Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані
Аплікація 0,1 мM 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду – cтруктурного аналога вітаміну B1 (тіаміну) – у цис-відділення комірки з вміщуючою холестерол бішаровою фосфоліпідною мембраною у розчині 100 мM KCl спричинює зворотне зменшення струму через утворені ністатином кан...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
2010
|
| Назва видання: | Український біохімічний журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19022 |
| 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: | Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані / О.Я. Шатурський, О.В. Романенко, Н.Г. Гіммельрейх // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 1. — С. 42-51. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-19022 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-190222011-04-17T12:04:55Z Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані Шатурський, О.Я. Романенко, О.В. Гіммельрейх, Н.Г. Експериментальні роботи Аплікація 0,1 мM 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду – cтруктурного аналога вітаміну B1 (тіаміну) – у цис-відділення комірки з вміщуючою холестерол бішаровою фосфоліпідною мембраною у розчині 100 мM KCl спричинює зворотне зменшення струму через утворені ністатином канали, які реконструйовано з того самого боку мембрани, на 67 ± 3%. Провідність таких каналів, вбудованих у ліпідний бішар мембрани з цис-сторони, не змінюється, коли 0,1 мM тіазолієвий аналог вітаміну B1 введено у транс-відділення комірки з модифікованою мембраною. Кінетика інгібування цим аналогом за різних концентрацій індукованого ністатином трансмембранного струму не виявляє кооперативності, що свідчить про зв’язування блокатора лише з одним негативно зарядженим центром каналу, а відносно висока pK його дисоціації (5,17) дає можливість зробити висновок, що цей центр здатний забезпечувати специфічну взаємодію з таким хлоридом. Аппликация 0,1 мM cтруктурного аналога витамина B1 (тиамина) – 3-децилоксикарбонил-метил-4-метил-5-(β-гидроксиэтил)тиазолий хлорида (ДMГT) с цис-стороны, содержащей холестерол бислойной фосфолипидной мембраны в симметричном растворе 100 мM KCl вызывает обратимое уменьшение проводимости нистатиновых каналов, реконструированных с той же стороны мембраны, на 67 ± 3%. Проводимость нистатиновых каналов, встроенных в липидный бислой мембраны с цис-стороны, не изменяется, когда ДМГТ вводили с противоположной (транс-стороны) модифицированной мембраны. Кинетика ингибирования ДМГТ односторонних нистатиновых каналов не проявляет кооперативности и позволяет предположить, что ДМГТ связывается только с одним отрицательно заряженным центром канала. Относительно высокая pK диссоциации ДМГТ (5,17) дает возможность заключить, что такой центр способен специфически взаимодействовать с ДМГТ. The application of 0.1 mM of vitamin B1 (thiamine) structural analogue, 3-decyloxycarbonylmethyl-4-methyl-5-(β-hydroxyethyl)thiazole chloride (DMHT) from the cis-side of cholesterol-containing phospholipid bilayer membrane in symmetric solution of 100 mM KCl reversibly reduced the conductance of nystatin channels, reconstituted from the same side of membrane, by 67 ± 3%. The conductance of nystatin channels applied to the cis-side of bilayer membrane remained unaffected, when DMHT was introduced separately to the opposite trans-side of modified membrane. The kinetics of nystatin channels inhibition with DMHT showed no cooperativity allowing to expect that negatively charged ionogenic groups of these channels formed one DMHT binding site per channel. Relatively high pK of binding with nystatin channels (5,17) suggests that this site provides specific interaction with DMHT. 2010 Article Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані / О.Я. Шатурський, О.В. Романенко, Н.Г. Гіммельрейх // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 1. — С. 42-51. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. 0201-8470 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19022 577.352.4:577.164.1 uk Український біохімічний журнал Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України |
| 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 Шатурський, О.Я. Романенко, О.В. Гіммельрейх, Н.Г. Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані Український біохімічний журнал |
| description |
Аплікація 0,1 мM 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду – cтруктурного аналога вітаміну B1 (тіаміну) – у цис-відділення комірки з вміщуючою холестерол бішаровою фосфоліпідною мембраною у розчині 100 мM KCl спричинює зворотне зменшення струму через утворені ністатином канали, які реконструйовано з того самого боку мембрани, на 67 ± 3%. Провідність таких каналів, вбудованих у ліпідний бішар мембрани з цис-сторони, не змінюється, коли 0,1 мM тіазолієвий аналог вітаміну B1 введено у транс-відділення комірки з модифікованою мембраною. Кінетика інгібування цим аналогом за різних концентрацій індукованого ністатином трансмембранного струму не виявляє кооперативності, що свідчить про зв’язування блокатора лише з одним негативно зарядженим центром каналу, а відносно висока pK його дисоціації (5,17) дає можливість зробити висновок, що цей центр здатний забезпечувати специфічну взаємодію з таким хлоридом. |
| format |
Article |
| author |
Шатурський, О.Я. Романенко, О.В. Гіммельрейх, Н.Г. |
| author_facet |
Шатурський, О.Я. Романенко, О.В. Гіммельрейх, Н.Г. |
| author_sort |
Шатурський, О.Я. |
| title |
Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані |
| title_short |
Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані |
| title_full |
Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані |
| title_fullStr |
Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані |
| title_full_unstemmed |
Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані |
| title_sort |
дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм к+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані |
| publisher |
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Експериментальні роботи |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19022 |
| citation_txt |
Дія 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду на струм К+ іонними каналами, утвореними ністатином у бішаровій ліпідній мембрані / О.Я. Шатурський, О.В. Романенко, Н.Г. Гіммельрейх // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 1. — С. 42-51. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. |
| series |
Український біохімічний журнал |
| work_keys_str_mv |
AT šatursʹkijoâ díâ3deciloksikarbonílmetil4metil5bgídroksíetiltíazolíjhloridunastrumkíonnimikanalamiutvoreniminístatinomubíšarovíjlípídníjmembraní AT romanenkoov díâ3deciloksikarbonílmetil4metil5bgídroksíetiltíazolíjhloridunastrumkíonnimikanalamiutvoreniminístatinomubíšarovíjlípídníjmembraní AT gímmelʹrejhng díâ3deciloksikarbonílmetil4metil5bgídroksíetiltíazolíjhloridunastrumkíonnimikanalamiutvoreniminístatinomubíšarovíjlípídníjmembraní |
| first_indexed |
2025-07-02T19:54:46Z |
| last_indexed |
2025-07-02T19:54:46Z |
| _version_ |
1836566274769944576 |
| fulltext |
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 142
УДК 577.352.4:577.164.1
Дія 3-Децилоксикарбонілметил-4-метил-5-
(β-гіДроксіетил)тіазолій хлориДу на струм к+
іонними каналами, утвореними ністатином
у бішаровій ліпіДній мембрані
О. Я. ШатУрський1, О. В. рОманенкО2, н. Г. Гіммельрейх1
1інститут біохімії ім. О. В. Палладіна нан України, київ, Україна;
e-mail: olegshatursky@biochem.kiev.ua;
2національний медичний університет імені О. О. Богомольця, київ, Україна
аплікація 0,1 мM 3-децилоксикарбонілметил-4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду –
cтруктурного аналога вітаміну B1 (тіаміну) – у цис-відділення комірки з вміщуючою холестерол біша-
ровою фосфоліпідною мембраною у розчині 100 мM KCl спричинює зворотне зменшення струму через
утворені ністатином канали, які реконструйовано з того самого боку мембрани, на 67 ± 3%. Провід-
ність таких каналів, вбудованих у ліпідний бішар мембрани з цис-сторони, не змінюється, коли 0,1 мM
тіазолієвий аналог вітаміну B1 введено у транс-відділення комірки з модифікованою мембраною. кі-
нетика інгібування цим аналогом за різних концентрацій індукованого ністатином трансмембранного
струму не виявляє кооперативності, що свідчить про зв’язування блокатора лише з одним негативно
зарядженим центром каналу, а відносно висока pK його дисоціації (5,17) дає можливість зробити вис-
новок, що цей центр здатний забезпечувати специфічну взаємодію з таким хлоридом.
