Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини
Виявлено пригнічення трансмембранного транспорту електронів в еритроцитах людини при дії ряду 5-аміно-4-тіокарбамоїл-1,3-оксазолів як нових специфічних інгібіторів протеїнкінази СК2. Показано, що протеїнкіназа СК2 модулює активність редокс-системи плазматичних мембран еритроцитів в основному за учас...
Saved in:
| Date: | 2012 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
| Series: | Доповіді НАН України |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49988 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини / I.Н. Яковенко, В.В. Жирнов, О.В. Шабликiн, В.С. Броварець // Доп. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 157-162. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49988 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-499882025-02-23T18:13:15Z Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини Участие протеинкиназы СК2 в модуляции трансмембранного транспорта электронов эритроцитов человека Participation of proteinkinase CK2 in modulation of transmembrane membrane electron transport in human erythrocytes Яковенко, І.Н. Жирнов, В.В. Шабликін, О.В. Броварець, В.С. Біохімія Виявлено пригнічення трансмембранного транспорту електронів в еритроцитах людини при дії ряду 5-аміно-4-тіокарбамоїл-1,3-оксазолів як нових специфічних інгібіторів протеїнкінази СК2. Показано, що протеїнкіназа СК2 модулює активність редокс-системи плазматичних мембран еритроцитів в основному за участю Ca^2+-незалежних та певною мірою Ca^2+-залежних механізмів. Выявлено угнетение трансмембранного транспорта электронов в эритроцитах человека при действии ряда 5-амино-4-тиокарбамоил-1,3-оксазолов как новых специфических ингибиторов протеинкиназы СК2. Показано, что протеинкиназа СК2 модулирует активность редокс-системы плазматических мембран эритроцитов в основном за счет Ca^2+-независимых и в определенной степени Ca^2+-зависимых механизмов. A decrease of the transmembrane electron transport activity in human erythrocytes under the action of N-(4-thioсarbamoyl-1,3-oxazol-5-yl)-β-alanines as new specific inhibitors of protein kinase CK2 is first discovered. It is shown that protein kinase CK2 modulates the activity of the plasma membrane redox system of erythrocytes mainly involving Ca^2+-independent and, to some extent, Ca^2+-dependent mechanisms. 2012 Article Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини / I.Н. Яковенко, В.В. Жирнов, О.В. Шабликiн, В.С. Броварець // Доп. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 157-162. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49988 547.787+57.085.2 uk Доповіді НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біохімія Біохімія |
| spellingShingle |
Біохімія Біохімія Яковенко, І.Н. Жирнов, В.В. Шабликін, О.В. Броварець, В.С. Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини Доповіді НАН України |
| description |
Виявлено пригнічення трансмембранного транспорту електронів в еритроцитах людини при дії ряду 5-аміно-4-тіокарбамоїл-1,3-оксазолів як нових специфічних інгібіторів протеїнкінази СК2. Показано, що протеїнкіназа СК2 модулює активність редокс-системи плазматичних мембран еритроцитів в основному за участю Ca^2+-незалежних та певною мірою Ca^2+-залежних механізмів. |
| format |
Article |
| author |
Яковенко, І.Н. Жирнов, В.В. Шабликін, О.В. Броварець, В.С. |
| author_facet |
Яковенко, І.Н. Жирнов, В.В. Шабликін, О.В. Броварець, В.С. |
| author_sort |
Яковенко, І.Н. |
| title |
Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини |
| title_short |
Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини |
| title_full |
Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини |
| title_fullStr |
Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини |
| title_full_unstemmed |
Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини |
| title_sort |
участь протеїнкінази ск2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Біохімія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49988 |
| citation_txt |
Участь протеїнкінази СК2 у модуляції трансмембранного транспорту електронів еритроцитів людини / I.Н. Яковенко, В.В. Жирнов, О.В. Шабликiн, В.С. Броварець // Доп. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 157-162. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT âkovenkoín učastʹproteínkínazisk2umodulâcíítransmembrannogotransportuelektroníveritrocitívlûdini AT žirnovvv učastʹproteínkínazisk2umodulâcíítransmembrannogotransportuelektroníveritrocitívlûdini AT šablikínov učastʹproteínkínazisk2umodulâcíítransmembrannogotransportuelektroníveritrocitívlûdini AT brovarecʹvs učastʹproteínkínazisk2umodulâcíítransmembrannogotransportuelektroníveritrocitívlûdini AT âkovenkoín učastieproteinkinazysk2vmodulâciitransmembrannogotransportaélektronovéritrocitovčeloveka AT žirnovvv učastieproteinkinazysk2vmodulâciitransmembrannogotransportaélektronovéritrocitovčeloveka AT šablikínov učastieproteinkinazysk2vmodulâciitransmembrannogotransportaélektronovéritrocitovčeloveka AT brovarecʹvs učastieproteinkinazysk2vmodulâciitransmembrannogotransportaélektronovéritrocitovčeloveka AT âkovenkoín participationofproteinkinaseck2inmodulationoftransmembranemembraneelectrontransportinhumanerythrocytes AT žirnovvv participationofproteinkinaseck2inmodulationoftransmembranemembraneelectrontransportinhumanerythrocytes AT šablikínov participationofproteinkinaseck2inmodulationoftransmembranemembraneelectrontransportinhumanerythrocytes AT brovarecʹvs participationofproteinkinaseck2inmodulationoftransmembranemembraneelectrontransportinhumanerythrocytes |
| first_indexed |
2025-11-24T07:38:55Z |
| last_indexed |
2025-11-24T07:38:55Z |
| _version_ |
1849656539070070784 |
| fulltext |
УДК 547.787+57.085.2
© 2012
I.Н. Яковенко, В. В. Жирнов, О. В. Шабликiн, В.С. Броварець
Участь протеїнкiнази СК2 у модуляцiї
трансмембранного транспорту електронiв еритроцитiв
людини
(Представлено академiком НАН України В.П. Кухарем)
Виявлено пригнiчення трансмембранного транспорту електронiв в еритроцитах люди-
ни при дiї ряду 5-амiно-4-тiокарбамоїл-1,3-оксазолiв як нових специфiчних iнгiбiторiв
протеїнкiнази СК2. Показано, що протеїнкiназа СК2 модулює активнiсть редокс-сис-
теми плазматичних мембран еритроцитiв в основному за участю Ca
2+-незалежних
та певною мiрою Ca
2+-залежних механiзмiв.
