Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин

В експериментах, виконаних на суспензії плазматичних мембран клітин міометрія, оброблених 0,1%-м розчином дигітоніну, досліджували інгібуючу дію 5,17-ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (каліксарен С-107, наведено шифр) на Na+,K+-АТР-аз...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Векліч, Т.О., Шкрабак, О.А., Родік, Р.В., Бойко, В.І., Кальченко, В.І., Костерін, С.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України 2010
Назва видання:	Український біохімічний журнал
Теми:	Експериментальні роботи
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19020
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин / Т.О. Векліч, О.А. Шкрабак, Р.В. Родік, В.І. Бойко, В.І. Кальченко, С.О. Костерін // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 1. — С. 21-33. — Бібліогр.: 33 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-19020
record_format	dspace
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Експериментальні роботи Експериментальні роботи
spellingShingle	Експериментальні роботи Експериментальні роботи Векліч, Т.О. Шкрабак, О.А. Родік, Р.В. Бойко, В.І. Кальченко, В.І. Костерін, С.О. Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин Український біохімічний журнал
description	В експериментах, виконаних на суспензії плазматичних мембран клітин міометрія, оброблених 0,1%-м розчином дигітоніну, досліджували інгібуючу дію 5,17-ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (каліксарен С-107, наведено шифр) на Na+,K+-АТР-азну активність. Структуру цього та інших каліксаренів, а також їхніх попередників, підтверджено методами ядерного магнітного резонансу та інфрачервоної спектроскопії. Визначено, що каліксарен С-107, 10^-8 – 10^-4 М, дозозалежно пригнічує активність Na+,K+-АТР-ази, практично не впливаючи на активність базальної Mg^2+-АТР-ази. Величина уявної константи інгібування І0,5 становить 33 ± 4 нМ, значення коефіцієнта Хілла nH складає 0,38 ± 0,06. Модельні сполуки: незаміщений по верхньому вінцю 25,27-дипропоксикаліксарен (каліксарен С-150, суто каліксаренова «платформа», 10^-8 – 10^-4 М) та N-(4-гідроксифеніл)-2-піридил-амінофосфонова кислота (сполука М‑3, амінофосфонова група разом з фенольним фрагментом, 10^-6 – 4×10^-3 М) практично не впливають на досліджувані ензимні системи. 5,11-Ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-17,23-ди-трет-бутил-27,28-дигідрокси-25,26-дипропоксикалікс[4]арен (каліксарен С-160, регіоізомер каліксарену С-107, 10^-8 – 10^‑4 М) не впливає як на Na+,K+-АТР-азну, так і на Mg^2+-АТР-азну активність плазматичної мембрани клітин міометрія. З метою вивчення структурних особливостей каліксаренів С-107 і С-160 у зв’язку з дією останніх на АТР-гідролазну активність проведено молекулярне моделювання цих сполук з використанням програми HyperChem 7.01. При цьому виходили із того, що молекули каліксаренів є дицвітеріонами із протонованими амінними атомами азоту та двома депротонованими гідроксилами різних фосфонових фрагментів. При розрахунках здійснено конформаційний пошук оптимальної геометрії молекули (використовували метод молекулярної механіки – силове поле ММ+). Для кожного каліксарену відібрано 5 енергетично-мінімізованих конформерів. Загальні енергії цих структур також перерахували напівемпіричним методом (поле CNDO), після чого вибрали по одній структурі з найменшою загальною енергією. Згідно із розрахунками каліксарени С-107 і С-160 мають практично однаковий за конформацією регулярний конус. Разом з тим відстані N…N, С…С, Р…Р (l) між амінофосфоновими фрагментами N–C–P суттєво різняться. При цьому у дистально-заміщеному каліксарені С-107 обидві фосфонові групи орієнтовано усередину макроциклічної порожнини. У проксимальнозаміщеному каліксарені С-160 фосфонові групи орієнтовано на периферію. Молекулярна порожнина даного макроциклу заповнена одним із піридильних фрагментів. Дійшли висновку, що інгібуючий вплив каліксарену С-107 на Na+,K+-АТР-азну активність визначається взаємним розташуванням амінофосфонових груп саме у положеннях 5,17 на протилежних фенольних фрагментах верхнього вінця молекули каліксарену, на відміну від каліксарену С-160, для якого властива локалізація цих груп у положеннях 5,11. Із використанням методу лазерної кореляційної спектроскопії продемонстровано, що 100 мкМ каліксарен С-107, розчинений у 2,5%-му розчині ДМСО, містить мікрочастинки, які характеризуються різним гідродинамічним діаметром – від 100 нм до 10 мкм. У присутності фрагментів плазматичних мембран утворюється певна кількість частинок із розміром, більшим ніж 10 мкм, тобто за наявності каліксаренів відбувається аглютинація фрагментів біологічних мембран з мікрочастинками каліксарену та/або між собою. Отже, в цілому біофізико-хімічні ефекти у гетерогенній системі каліксарен-мембранні фрагменти є вельми складними. Проте для інгібувальної дії каліксарену С-107.