K л ю ч о в і с л о в а: ністатин, іонні канали, ліпідний бішар, тіазолієвий аналог вітаміну B1.
В ітамін В1 та його похідні є речовина-
ми, які залучено до процесу регуляції
синаптичного передавання. Дефіцит
вітаміну В1 може стати причиною порушення
координації рухів, рефлекторної діяльності,
моторики шлунково-кишечного тракту та роз-
витку паралічу і атрофії м’язів кінцівок в ор-
ганізмі людини і тварин [1–5]. Показано, що
дефіцит тіаміну також спроможний провоку-
вати значне зменшення потенціалокеровано-
го калієвого струму та пригнічення швидкого
калієвого струму А-типу у нейронах [6]. Вияв-
лено, що тіамін і його фосфорильовані похід-
ні впливають на проникність іонних каналів
збудливих мембран [7].
З огляду на те, що серед ендогенних біо-
логічно активних сполук тіазолієвий цикл
є тільки у тіаміну та його метаболітів, мож-
на очікувати, що тіамінчутливі мембранні
структури спроможні взаємодіяти з тіазолієм
у складі одного з його нещодавно синтезова-
них похідних – 3-децилоксикарбонілметил-
4-метил-5-(β-гідроксіетил)тіазолій хлориду
(ДМГТ) [4–5]. Якщо така взаємодія відбу-
вається з іонним каналом, довголанцюговий
вуглецевоводневий радикал у позиції 3 тіазо-
лієвого циклу може спричинювати редукцію
трансмембранного струму через іонний канал
за умови, що блокувальний компаунд щільно
прилягає до внутрішніх стінок отвору каналу
[5]. Крім того, зв’язування позитивно зарядже-
ного атому азоту тіазолієвого циклу з проти-
лежно зарядженим центром усередині каналу
також необхідне для блокування струму іонів
через порожнину каналу.
Враховуючи можливість того, що одним із
наслідків взаємодії тіазолієвих похідних віта-
міну В1 зі збудливою мембраною може бути без-
посереднє інгібування канальної проникності
[4], ми використали штучні бішарові ліпідні
мембрани, модифіковані очищеними канало-
формуючими токсинами, для перевірки цього
припущення. Раніше було показано, що аплі-
кація ДМГТ інгібує Са2+-струм через катіон-
селективні канали, сформовані α-латротокси-
ном із отрути каракурта Latrodectus mactans у
бішаровій ліпідній мембрані. При цьому вве-
дення 0,1 мМ ДМГТ у цис-відділення комірки
з бішаровою ліпідною мембраною, яка знахо-
диться у розчині 10 мМ СаСl2, знижує струм,
індукований α-латротоксином на 31,6 ± 3%, а у
транс-відділення – на 61,8 ± 3% [5,8].
У попередніх дослідах додавання 0,1 мМ
ДМГТ у цис-відділення комірки з бішаровою
ліпідною мембраною, оточеною розчином
10 мМ СаСl2, знижує катіонний струм, інду-
кований ще одним каналоформуючим протеї-
ном з отрути каракурта – α-латроінсектоток-
ексПериментальні рОБОти
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 1 43
сином, а також токсином актинії Radianthus
macrodactilus, який належить до іншої родини
тваринних токсинів. Це дозволяє припусти-
ти відсутність впливу видової специфічності
токсинів різного походження при взаємодії з
ДМГТ [8]. Порівняльний аналіз ефективних
радіусів каналів α-латротоксину, α-латроінсек-
тотоксину і токсину актинії, утворених цими
токсинами із цис-сторони бішарової ліпід-
ної мембрани (0,9; 0,53 і 0,55 нм відповідно),
та α-латротоксинового каналу з протилежної
транс-сторони мембрани (0,28 нм) з інгібу-
вальною дією ДМГТ, одержаною на цих ка-
налах, дозволяє зробити висновок про поси-
лення дії ДМГТ на катіон-селективні канали
зі зменшенням ефективного розміру їхнього
люмена [8]. Тому основний підхід, використа-
ний нами для пошуку іонного каналу, на яко-
му міг би найкраще проявитися блокувальний
ефект ДМГТ, базується на концепції, що цей
ефект залежить від іонної селективності кана-
лу і розміру його пори, а ступінь блокувально-
го ефекту ДМГТ зростає при збільшенні збігу
гідродинамічного розміру блокатора і ефек-
тивного радіуса отвору каналу, до якого він
прикладений.
