Tag Archives: метиленбісфосфонова кислота
Вітамін D(3) та метиленбісфосфонова кислота у корекції порушень мінерального обміну та ремоделювання кісткової тканини, пов’язаних із глюкокортикоїд-індукованим остеопорозом
О. О. Лісаковська1*, І. О. Шиманський1, В. М. Василевська1,
Е. П. Пасічна1, М. М. Великий1, С. В. Комісаренко2
1Відділ біохімії вітамінів і коензимів,
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Відділ молекулярної імунології,
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: o.lisakovskaya@gmail.com
Отримано: 03 квітня 2022; Виправлено: 27 квітня 2023;
Затверджено: 05 червня 2023; Доступно онлайн: 20 червня 2023
Метою дослідження було оцінити терапевтичну ефективність вітаміну D3 (1000 МО/кг маси тіла, 30 днів) та натрієвої солі метиленбісфосфонової кислоти (МБФК, 17 мг/кг маси тіла, 30 днів) у запобіганні порушень мінерального обміну та ремоделювання кісткової тканини, пов’язаних із розвитком остеопорозу, індукованого введення глюкокортикоїдів (ГК). Остеопороз у щурів спричиняли тривалим (30 днів) введенням синтетичного глюкокортикоїдного препарату преднізолону (5 мг/кг маси тіла). З допомогою спектрофотометричних методів визначали вміст кальцію та неорганічного фосфату, активність лужної фосфатази (ЛФ) у сироватці крові, кістковій тканині та кістковому мозку. Методом вестерн-блот аналізу в кістковій тканині визначали рівень наступних протеїнів: рецептора вітаміну D3 (VDR), рецептора активатора ядерного фактора каппа-В (RANK), його ліганду (RANKL) і остеопротегерину (OPG). Вміст 25-гідроксивітаміну D3 (25OHD3) у сироватці аналізували за допомогою імуноензимного аналізу. Показано, що преднізолон спричинював гіпокальціємію та гіпофосфатемію, підвищував активність ЛФ у сироватці крові, одночасно знижуючи її активність в кістковій тканині та кістковому мозку. ГК-індукований остеопороз супроводжувався глибоким дефіцитом вітаміну D3 і зниженням вмісту VDR. Оцінка стану NF-κB-асоційованого цитокінового шляху RANK/RANKL/OPG, який регулює баланс між остеобластами та остеокластами, показала одночасне зниження вмісту RANK і співвідношення OPG/RANKL за дії преднізолону. Вітамін D3 відновлював вміст основних показників мінерального обміну і рівень 25OHD3, що призводило до нормалізації VDR-опосередкованих сигнальних шляхів та цитокінової системи RANK/RANKL/OPG у кістковій тканині. Показано, що застосування МБФК мало коригувальний вплив на вміст мінеральних компонентів у сироватці крові та кістковій тканині, а також на активність лужної фосфатази лише у поєднанні з вітаміном D3, що свідчить про низьку ефективність монотерапії бісфосфонатами у разі дефіциту вітаміну D3, пов’язаного із розвитком ГК-індукованого остеопорозу.
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.