format	Article
author	Векліч, Т.О. Шкрабак, О.А. Родік, Р.В. Бойко, В.І. Кальченко, В.І. Костерін, С.О.
author_facet	Векліч, Т.О. Шкрабак, О.А. Родік, Р.В. Бойко, В.І. Кальченко, В.І. Костерін, С.О.
author_sort	Векліч, Т.О.
title	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин
title_short	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин
title_full	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин
title_fullStr	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин
title_full_unstemmed	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин
title_sort	просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на nа+, k+-atp-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин
publisher	Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Експериментальні роботи
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19020
citation_txt	Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин / Т.О. Векліч, О.А. Шкрабак, Р.В. Родік, В.І. Бойко, В.І. Кальченко, С.О. Костерін // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 1. — С. 21-33. — Бібліогр.: 33 назв. — укр.
series	Український біохімічний журнал
work_keys_str_mv	AT veklíčto prostorovabudovakalíksarenamínofosfonovihkislotêsuttêvoûdlâproâvuíhnʹoííngíbuûčoídíínanakatpaznuaktivnístʹuplazmatičnihmembranahgladenʹkomâzovihklítin AT škrabakoa prostorovabudovakalíksarenamínofosfonovihkislotêsuttêvoûdlâproâvuíhnʹoííngíbuûčoídíínanakatpaznuaktivnístʹuplazmatičnihmembranahgladenʹkomâzovihklítin AT rodíkrv prostorovabudovakalíksarenamínofosfonovihkislotêsuttêvoûdlâproâvuíhnʹoííngíbuûčoídíínanakatpaznuaktivnístʹuplazmatičnihmembranahgladenʹkomâzovihklítin AT bojkoví prostorovabudovakalíksarenamínofosfonovihkislotêsuttêvoûdlâproâvuíhnʹoííngíbuûčoídíínanakatpaznuaktivnístʹuplazmatičnihmembranahgladenʹkomâzovihklítin AT kalʹčenkoví prostorovabudovakalíksarenamínofosfonovihkislotêsuttêvoûdlâproâvuíhnʹoííngíbuûčoídíínanakatpaznuaktivnístʹuplazmatičnihmembranahgladenʹkomâzovihklítin AT kosterínso prostorovabudovakalíksarenamínofosfonovihkislotêsuttêvoûdlâproâvuíhnʹoííngíbuûčoídíínanakatpaznuaktivnístʹuplazmatičnihmembranahgladenʹkomâzovihklítin
first_indexed	2023-10-18T17:03:41Z
last_indexed	2023-10-18T17:03:41Z
_version_	1796140576906674176
spelling	irk-123456789-190202011-04-17T12:04:45Z Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин Векліч, Т.О. Шкрабак, О.А. Родік, Р.В. Бойко, В.І. Кальченко, В.І. Костерін, С.О. Експериментальні роботи В експериментах, виконаних на суспензії плазматичних мембран клітин міометрія, оброблених 0,1%-м розчином дигітоніну, досліджували інгібуючу дію 5,17-ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідрокси-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (каліксарен С-107, наведено шифр) на Na+,K+-АТР-азну активність. Структуру цього та інших каліксаренів, а також їхніх попередників, підтверджено методами ядерного магнітного резонансу та інфрачервоної спектроскопії. Визначено, що каліксарен С-107, 10^-8 – 10^-4 М, дозозалежно пригнічує активність Na+,K+-АТР-ази, практично не впливаючи на активність базальної Mg^2+-АТР-ази. Величина уявної константи інгібування І0,5 становить 33 ± 4 нМ, значення коефіцієнта Хілла nH складає 0,38 ± 0,06. Модельні сполуки: незаміщений по верхньому вінцю 25,27-дипропоксикаліксарен (каліксарен С-150, суто каліксаренова «платформа», 10^-8 – 10^-4 М) та N-(4-гідроксифеніл)-2-піридил-амінофосфонова кислота (сполука М‑3, амінофосфонова група разом з фенольним фрагментом, 10^-6 – 4×10^-3 М) практично не впливають на досліджувані ензимні системи. 