Беручи до уваги те, що максимальний
інгібувальний ефект ДМГТ на іонну провід-
ність (61,8 ± 3%) було досягнуто на транс-от-
ворі катіон-селективного α-латротоксинового
каналу, ефективний радіус якого за нашими
даними становить 0,28 нм [5, 8], а за даними
інших дослідників 0,5 нм [9], такий самий
або вірогідно навіть більший інгібувальний
ефект ДМГТ можна було очікувати після його
прикладання до катіон-селективних каналів з
ефективним радіусом отвору ~0,3 нм. Раніше
таким об’єктом дослідження були канали, ут-
ворені амфотерицином В – широко відомим
полієновим антибіотиком з протигрибкови-
ми властивостями [10] після додавання його у
цис-відділення комірки з бішаровою ліпідною
мембраною. Уведення ДМГТ (0,1 мM) з того
самого боку мембрани блокувало провідність
каналів амфотерицину В у розчині 100 мM
KCl на 84 ± 2%.
Враховуючи високу структурну і функ-
ціональну спорідненість, виявлену для всіх
полієнових антибіотиків, зроблено припу-
щення, що ДМГТ, прикладений з цис-боку
бішарової ліпідної мембрани, модифікованої
іншим представником цієї родини – ністати-
ном [11–13], заблокує трансмембранний струм
К+,індукований після додавання цього анти-
біотика з того самого боку мембрани. Відомо,
що ністатин та інші полієнові антибіотики,
додані з одного боку ліпідного бішару, інду-
кують катіонну провідність [12, 13], яка бло-
кується тетраметиламонієм, внесеним з того
самого боку мембрани [10, 14]. Оскільки тет-
раметиламоній також блокує аніон-селективні
канали ністатину, утворені після симетричного
додавання цього антибіотика з протилежних
боків бішарової ліпідної мембрани [14], можна
припустити, що трансмембранний струм через
його катіон-селективні канали, утворені після
додавання лише до одного відділення комірки
з мембраною, також може бути досить ефек-
тивно послаблений за введення тетраметил-
амонію хоча би з однієї із сторін модифікова-
ної мембрани.
Крім відповідного розміру отвору і катіон-
ної селективності, канали, утворені ністатином
лише з однієї сторони мембрани, як і у випад-
ку з амфотерицином В, більш задовольняли
умови проведення досліджень, ніж аніон-се-
лективні ністатинутворені канали, тому що
за природних умов молекули цих антибіоти-
ків вбудовуються у нативну мембрану лише
із зовнішньоклітинного боку. Порівняльний
аналіз ефективних радіусів отворів катіон-се-
лективних ністатинутворених каналів із про-
тилежних боків бішарової ліпідної мембрани з
інтенсивністю визначеного на них інгібуючого
впливу ДМГТ і тетраалкіламоніїв мав надати
додаткову інформацію про здатність зазначе-
них сполук до блокування канальних люменів
із різних сторін мембрани.
матеріали і методи
Для дослідження впливу ДМГТ на струм
через канали, утворені ністатином у бішаровій
ліпідній мембрані, у більшості експеримен-
тів ми використовували мембрани із розчину
фосфатидилхоліну яєчного жовтка (ФХ) (Хар-
ківське ЗАТ «Біолек», Україна; Sigma, США)
і холестеролу (Сalbiochem, Німеччина; Sigma,
США; Serva, Німеччина). У ряді дослідів яєч-
ний жовток замінювали синтетичним 1,2-дифі-
таноїл-sn-гліцеро-3-фосфохоліном (ДОФХ)
(Аvanti Polar Lipids, США). Суміш ФХ : хо-
лестерол або ДОФХ : холестерол розчиняли у
н-гептані за співвідношення 2 : 1 при загаль-
ній концентрації ліпідів 20 мг/мл. Мембран-
ну суміш наносили на отвір у тефлоновому
стаканчику з діаметром 0,6 мм. Формування
ліпідного бішару спостерігали візуально у від-
ображеному світлі за допомогою бінокулярно-
го мікроскопа. Водно-сольовий розчин, який
оточував мембрану, містив 10 мМ трис-НСl
(Sigma, США) при pH 7,4 та задану кількість
хлориду калію кваліфікації осч. Для вимірів
О. Я. ШатУрський, О. В. рОманенкО, н. Г. Гіммельрейх
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 144
провідності мембрани використовували хлор-
срібні електроди, занурені у розчин 2 М КСl з
агаровими містками. Електроди було розміще-
но з різних боків мембрани. Потенціал назовні
тефлонового стаканчика (цис-сторона) задава-
ли відносно потенціалу внутрішнього об’єму
(транс-сторона), який приймали за 0 мВ. Різ-
ниця потенціалів прикладалась до мембрани
від джерела напруги, що дозволяло одержувати
постійну (від -150 мВ до 150 мВ) або лінійно
змінювану напругу зі швидкістю 100 мВ/хв,
використовуючи той самий діапазон амплітуд.
Напругу, прикладену до мембрани, контро-
лювали за допомогою цифрового вольтметра.
Сумарний струм через бішарову ліпідну мем-
брану реєстрували двокоординатним самопи-
сом за допомогою підсилювача з полосою про-
пускання 1 кГц. Розчин, оточуючий мембрану,
перемішували магнітною мішалкою.
Для визначення геометричних розмірів
каналів у ліпідному бішарі використовували
базовий симетричний водно-сольовий розчин,
який містив 10 мМ трис-НСl (pH 7,4) фірми
Sigma (CША) і 100 мМ КСl, а також набір не-
електролітів різної молекулярної маси. Як не-
електороліти з низькою молекулярною масою
використано етиленгліколь (Riedel-de Haen,
Німеччина), гліцерол (Sigma-Aldrich, США),
глюкозу (Fluka, Франція) і сахарозу (Fluka,
Німеччина), а як неелектроліти з високою мо-
лекулярною масою використано поліетилен-
гліколі з молекулярною масою 300, 400, 600
(Fluka, Швейцарія). Неелектроліти змішува-
ли з базовим розчином і використовували як
омиваючий мембрану розчин у кінцевій кон-
центрації 20%. Експерименти проводили при
кімнатній температурі (20–24 °С). Для блоку-
вання ністатиніндукованої провідності через
бішарову ліпідну мембрану брали водний роз-
чин хлориду ДМГТ, синтезований А. І. Вов-
ком в Інституті біоорганічної хімії і нафтохімії
НАН України загальна формула якого:
N
S
CH3
CH2CH2OH
H21C10CO2CH2 +
Cl
-
і хлориду тетраметиламонію (Aldrich, Німеч-
чина).
