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 І_0,5 = 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.