Tag Archives: субфрагмент-1 міозину
Інгібування Nа(+),K(+)-АТРази та активація міозинової АТРази калікс[4]ареном С-107 стимулює тонічну складову скоротливої активності ізольованих гладеньких м’язів
Т. О. Векліч1, Р. Д. Лабинцева1, О. А. Шкрабак1, О. В. Цимбалюк2,
Р. В. Родік3, В. І. Кальченко3, С. О. Костерін1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Інститут високих технологій, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
3Інститут органічної хімії НАН України, Київ;
e-mail: veklich@biochem.kiev.ua; otsymbal@bigmir.net; manli@ioch.kiev.ua
Отримано: 04 липня 2019; Затверджено: 29 листопада 2019
Метою дослідження було показати, що синтетична сполука калікс[4]арен С-107 виявляє кілька унікальних біохімічних та фізіологічних ефектів на гладенькі м’язи і є перспективною для медичного застосування. Зокрема, цей калікс[4]арен є ефективним інгібітором Nа+,K+-АТРази міометрія (І50 = 54 ± 6 нМ), селективним відносно інших АТР-гідролаз плазматичної мембрани та одночасно активатором ензиматичної активності міозинової АТРази гладеньких м’язів (А50 = 9,6 ± 0,7 мкМ). Такі реципрокні біохімічні ефекти спрямовані на одну фізіологічну відповідь, а саме стимулювання скоротливої активності гладеньких м’язів, що було продемонстровано на різних ізольованих гладеньких м’язах тензометричним методом. А саме: калікс[4]арен С-107 стимулює підвищення тонічної складової спричинених окситоцином скорочень міометрія, а також зумовлених гіперкалієвим розчином та ацетилхоліном скорочень м’яза caecum товстого кишечника, та утримання цього підвищеного тонусу тривалий час. Отже, калікс[4]арен С-107 є перспективною речовиною для посилення базального тонусу та/або активації скорочувальної активності гладеньком’язових органів у разі їхніх гіпотонічних дисфункційних порушень.
Вплив катіонів важких металів на АТР-азну активність актоміозинового комплексу та субфрагмента-1 міозину гладенького м’яза матки
Р. Д. Лабинцева, О. М. Бобровська, О. Ю. Чуніхін, С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: labyntseva@biochem.kiev.ua
Досліджували вплив двовалентних катіонів – Со2+, Сu2+, Mn2+ та Ni2+ (5 мМ) на активність АТР-ази актоміозинового комплексу та субфрагмента-1 (S1, голівки) міозину міометрія. Показано, що Со2+, Mn2+ та Ni2+ інгібують, а Сu2+ – активує ензиматичну активність як актоміозину, так і S1 міозину.
Іони Mg та Mn суттєво не впливали на інтенсивність емісії асоційованого з актоміозином еозину Y, водночас, за наявності катіонів Сu спостерігали найбільш виражене гасіння емісії зв’язаного флуоресцентного зонду (еозину Y), менш виражене гасіння – у присутності Со2+. У присутності катіонів Mn, Co та Ni середній гідродинамічний діаметр (ГД) актоміозинового комплексу та субфрагмента-1 міозину гладенького м’яза матки суттєво не відрізняється від ГД у присутності Mg2+. За наявності катіонів Сu спостерігається значне (у десятки разів) збільшення розміру протеїнових частинок, що може бути наслідком їхньої агрегації. Одержані результати свідчать про суттєві зміни у структурі та функції актоміозинового комплексу міометрія у присутності катіонів важких металів та дозволяють припустити, що мішенню впливу цих металів на скоротливі протеїни є субфрагмент-1 міозину, в якому локалізовано активний центр АТР-ази та актинзв’язувальні ділянки.
Калікс[4]арен С-90 та його аналоги активують АТР-гідролазну активність субфрагмента-1 міозину міометрія
Р. Д. Лабинцева1, О. В. Бевза1, К. В. Литвин1, М. О. Боровик1,
Р. В. Родік2, В. І. Кальченко2, С. О. Костерін1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: labyntseva@biochem.kiev.ua;
2Інститут органічної хімії НАН України, Київ;
e-mail: vik@ioch.kiev.ua
Багато патологій репродуктивної системи в жінок є наслідком порушення скоротливої функції гладенького м’яза матки (міометрія). У зв’язку з цим виникає потреба в розробленні ефективних методів корекції таких порушень. Міозинова АТРаза перетворює хімічну енергію, депоновану в макроергічних зв’язках АТР, у механічну зі спрямованим рухом і локалізована в каталітичному домені субфрагмента-1 міозину. Показано, що калікс[4]арен С-90 та його структурні аналоги, які функціоналізовані на верхньому вінці макроциклу чотирма або принаймні двома N-фенілсульфонілтрифторацетамідиновими групами, активують гідроліз АТР, каталізований субфрагментом-1 міозину міометрія. Методом комп’ютерного моделювання встановлено, що N-фенілсульфонілтрифторацетамідинові групи калікс[4]арену С-90 взаємодіють з амінокислотними залишками поліпептидного ланцюга субфрагмента-1 міозину, важливими для зв’язування, координації та здійснення процесу гідролізу АТР. Одержані результати у подальшому можуть бути використані в дослідженнях, спрямованих на використання калікс[4]арену С-90 та його аналогів як сполук, здатних ефективно нормалізувати скоротливу гіпофункцію міометрія.
Структурно-функціональні основи міжмолекулярної взаємодії калікс[4]арену С-97 із субфрагментом-1 міозину міометрія
Р. Д. Лабинцева1, А. А. Бевза1, О. В. Бевза1,
С. О. Черенок2, В. І. Кальченко2, С. О. Костерін1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: kinet@biochem.kiev.ua;
2Інститут органічної хімії НАН України, Київ;
e-mail: vik@bpci.kiev.ua
Калікс[4]арен С-97 (зазначено шифр) – це макроциклічна сполука, що має внутрішньомолекулярну високовпорядковану ліпофільну порожнину, утворену чотирма ароматичними кільцями, одне з яких по верхньому вінцю функціоналізовано метиленбісфосфоновою групою. Показано, що ця сполука у концентрації 100 мкМ ефективно інгібує АТР-азну активність субфрагмента-1 міозину міометрія свині; коефіцієнт інгібування І0,5 становить 83 ± 7 мкМ. Водночас, зазначений калікс[4]арен спричинює вірогідне стосовно контролю збільшення ефективного гідродинамічного діаметра субфрагмента-1 міозину, що може свідчити про міжмолекулярне комплексоутворення між каліксареном та голівкою міозину.
Із використанням методів комп’ютерного моделювання (докінг, молекулярна динаміка із залученням грід-технологій) з’ясовані структурні основи міжмолекулярної взаємодії калікс[4]арену С-97 із субфрагментом-1 міозину міометрія та участь гідрофобних, електростатичних та π-π (стекінг) взаємодій між каліксареном і амінокислотними залишками субфрагмента-1 міозину, окремі з яких розташовані поряд з активним центром АТР-ази.