результати та обговорення
Дослідження показали, що введення
ністатину у цис-відділення комірки з бішаро-
вою ліпідною мембраною, оточеною базовим
розчином 100 мМ КСl, спричинює безпере-
шкодне зростання трансмембранного струму
(рис. 1, а, вставка а). Зростання інтегрального
струму згодом досягає насичення і виходить на
плато або його зупиняли промиванням комір-
ки з мембраною водно-сольовим розчином без
ністатину. Визначення стаціонарних вольт-ам-
перних характеристик і/або додавання блока-
торів проводили після досягнення сталої про-
відності ліпідного бішару.
У разі внесення 0,1 мМ ДМГТ у цис-від-
ділення комірки з модифікованою ністатином
мембраною знижується сумарний струм через
канали ністатину на 67 ± 3% (рис. 1, а, Б). Таке
блокування трансмембранного струму досягає
максимальних показників за 4–7 хв і не вияв-
ляє значної залежності від знаку мембранного
потенціалу у межах напруг, які було прикла-
дено до мембрани (рис. 1, а). ДМГТ ефек-
тивно блокує ністатинутворені канали тіль-
ки після додавання з цис-сторони мембрани.
Внесення ДМГТ у транс-відділення комірки
з мембраною, модифікованою ністатином, не
впливає на її провідність (рис. 1, Б, вставка
б). Ці результати узгоджуються з асиметрич-
ним блокувальним ефектом тетраетиламонію
на трансмембранний струм через канали, ут-
ворені після введення іншого полієнового ан-
тибіотика – амфотерицину В у цис-відділен-
ня комірки з мембраною [10, 15]. Блокувальна
дія ДМГТ з цис-сторони бішарової ліпідної
мембрани, модифікованої ністатином, зникає
після ретельного промивання цис-відділен-
ня комірки з використанням 80 мл омиваю-
чого мембрану сольового розчину без ДМГТ.
Ністатинутворена провідність, визначена до
введення блокатора, цілковито відновлюється
за 25–30 хв після промивання.
Блокувальний ефект ДМГТ на ніста-
тиніндукований струм у симетричному роз-
чині 100 мМ КСl залежить від концентрації
ДМГТ і може бути описаний ізотермою Ленг-
мюра. Зниження ністатиніндукованої про-
відності відбувається стрімко зі зростанням
концентрації ДМГТ і досягає насичення при
0,02 мМ (рис. 2, а). Половини максимально-
го інгібування ністатиніндукований К+-струм
досягає при концентрації ДМГТ 6,79 мкМ. Ви-
значена у координатах Хілла константа дисо-
ціації ДМГТ становить 10-5,17 М, а коефіціент
Хілла – 1,2 ± 0,2 (рис. 2, а, вставка а).
Уведення 4,3 мМ тетраметиламонію з
цис-сторони модифікованої бішарової ліпід-
ної мембрани, оточеної розчином 100 мМ КСl,
блокує ністатинутворений струм К+ на 93 ± 2%
(рис. 2, Б, вставка б; 3, а), тоді як тетраетила-
моній в діапазоні концентрацій 0,1–10 мМ не
ексПериментальні рОБОти
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 1 45
рис. 1. Блокування 0,1 мм ДмГт стаціонарного струму, індукованого ністатинутвореними каналами
у бішаровій ліпідній мембрані. Омиваючий мембрану розчин вміщує 100 мм ксl. Графік а – вольт-
амперна характеристика сумарної ністатинутвореної провідності, визначена до (крива 1), і після до-
давання ДмГт у цис-відділення комірки з мембраною (крива 2). Вставка а – запис зростання струму
після аплікації ністатину у примембранну область цис-відділення комірки у кінцевій концентрації
0,2 мкг/мл при напрузі +80 мВ. Графік Б – запис стаціонарного ністатиніндукованого струму, зроб-
лений після введення ДмГт у цис-відділення комірки з мембраною при +50 мВ. Вставка б – запис ста-
ціонарного ністатиніндукованого струму, зроблений після введення ДмГт у транс-відділення комірки
з мембраною при напрузі +50 мВ. стрілками показано додавання ДмГт у комірку. Переривчаста лінія
позначає нульовий струм
1
2
І, пА
V, мВ
1
2
Вставка аА
Вставка бБ
О. Я. ШатУрський, О. В. рОманенкО, н. Г. Гіммельрейх
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 146
рис. 2. типові криві блокувального впливу різних концентрацій ДмГт (а) і тетраметиламонію (Б),
уведених у цис-відділення комірки з мембраною на сумарну ністатиніндуковану провідність бішарової
ліпідної мембрани. Водно-сольовий розчин назовні мембрани вміщує 100 мм ксl і зазначені концентра-
ції блокаторів. кожний чорний кружок (●) на панелі є показником послідовного додавання блокатора,
проведене у цис-відділення комірки з модифікованою ністатином мембраною. мембранний потенціал
становить +50 мВ. ступінь блокування, виражена у відсотках, визначалась після досягнення незмін-
ного рівня провідності. ністатин добавляли у цис-відділення комірки з мембраною у кінцевій концен-
трації 20 мкг/мл. на вставках показано константи інгібування ДмГт (а) і тетраметиламонієм (б)
утвореної ністатином провідності, розраховані у координатах хілла
впливає на утворену ністатином провідність з
будь-якої із сторін ліпідного бішару. Титруван-
ня ністатиніндукованої провідності різними
концентраціями тетраметиламонію також ви-
являє схожу на описану для ДМГТ залежність
ністатиніндукованої провідності від концент-
рації блокатора, що насичувалась при концен-
трації тетраметиламонію 3 мМ. Половина мак-
симального блокувального ефекту досягається
при концентрації тетраметиламонію 1,64 мМ.
Константа дисоціації тетраметиламонію ста-
новить 10-2,78 М (рис. 2, Б, вставка б).
