Tag Archives: інгібування
Вплив органічних розчинників на активність фурину
Т. В. Осадчук1, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1, В. К. Кібірєв1,2
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua
Фурин належить до сімейства кальцій-залежних серинових пропротеїнконвертаз, які здійснюють перетворення неактивних прекурсорів протеїнів в зрілі поліпептиди. У модельних експериментах ми вивчили вплив на активність ензиму таких органічних розчинників, як ацетон, диметилсульфоксид (ДМСО), діоксан, ізопропанол і етанол. Знайдено, що в присутності ДМСО фурин зберігав свою вихідну активність до 88%, тоді як за наявності ацетону – всього лише до 30%. Встановлено таку послідовність зниження впливу органічних розчинників на фурин: ацетон> ізопропанол> етанол> діоксан> диметилсульфоксид. Досліджено взаємозв’язок між залишковою активністю фурину і такими параметрами розчинника, як діелектрична проникність, відносна полярність, дипольний момент і log P. Виявилося, що величина ефекту органічного розчинника не корелює ні з однією з наведених характеристик. Графіки в координатах Лейдлера-Скетчарда, які відповідно до теорії, мають бути лінійними, не є такими. Все це свідчить про те, що в розглянутій ензимній реакції важливу роль відіграють не тільки електростатичні взаємодії, але і гідрофобні контакти, водневі зв’язки та інші фактори також можуть впливати на каталіз фурином. Це видається актуальним для подальших досліджень у зазначеній області.
Вплив катіонів на активність фурину
Т. В. Осадчук1, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1, О. М. Бондаренко1, В. К. Кібірєв1,2
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua;
2Інститут біохімії ім О. В. Палладіна НАН України, Київ
Фурин – найбільше вивчена пропротеїнконвертаза ссавців, здійснює процесинг неактивних попередників протеїнів, перетворюючи їх у біологічно активні поліпептиди. Ми дослідили вплив на активність фурину катіонів таких металів: цезію, стронцію, кадмію, заліза, кобальту та нікелю і показали, що в присутності Са2+ (1 мМ) ці іони здатні активувати фурин, причому положення піку активності залежить від природи іона. Зокрема, для Fe2+ воно спостерігалось за концентрації іона 15 мМ, тоді як для Cd2+, Co2+ та Ni2+ максимальна активність знаходилась при 20 мМ, для Cs+ при 30 мМ і для Sr2+ – 40 мМ. Побудовою графіків у координатах Лайнуївера–Берка за низьких концентрацій катіонів висхідної гілки залежності активності фурину від концентрації іона, здійснена оцінка спорідненості катіонів до фурину. Знайдено, що їх афінність у порівнянні з Са2+ різко зменшена (~ у 18–150 разів). Отже за фізіологічних умов катіони, що вивчалися, не здатні конкурувати з іонами кальцію за фурин і тому в природному середовищі не можуть впливати на його активність.
Особливості впливу цетилтриметиламонію на активність холінестераз крові людини
Л. П. Кузнєцова, В. А. Самокіш, О. Є. Сочіліна
Установа Російської академії наук Інститут еволюційної фізіології
і біохімії ім. І. М. Сєченова РАН, Санкт-Петербург, Росія;
e-mail: esoch@iephb.ru
Вивчено вплив катіонного детергенту цетилтриметиламонію на каталітичну автивність холінестераз крові людини (ацетилхолінестерази еритроцитів крові і бутирилхолінестерази плазми крові) в реакціях гідролізу α-тіонафтилацетату і ацетилтіохоліну. Показано, що цетилтриметиламоній є оборотним ефектором для обох холінестераз. Це сполучення конкурентно інгібує ензиматичний гідроліз субстрату ацетилтіохоліну обома холінестеразами, а в реакціях ензиматичного гідролізу субстрату α-тіонафтилацетату виявляє себе як синергічний активатор – в дослідах з бутирилхолінестеразою, і як конкурентний оборотний інгібітор – в дослідах з ацетилхолінестеразою. Константи інгібування цетилтриметиламонієм ензиматичної активності ацетилхолінестерази, визначені за допомогою різних субстратів – ацетилтіохоліну і α-тіонафтилацетату – близькі між собою і складають (2,5 ± 0,3)×10-5 і (2,8 ± 0,3)×10-5 М відповідно. Бутирилхолінестераза чутливіша до дії цетилтриметиламонію, ніж ацетилхолінестераза. Кінетичні константи, визначені для цього ензиму ефектом інгібування гідролізу ацетилтіохоліну і активації гідролізу α-тіонафтилацетату, також близькі між собою і складають (3,9 ± 0,4)×10-6 і (4,4 ± 0,4)×10-6 М відповідно.
