скачивания в формате PDF.

© Украинский биохимический журнал