Слід зазначити, що у той час як ДМГТ і
тетраметиламоній досить ефективно блокують
індуковану ністатином провідність з цис-сто-
рони бішарової мембрани, протилежна час-
тина утворених ністатином каналів, локалізо-
вана з іншої сторони мембрани, залишається
абсолютно нечутливою до будь-якого з цих
блокаторів, оскільки жоден з них не змінює
1
0
20
40
60
80
100
K=1,64217 mM
B
lo
ck
in
g
of
n
is
ta
tin
c
ha
nn
el
s(
%
)
log C
0 1 2 3 4 5 6
0
20
40
60
80
100
Concentration of TMA (mM)
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
0
10
20
30
40
50
60
70
1E-3 0,01 0,1
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
К50%=1,642±0,067 мМ
( ) ( )
[ ], [ ],
К50%=0,00679±0,00123мМ
1
0
20
40
60
80
100
K=1,64217 mM
B
lo
ck
in
g
of
n
is
ta
tin
c
ha
nn
el
s(
%
)
log C
0 1 2 3 4 5 6
0
20
40
60
80
100
Concentration of TMA (mM)
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
0
10
20
30
40
50
60
70
1E-3 0,01 0,1
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
К50%=1,642±0,067 мМ
( ) ( )
[ ], [ ],
К50%=0,00679±0,00123мМ
Вставка бБ
Б
ло
ку
ва
нн
я
ні
ст
ат
ин
ов
их
к
ан
ал
ів
, %
Концентрація ТМА, мМ
Б
ло
ку
ва
нн
я
ні
ст
ат
ин
ов
их
к
ан
ал
ів
, %
100
80
60
20
0
40
1
0
20
40
60
80
100
K=1,64217 mM
B
lo
ck
in
g
of
n
is
ta
tin
c
ha
nn
el
s(
%
)
log C
0 1 2 3 4 5 6
0
20
40
60
80
100
Concentration of TMA (mM)
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
0
10
20
30
40
50
60
70
1E-3 0,01 0,1
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
К50%=1,642±0,067 мМ
( ) ( )
[ ], [ ],
К50%=0,00679±0,00123мМ
Вставка аА
1
0
20
40
60
80
100
K=1,64217 mM
B
lo
ck
in
g
of
n
is
ta
tin
c
ha
nn
el
s(
%
)
log C
0 1 2 3 4 5 6
0
20
40
60
80
100
Concentration of TMA (mM)
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
0
10
20
30
40
50
60
70
1E-3 0,01 0,1
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
К50%=1,642±0,067 мМ
( ) ( )
[ ], [ ],
К50%=0,00679±0,00123мМ
Б
ло
ку
ва
нн
я
ні
ст
ат
ин
ов
их
к
ан
ал
ів
, %
Концентрація ДМГТ, мМ
Б
ло
ку
ва
нн
я
ні
ст
ат
ин
ов
их
к
ан
ал
ів
, %
ексПериментальні рОБОти
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 1 47
сумарну провідність каналів антибіотика після
прикладання з транс-боку мембрани (рис. 1,
Б, вставка б; 3, Б). Це надає подальші докази
для припущення, зробленого в роботі [14] про
те, що отвори утворених ністатином каналів
із протилежних боків мембрани відрізняють-
ся. При цьому лише цис-вхід цих каналів іден-
тичний входам до симетричного утвореного
ністатином каналу у ліпідному бішарі за при-
сутності антибіотика з обох боків ліпідного
бішару [12–15].
З огляду на те, що блокування молеку-
лами тетраметиламонію струму через кана-
ли, утворені ністатином з цис-боку мембрани,
було можливим тільки з того самого боку мо-
дифікованої мембрани, існувала вірогідність
того, що на заваді могла стояти геометрична
асиметрія розмірів люмена каналу, яка пере-
шкоджала взаємодії з блокатором на проти-
лежному боці мембрани. Тому за допомогою
різних неелектролітів було проведено визна-
чення розмірів отвору пори ністатинутворено-
го каналу з транс-сторони бішарової ліпідної
мембрани. За даними літератури, молекули з
радіусом Стокса, більшим за 0,4 нм, виявили-
ся непроникними через канали, утворені після
додавання ністатину з цис-сторони мембрани
[13]. Цей тип каналів має ефективний розмір
рис. 3. Блокування стаціонарного ністатиніндукованого струму через бішарову ліпідну мембрану піс-
ля додавання 4,3 мм тетраметиламонію у цис-відділення комірки з мембраною. Оточуючий мемб-
рану розчин вміщує 100 мм ксl. Графік A – запис сумарного струму через мембрану, модифіковану
ністатином, після введення тетраметиламонію у цис-відділення комірки з мембраною при потенціалі
+50 мВ. Графік Б – запис сумарного струму через модифіковану ністатином мембрану після введення
тетраметиламонію у транс-відділення комірки з мембраною при потенціалі +50 мВ. кожна панель
представляє результати, одержані на окремій мембрані. У всіх експериментах ністатин додавали у
цис-відділення комірки з мембраною у кінцевій концентрації 20 мкг/мл. стрілками показано введення
тетраметиламонію. Переривчаста пряма позначає ізоелектричну лінію
А Б
канального люмена, який виключає будь-яку
можливість проникнення молекул з гідроди-
намічним радіусом, більшим за радіус глюкози
(0,37 нм), через вхідний отвір каналу з цис-
сторони мембрани [12–14]. Виходячи з цього,
можна вважати молекулу сахарози, гідродина-
мічний радіус якої дорівнює 0,467 нм, першим
непроникним неелектролітом серед інших, які
ми використали в цій роботі (таблиця).
Згідно з методом, описаним в роботі [16],
розміщення непроникної сахарози з цис-сто-
рони мембрани проти випробуваного неелек-
троліту з транс-сторони дозволило окремо
визначати ступінь заповнення ністатинутво-
рених каналів різними неелектролітами тільки
з транс-входу у канал. Оскільки через техніч-
ні труднощі більша частина попередніх дослі-
джень розміру отворів каналу, утвореного піс-
ля додавання ністатину тільки з одного боку
мембрани, була проведена з використанням
неелектролітів тільки з цис-сторони мембрани
[12–14], ми провели визначення розміру отворів
цих каналів із транс-сторони. Крім визначення
розміру отворів пор з будь-якого боку мемб-
рани, окреме заповнення неелектролітами ка-
нального люмена лише з однієї сторони також
надає можливість вимірювати розмір звуження,
навіть якщо воно існує усередині каналу [16].