5,11-Ди(фосфоно-2-піридилметил)аміно-17,23-ди-трет-бутил-27,28-дигідрокси-25,26-дипропоксикалікс[4]арен (каліксарен С-160, регіоізомер каліксарену С-107, 10^-8 – 10^‑4 М) не впливає як на Na+,K+-АТР-азну, так і на Mg^2+-АТР-азну активність плазматичної мембрани клітин міометрія. З метою вивчення структурних особливостей каліксаренів С-107 і С-160 у зв’язку з дією останніх на АТР-гідролазну активність проведено молекулярне моделювання цих сполук з використанням програми HyperChem 7.01. При цьому виходили із того, що молекули каліксаренів є дицвітеріонами із протонованими амінними атомами азоту та двома депротонованими гідроксилами різних фосфонових фрагментів. При розрахунках здійснено конформаційний пошук оптимальної геометрії молекули (використовували метод молекулярної механіки – силове поле ММ+). Для кожного каліксарену відібрано 5 енергетично-мінімізованих конформерів. Загальні енергії цих структур також перерахували напівемпіричним методом (поле CNDO), після чого вибрали по одній структурі з найменшою загальною енергією. Згідно із розрахунками каліксарени С-107 і С-160 мають практично однаковий за конформацією регулярний конус. Разом з тим відстані N…N, С…С, Р…Р (l) між амінофосфоновими фрагментами N–C–P суттєво різняться. При цьому у дистально-заміщеному каліксарені С-107 обидві фосфонові групи орієнтовано усередину макроциклічної порожнини. У проксимальнозаміщеному каліксарені С-160 фосфонові групи орієнтовано на периферію. Молекулярна порожнина даного макроциклу заповнена одним із піридильних фрагментів. Дійшли висновку, що інгібуючий вплив каліксарену С-107 на Na+,K+-АТР-азну активність визначається взаємним розташуванням амінофосфонових груп саме у положеннях 5,17 на протилежних фенольних фрагментах верхнього вінця молекули каліксарену, на відміну від каліксарену С-160, для якого властива локалізація цих груп у положеннях 5,11. Із використанням методу лазерної кореляційної спектроскопії продемонстровано, що 100 мкМ каліксарен С-107, розчинений у 2,5%-му розчині ДМСО, містить мікрочастинки, які характеризуються різним гідродинамічним діаметром – від 100 нм до 10 мкм. У присутності фрагментів плазматичних мембран утворюється певна кількість частинок із розміром, більшим ніж 10 мкм, тобто за наявності каліксаренів відбувається аглютинація фрагментів біологічних мембран з мікрочастинками каліксарену та/або між собою. Отже, в цілому біофізико-хімічні ефекти у гетерогенній системі каліксарен-мембранні фрагменти є вельми складними. Проте для інгібувальної дії каліксарену С-107. В экспериментах, выполненных на суспензии плазматических мембран клеток миометрия, обработанных 0,1%-м раствором дигитонина, исследовали ингибиторное действие 5,17-ди(фосфоно-2-пиридилметил)амино-11,23-ди-трет-бутил-26,28-ди-гидрокси-25,27-дипропоксикаликс[4]арена С-107 (указан шифр) на Na+,K+-АТР-азную активность. Этот каликсарен дозозависимо (10^-8 – 10^-4 М) угнетает активность Na+,K+-АТР-азы, практически невлияя на активность «базальной» Mg^2+-АТР-азы. Величина кажущейся константы ингибирования І0,5 составляет 33 ± 4 нМ, а значение коэффициента Хилла nH – 0,38 ± 0,06. Модельные соединения – незамещенный по верхнему ободу 25,27-дипропоксикаликсарен С-150 (10^-8 – 10^-4 М) – каликсареновая «платформа» и N-(4-гидроксифенил)-2-пиридил-аминофосфоновая кислота М-3 (1^0-8 – 4×10^-3 М) (аминофосфоновая группа вместе с фенольным фрагментом) – практически не влияют на исследованные энзиматические системы. 