Каліксаренметиленбіс-фосфонові кислоти як перспективні ефектори біохімічних процесів
С. В. Комісаренко1, С. О. Костерін1, Е. В. Луговськой1, В. І. Кальченко2
1Інститут біохімії ім. О.В.Палладіна НАН Україны, Київ;
e-mail: kinet@biochem.kiev.ua;
2Інститут органічної хімії НАН України, Київ;
e-mail: vik@ioch.kiev.ua
Ця робота – результат міждисциплінарного дослідження, виконаного спільно співробітниками Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна та Інституту органічної хімії НАН України і присвячена аналізу дії деяких каліксаренметиленбісфосфонових кислот (циклічних олігомерів фенолів) на два добре відомих біохімічних процеси: Mg2+-залежний ензиматичний гідроліз АТР (що каталізується субфрагментом 1 міозину міометрія) та на полімерізацию фібрину.
Молекула калікс[4]арену С-97 має макроциклічну структуру, містить внутрішньомолекулярну ліпофільну «чашу», яка сформована з чотирьох ароматичних циклів, один з яких на верхньому вінці містить метиленбісфосфонову групу. Зазначений каліксарен, використаний в концентрації 100 мкМ, ефективно інгібує АТРазну активність субфрагмента-1 міозина міометрія (коефіцієнт інгібування І0,5 = 83 ± 7 мкM). У той же час цей каліксарен спричинює істотне (щодо контрольного значення) збільшення величини гідродинамічного діаметра молекули субфрагмента-1, що опосередковано вказує на утворення міжмолекулярного комплексу між каліксареном та голівкою міозину. Результати комп’ютерного моделювання, які було проведено із використанням технології докінгу та методів молекулярної динаміки, вказують на те, що у стабілізації зазначеного молекулярного комплексу істотне місце належить гідрофобним, електростатичним та π-π-стекінг взаємодіям. Одержані результати, із урахуванням низької токсичності каліксаренів та їхньої здатності проникати в клітини, можуть бути перспективними для подальшої розбудови високоефективних регуляторів (на рівні АТР-залежної взаємодії актину та міозину) скоротливої активності гладеньких м’язів.
Досліджено вплив на полімеризацію фібрину калікс[4]аренів, які містять два або чотири метиленбісфосфонові групи на верхньому вінці макроциклу. Найпотужнішим інгібітором виявився калікс[4]арентетрабіс-метиленбісфосфонова кислота (C-192). Максимальна швидкість полімеризації фібрину в системі фібриноген+тромбін зменшувалась на 50% за концентрації каліксарену 0,52·10-6 М (IC50), при цьому молярне співвідношення каліксарену до фібриногену дорівнює 1,7 : 1. У разі полімеризації фібрину desAB, IC50 становить 1,26·10-6 М, у той же час молярне співвідношення C-192 до мономерного фібрину дорівнює 4 : 1. Дипропоксикалікс[4]-аренбісметиленбісфосфонова кислота (C 98) інгібувала полімеризацію фібрину desAB з IC50 = 1,31·10-4 М. Ми припустили, що С-192 блокує полімеризацію фібрину шляхом зв’язування із сайтом полімеризації «А» (Aa17 19), який ініціює формування протофібрил за рахунок «knob-hole» взаємодій. Це припущення підтверджено за допомогою методу ВЕРХ, який показав утворення комплексу включення за типом «гість-господар» C-192 із синтетичним пептидом Gly-Pro-Arg-Pro, аналогом сайту «A». Подальше підтвердження того, що каліксарен С-192 діє на початкову стадію полімеризації фібрину одержано за допомогою електронного мікроскопа. Встановлено, що в присутності каліксарену в середовищі реакції не формуються навіть протофібрили. Каліксарен С-192 вдвічі збільшував, як протромбіновий час, так і активований частково тромбопластиновий час у нормальній плазмі крові людини за концентрації 7,13·10-5 і 1,10·10-5 M відповідно. Ці експерименти показують, що С-192 є специфічним інгібітором полімеризації фібрину та зсідання крові і може бути використаний для розробки нового класу антитромботичних препаратів.