О. Я. ШатУрський, О. В. рОманенкО, н. Г. Гіммельрейх
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 148
Показано, що після заміни початкового си-
метричного водно-сольового розчину сахарози
на етиленгліколь у транс-відділенні комірки з
бішаровою ліпідною мембраною відбувається
зменшення величини провідності ністатинут-
ворених каналів. Подальша послідовна заміна
етиленгліколю у транс-відділенні комірки із
мембраною на більші за розміром молекули
неелектролітів відновлює провідність каналів,
визначену на початку експерименту в 100 мМ
КСl з непроникною сахарозою (таблиця).
Максимальне заповнення ністатинутво-
реного каналу неелектролітами із транс-сто-
рони мембрани одержано для етиленгліколю,
який заблокував К+-струм на 67,9%. Заміна
сахарози на більшу за етиленгліколь молеку-
лу гліцеролу зменшує трансмембранний струм
лише на 13,3%, що є результатом меншої про-
никності гліцеролу, порівняно з етиленглі-
колем, через транс-вхід ністатинутвореного
каналу. Найщільніше заповнення канальної
порожнини незарядженими молекулами ети-
ленгліколю залишає найменшу кількість іонів
калію, які протікають через ністатинутворені
канали, що знижує їхню провідність до міні-
муму, доступного серед інших неелектролітів,
використаних у роботі (таблиця). Тому, можна
вважати, що тільки молекули етиленгліколю
з гідродинамічним радіусом 0,262 нм можуть
вільно проходити через водний люмен ніста-
тинутвореного каналу. Розміщення гліцеролу
у транс-відділення комірки з модифікованою
мембраною призвело тільки до 13,3% знижен-
ня К+-струму через ністатинутворені канали,
а подальша заміна сахарози на більші за роз-
міром молекули глюкози та поліетиленгліколів
300, 400 або 600 майже не змінює К+-провід-
ності утворених ністатином каналів, що дозво-
ляє вважати не тільки молекули сахарози, але
й більші за розміром молекули поліетиленглі-
колю непроникними для транс-входу каналів
цього антибіотика.
Одностороння дія блокувальних сполук
(ДМГТ і тетраметиламонію) визначена на
ністатинутворених каналах, дозволяє вважати,
що ці канали вбудовуються у ліпідний бішар
таким чином, що більшість каналів обернена
у цис-відділення боком, доступним для блока-
торів, тоді як протилежний бік у транс-відді-
ленні недосяжний для них. При цьому можна
припустити, що цис- і трансотвори утворених
ністатином каналів мають різні розміри, як
відзначено у роботах [12, 13]. Отже, незважаю-
чи на певне розташування заряду вздовж ніста-
тинутворених каналів, згідно з яким більшість
негативного потенціалу сконцентровано біля
їнього ширшого отвору [15], звуження каналів
зі транс-сторони також може запобігати взає-
модії ністатину з полярною голівкою блока-
тора. Особливо, якщо заряджений негативно
катіон-селективний сайт, з яким блокатор по-
тенційно може зв’язуватись, знаходиться усе-
редині канального люмена, як передбачали ав-
тори комп’ютерної моделі каналу, утвореного
схожим на ністатин амфотерицином В [17].
Відомо, що ністатин належить до великої
родини полієнових антибіотиків, які викорис-
товують як ефективний засіб для лікування
Блокування трансмембранного ністатиніндукованого струму після введення різних неелектролітів зі
транс-сторони мембрани
Неелектроліт rh, нм Блокування, %
Eтиленгліколь 0,262 ± 0,003 67,9 ± 6,8
Гліцерол 0,308 ± 0,002 13,3 ± 3,3
Глюкоза 0,370 ± 0,010 2,0 ± 2,0
Сахароза 0,467 ± 0,005 –
Поліетиленгліколь 300 0,600 ± 0,020 0,0 ± 2,0
Примітка. Всі неелектроліти використано в концентрації 20% в омиваючому мембрану розчині, який вміщує
100 мM KCl і 10 мM трис-HCl (pH 7,4). Показник rh представляє гідродинамічні радіуси молекул неелек-
тролітів, як показано в роботі [16]. Початкова провідність ністатинутворених каналів, визначена як ста-
ціонарна інтегральна провідність модифікованої ністатином бішарової ліпідної мембрани, одержана після
введення 20 мкг/мл антибіотика у цис-відділення комірки, що вміщує водно-сольовий розчин з сахарозою з
обох боків мембрани. Заміна сахарози на розчин іншого неелектроліту у транс-відділенні комірки з мембра-
ною проведена ретельним промиванням 10 мл випробуваного розчину з урахуванням того, що об’єм водного
розчину у транс-відділенні тефлонового стаканчика становить 1 мл. Блокування в % ністатиніндукованої
провідності представлено як середня арифметична величина ± стандартна похибка, одержаних із 10–20 ок-
ремих експериментів. Кожен експеримент проводили на новій мембрані.
ексПериментальні рОБОти
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 1 49
грибкових захворювань [11]. Основна причина
цитотоксичності ністатину та інших полієно-
вих антибіотиків полягає в утворенні ними
каналів у плазматичних мембранах клітин-мі-
шеней.
Незважаючи на суттєву специфічність до
клітин-мішеней, яка може залежати від ліпід-
ного складу їхніх плазматичних мембран [15],
трансмембранні канали полієнових антибіоти-
ків формуються як у нативних, так і у штучних
мембранах. Тому, утворення каналів у ліпідно-
му бішарі може бути одним із спільних ета-
пів у механізмах дії цих антибіотиків, що не
обов’язково потребує наявності тих факторів,
які зазвичай визначають високу тканинну й ви-
дову специфічність зазначених сполук. Однак
можливо, що геометрія їхніх канальних лю-
менів і суцільна структура мембранозв’язаних
олігомерів відрізняються, що може призво-
дити до певних розбіжностей іон-провідних
властивостей і різної спроможності полієнових
антибіотиків до взаємодії з фізіологічно важ-
ливими речовинами, які впливають на процес
перерозподілу іонів через мембрану клітин-мі-
шеней [12, 15].
Проміжний 13,3% інгібуючий ефект на
іонну провідність, що визначено у присут-
ності гліцеролу зі транс-сторони ністатинут-
ворених каналів (таблиця), може відбуватись
завдяки неповному заповненню неелектролі-
тами канальної порожнини, причиною якого
є звуження транс-входу, оскільки водна пора
ідеально циліндричної форми з однакови-
ми цис- і транс-отворами має бути повністю
проникною для неелектролітів або є непро-
никною взагалі. Виходячи з припущення, що
найвужча ділянка каналу близька за розміром
до найменшої частково проникаючої молекули
неелектроліту [16], очевидний радіус звуження
ністатинутвореного каналу має бути приблиз-
но таким же, як гідродинамічний радіус гліце-
ролу (0,308 нм).