5,11-Ди(фосфоно-2-пиридилметил) амино-17,23-ди-трет-бутил-27,28-дигидрокси-25,26-дипропоксикаликс[4]арен С-160 – региоизомер каликсарена С-107 (10^-8–10^-4 М) не влияет как на Na+,K+-АТР-азную, так и на Mg^2+-АТР-азную активность плазматической мембраны клеток миометрия. Сделан вывод, что ингибирующее влияние каликсарена С-107 на Na+,K+-АТР-азу определяется взаимным расположением аминофосфоновых групп именно в положениях 5,17 на противоположных фенольных фрагментах верхнего венца молекулы каликсарена в отличие от каликсарена С-160, в котором эти группы локализованы в положении 5,11. It was found that calixarene С-107 (5,17-diamino(2-pyridyl)methylphosphono-11,23-di-tret-butyl-26,28-dihydroxy-25,27-dipropoxycalix[4]arene) could effectively reduce Na+,K+-АТРase activity of the myometrium cell plasmatic membranes (the value of the apparent constant of inhibition I0.5 was 33 ± 4 nМ) while it practically did not influence the «basal» Mg^2+-АТРase activity of the same membrane. In comparative experiments, we have shown that the model calixarene C-150 – the calixarene «scaffold» (26,28-dihydroxy-25,27-dipropoxycalix[4]arene), and the model compound М-3 (4-hydroxyaniline(2-pyridine)methylphosphonic acid) – a fragment of the calixarene С-107, had practically no influence on the enzymatic activities of Na+,K+-АТРase and Mg^2+-АТРаse over a wide range of concentrations. Hence, the influence of calixarene С-107 on Na+,K+-АТРase activity was caused by the joint action of two aminophosphonic substituents on the upper rim of the calixarene bowl. The isomer of calixarene С-107 – calixarene С‑ 160 (5,11-diamino(2-pyridyl)methylphosphono-17,23-di-tret-butyl-26,28-dihydroxy-25,27-dipropoxycalix[4]arene) also did not influence the Na+,K+-АТРase and Mg^2+-АТРаse activities of plasmatic membrane of myometrium cells. We carried out molecular modeling of calixarenes C-107 and C-160 and showed differences in interatomic distance between aminophosphonic substituents of mentioned calixarenes. We came to the conclusion that spatial structure of calixarene С-107, namely localization of two aminophosphonic substituents in 5,17 position of the upper rim of this calixarene, is crucial for inhibition of Na+,K+-АТРase activity. Using laser correlation spectroscopy it was found that the 100 μM solution of calixarene C-107 and 2.5% DMSO had microparticles with size range from 100 nm to 10 μm. Plasma membrane vesicles had average hydrodynamic diameter 401 ± 17 nm, but after interaction of these vesicles with calixarene C-107 we have registered the creation of some particles with sizes greater than 10 μm. Therefore membrane vesicles agglutinated to each other and/or to calixarene microparticles. 2010 Article Просторова будова каліксарен-амінофосфонових кислот є суттєвою для прояву їхньої інгібуючої дії на Nа+, K+-ATP-азну активність у плазматичних мембранах гладеньком’язових клітин / Т.О. Векліч, О.А. Шкрабак, Р.В. Родік, В.І. Бойко, В.І. Кальченко, С.О. Костерін // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 1. — С. 21-33. — Бібліогр.: 33 назв. — укр. 0201-8470 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19020 577.152.3+544.147+544.176+544.168 uk Український біохімічний журнал Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України

Репозитарії

Схожі ресурси