З огляду на те, що жоден з використаних
у роботі блокаторів не змінює трансмембран-
ний струм через отвір транс-входу в ністати-
нутворені канали, порівняльний аналіз їхньої
спроможності блокувати ці канали можна було
проводити тільки після внесення блокаторів
у цис-відділення комірки з бішаровою ліпід-
ною мембраною. Кінетика зв’язування ДМГТ
із ністатинутвореними каналами не виявляє
кооперативності і дозволяє припустити, що
цей блокатор зв’язується лише з одним нега-
тивно зарядженим центром каналу (рис. 2, а).
Незважаючи на те, що зменшення ністатинін-
дукованого трансмембранного струму 100 мМ
К+, що досягнуто за впливу ДМГТ і тетраме-
тиламонію, є досить суттєвим для обох бло-
каторів (~70–90%), зв’язування з ДМГТ вияв-
ляється більш специфічним (рК = 5,17), ніж з
тетраметиламонієм (рК = 2,78). Таким чином,
ДМГТ, який на відміну від тетраметиламонію
належить до гетероциклічних сполук, значно
ефективніший блокатор ністатиніндукованої
провідності [18].
Прикладання тетраетиламонію до цис-
входу ністатинутвореного каналу у діапазоні
концентрацій 0,1–10 мМ не змінює трансмем-
бранного струму в базовому розчині хлориду
калію, тоді як 4,3 мМ тетраметиламоній спри-
чинює 93% зниження цього струму (рис. 3, а).
Можливим є припущення, що ефективний
радіус цис-входу до ністатинутвореного ка-
нального комплексу краще співпадає із раді-
усом молекули тетраметиламонію (0,322 нм),
порівняно з більшою за розміром молекулою
тетраетиламонію (0,385 нм). Це дозволяє вва-
жати люмен ністатинутвореного каналу майже
циліндричним, оскільки різниця між ширшим
ефективним радіусом цис-входу (0,322 нм) і
трохи вужчим очевидним радіусом транс-вхо-
ду (0,308 нм) забезпечує дуже малий кут нахи-
лу внутрішніх стінок каналу. Такий висновок
добре узгоджується з будовою ністатинутворе-
ного каналу, запропонованою раніше [12, 13].
Незначні розбіжності, виявлені між роз-
мірами отворів ністатинутворених каналів із
протилежних боків мембрани, майже не дають
підстав допускати, що односторонній блоку-
вальний ефект тетраметиламонію опосеред-
ковано наявністю звуження з транс-сторони
канального люмена. Такий висновок підтверд-
жується і односторонньою дією ДМГТ на іон-
ну провідність ністатинутворених каналів. Це
свідчить на користь класичної моделі ністати-
нутвореного каналу, відповідно до якої нега-
тивний потенціал локалізовано у цис-отворі
каналу, що створює сприятливі умови для
зв’язування ДМГТ або тетраметиламонію з
цис-сторони модифікованої мембрани [12, 13].
Причому негативно заряджений центр настіль-
ки віддалений від транс-входу ністатинутво-
рених каналів, що блокатори можуть досягти
його тільки з цис-сторони.
Вважається, що спроможність тетраал-
кіламоніїв до блокування іонних каналів із
відповідним розміром люмена реалізується
завдяки зарядженій голівці молекули бло-
катора, яка просувається у глибину порож-
нини каналу, зв’язуючись там із протилежно
зарядженими групами, в той час як алкіль-
ний хвіст може взаємодіяти з гідрофобними
О. Я. ШатУрський, О. В. рОманенкО, н. Г. Гіммельрейх
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 150
ділянками канальних стінок, чим забезпечує
молекулі блокатора можливість займати біль-
ше місця, ніж це необхідно для проникнення
через канал іонам базового сольового розчи-
ну назовні мембрани. Інтенсивність редукції
трансмембранного струму зростає зі збільшен-
ням збігу між молекулярним розміром блока-
тора і ефективним радіусом отвору каналу [18].
Аплікація 0,1 мМ ДМГТ з боку цис-входу до
катіон-селективних каналів актинії Radianthus
macrodactilus, амфотерицин В- і ністатинут-
ворених каналів з ефективними радіусами
отворів 0,55; 0,385 і 0,322 нм зменшує їхню
провідність у 100 мМ КСl на 50, 84 і 67% від-
повідно. Одержаний результат надає додаткові
свідчення на користь припущення про залеж-
ність інгібуючої спроможності ДМГТ від роз-
міру отвору каналу, до якого прикладено цю
сполуку [8, 10], що робить індуковане ДМГТ
інгібування схожим на дію пробкових блока-
торів, таких як тетраетиламоній і тетраметил-
амоній. Згідно з ефектом блокування провід-
ності, цис-отвір утвореного амфотерицином В
каналу, виміряний нами раніше [10], є більш
відповідним за розміром ДМГТ, порівняно з
тим, що визначено в цій роботі для ністатину.
Половина максимального блокувального ефек-
ту досягнута при концентрації ДМГТ 7,5 мкM
для утворених aмфотерицином B каналів [10]
і 6,79 мкM для ністатинутворених каналів,
тоді як для напівмаксимального блокування
aмфотерицин B- або ністатинутворених ка-
налів тетраалкіламонієм необхідно було 3 або
1,64 мM тетраметиламонію відповідно. Беручи
до уваги те, що наявність тіазолієвого циклу
є найбільш важливою різницею між ДМГТ і
тетраалкіламоніями, можна припустити, що
ця відмінність могла стати найвірогіднішою
причиною високої афінності зв’язування для
ДМГТ, разом із деякими іншими факторами,
такими як довжина вуглецевоводневого лан-
цюга в позиції 3 тиазолієвого циклу, збіг роз-
мірів отворів каналів і блокатора, тощо [4, 5].
Таким чином, на моделі ністатинутво-
реного каналу у бішаровій ліпідній мембрані
показано, що ДМГТ є специфічним блокато-
ром ністатиніндукованого трансмембранного
струму іонів калію, який може стати ефек-
тивним замінником добре відомого блокатора
тетраетиламонію. За допомогою порівняльного
аналізу встановлено, що блокувальний ефект
ДМГТ К+-струму катіонселективними канала-
ми найкраще проявляється на отворах каналів
із внутрішнім радіусом 0,385 нм.
Автори висловлюють глибоку вдяч-
ність М. В. Кустову з Інституту фізіології
ім. О. О. Богомольця НАН України за допомо-
гу у використанні програмного забезпечення,
надану для оброблення результатів дослідів.
Действие
3-Децилоксикарбонилметил-
4-метил-5-(β-гиДрокси-
этил)тиазолий хлориДа
на трансмембранный ток
к+ через ионные каналы,
образованные нистатином
в бислойной липиДной
мембране
О. Я. Шатурский1, а. В. романенко2,
н. Г. Гиммельрейх1
1Институт биохимии им. А. В. Палладина
НАН Украины, Киев;
e-mail: olegshatursky@biochem.kiev.ua;
2Национальный медицинский университет
имени А. А. Богомольца, Киев, Украина
Аппликация 0,1 мM cтруктурного аналога
витамина B1 (тиамина) – 3-децилоксикарбонил-
метил-4-метил-5-(β-гидроксиэтил)тиазолий
хлорида (ДMГT) с цис-стороны, содержащей
холестерол бислойной фосфолипидной мем-
браны в симметричном растворе 100 мM KCl
вызывает обратимое уменьшение проводимости
нистатиновых каналов, реконструированных с
той же стороны мембраны, на 67 ± 3%. Про-
водимость нистатиновых каналов, встроенных
в липидный бислой мембраны с цис-стороны,
не изменяется, когда ДМГТ вводили с про-
тивоположной (транс-стороны) модифициро-
ванной мембраны. Кинетика ингибирования
ДМГТ односторонних нистатиновых каналов
не проявляет кооперативности и позволяет
предположить, что ДМГТ связывается только
с одним отрицательно заряженным центром
канала. Относительно высокая pK диссоциа-
ции ДМГТ (5,17) дает возможность заключить,
что такой центр способен специфически взаи-
модействовать с ДМГТ.
K л ю ч е в ы е с л о в а: нистатин, ионные
каналы, липидный бислой, тиазолиевый ана-
лог витамина B1.
ексПериментальні рОБОти
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 1 51
EffEct of 3-dEcyloxycarbonyl-
mEthyl-4-mEthyl-5-
(β-hydroxyEthyl)thiazolE
chloridE on nystatin-crEatEd
к+-currEnt across bilayEr lipid
mEmbranE
О. Ya. Shatursky1, O. V. Romanenko2,
N. H. Himmelreich1
1Palladin Institute of Biochemistry, National
Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv;
e-mail: olegshatursky@biochem.kiev.ua;
2Bogomolets National Medical
University, Kyiv, Ukraine
S u m m a r y
The application of 0.1 mM of vitamin B1 (thia-
mine) structural analogue, 3-decyloxycarbonylme-
thyl-4-methyl-5-(β-hydroxyethyl)thiazole chloride
(DMHT) from the cis-side of cholesterol-contain-
ing phospholipid bilayer membrane in symmetric
solution of 100 mM KCl reversibly reduced the
conductance of nystatin channels, reconstituted
from the same side of membrane, by 67 ± 3%. The
conductance of nystatin channels applied to the
cis-side of bilayer membrane remained unaffected,
when DMHT was introduced separately to the op-
posite trans-side of modified membrane. The ki-
netics of nystatin channels inhibition with DMHT
showed no cooperativity allowing to expect that
negatively charged ionogenic groups of these chan-
nels formed one DMHT binding site per channel.
Relatively high pK of binding with nystatin chan-
nels (5,17) suggests that this site provides specific
interaction with DMHT.
K e y w o r d s: nystatin, ionic channels, lipid
bilayer; vitamin B1 thiazole analogue.
1. романенко а. В., Шепелев с. е. // Нейро-
физиология. – 2007. – 39, № 4/5. – С. 416–
418.
2. романенко О. В., Шепелєв с. е. // Там же. –
2008. – 40, № 4. – С. 322–330.
3. романенко О. В., Шепелєв с. е. // Клін. та
експерим. патол. – 2008. – 7, № 1. – С. 92–
97.
4. романенко A. В., Гнатенко В. M., Владимиро-
ва и. A., Вовк A. и. // Нейрофизиология. –
1995. – 27, № 5/6. – С. 375–386.
5. романенко а. В., Вовк A. и., Шатурский O. Я.
// Там же. – С. 368–374.
6. Oliveira F. A., Galan D. T., Ribeiro A. M.,
Cruz J. S. // Brain Res. – 2007. – 1134. –
P. 79–86.
7. Bettendorff L. // Arch. Physiol. Biochem. –
1996. – 104. – P. 745–751.
8. Shatursky O. Ya., Volkova T. M., Romanen-
ko O. V. et al. // Biochim. Biophys. Acta. –
2007. – 1768. – P. 207–217.
9. Orlova E. V., Rahman M. A., Gowen B. et al.
// Nature Struct. Biol. – 2000. – 7, N 1. –
P. 48–53.
10. Шатурський О. Я., романенко О. В., Гіммель-
рейх н. Г. // Укр. біохім. журн. – 2009. – 81,
№ 2. – С. 57–67.
11. Baas B., Kindt K., Scott A. et al. // AAPS
Pharmsci. – 1999. – 1, N 3. – P. 10–12.
12. Marty A., Finkelstein A. // J. Gen. Physiol. –
1975. – 65. – P. 515–526.
13. Holz R., Finkelstein A. // Ibid. – 1970. – 56. –
P. 515–526.
14. Борисова м. П., ермишкин л. н., Зильберш-
тейн а. Я. // Биофизика. – 1978. – 23,
№ 7. – С. 1093–1094.
15. Brutyan R. A., McPhie P. // J. Gen. Physiol. –
1996. – 107. – P. 69–78.
16. Krasilnikov O. V., DaCruz J. B., Yuldasheva L. N.
et al. // J. Membrane Biol. – 1998. – 161,
N 1. – P. 83–92.
17. Khutorsky V. // Biophys. J. – 1996. – 71. –
P. 2984–2995.
18. Blaustein R. O., Finkelstein A. // J. Gen.
Physiol. – 1990. – 96. – P. 905–919.
Отримано 13.10.2009
О. Я. ШатУрський, О. В. рОманенкО, н. Г. Гіммельрейх
|