Редокс-систему плазматичних мембран (РСПМ), яка транспортує електрони через мемб-
рану клiтин вiд внутрiшньоклiтинних субстратiв (НАДН, НАДФН, аскорбату, глутатiону,
флавоноїдiв) до їх зовнiшньоклiтинних акцепторiв (ферицiанiд-анiон, дихлорофенолiндо-
фенол, флавiн, Fe3+, компоненти цитохрому-b), виявлено в усiх еукарiотичних клiтинах:
бактерiй, грибiв, рослин, тварин та людини [1]. У цiлому розрiзняють ензиматичний та
умовно неензиматичний компоненти РСПМ [2]. Останнiй функцiонує як “човниковий” меха-
нiзм за рахунок трансмембранної дифузiї цитоплазматичного аскорбату, що ззовнi клiтини
виконує роль вiдновника, окиснюючись до дегiдроаскорбату, який знову вiдновлюється вну-
трiшньоклiтинними ензимами до аскорбату за рахунок НАДФН та глутатiону пiсля його
дифузiї в клiтину [3].
РСПМ еритроцитiв, використовуючи НAДH та аскорбат як внутрiшньоклiтиннi доно-
ри електронiв, пiдтримує редокс-гомеостаз кровi, вiдновлюючи вiльнi радикали до менш
активних сполук. Таким чином, у ролi мобiльних вiдновникiв еритроцити забезпечують
антиоксидантний захист усього органiзму [1].
Крiм умовно неензиматичного, опосередкованого циклiчним трансмембранним обмiном
аскорбатдегiдроаскорбат, в еритроцитах виявлено трансмембраннi бiлки з безпосередньою
ензиматичною ферицiанiдредуктазною активнiстю — Dcytb та VDAC1 [2]. Dcytb належить
до сiмейства цитохромiв b561 i використовує як донор електронiв внутрiшньоклiтинний
аскорбат для прямого вiдновлення зовнiшньоклiтинного ферицiанiду [2]. Наявнiсть VDAC1
у мембранах еритроцитiв було показано iмунологiчним аналiзом [4].
Крiм компонентiв РСПМ протеїнкiназу СК2 також знайдено в цитозолi та мембранах
еритроцитiв людини вже майже 30 рокiв тому [5, 6]. Як вiдомо, СК2 є серин/треонiновою
протеїнкiназою, яка модифiкує функцiональну активнiсть вже бiльш нiж 300 рiзноманiтних
клiтинних протеїнiв i їх кiлькiсть постiйно збiльшується [7]. Незважаючи на наявнiсть як
СК2, так i РСПМ в еритроцитах, у науковiй лiтературi вiдсутнi безпосереднi данi щодо
ролi СК2 у модуляцiї активностi РСПМ клiтин.
Метою наших дослiджень було вивчення впливу ряду 5-амiно-4-тiокарбамоїл-1,3-окса-
золiв як нових високоактивних специфiчних iнгiбiторiв протеїнкiнази СК2 [8] на активнiсть
РСПМ еритроцитiв людини. Додатково дослiджено Ca
2+-залежнi та Ca
2+-незалежнi меха-
нiзми модуляцiї протеїнкiназою СК2 РСПМ еритроцитiв.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №6 157
Матерiали та методи дослiджень. В експериментах було використано венозну кров
донорiв регiонального донорського пункту. Частку кровi центрифугували 10 хв при 1800 g
(20 ◦С). Пiсля видалення супернатанту та поверхневої лейкомаси осад еритроцитiв розводи-
ли 10 об’ємами охолодженого фiзiологiчного фосфатного буфера, який мiстив 140 ммоль/л
NaCl та 12,5 ммоль/л Na2HPO4 (pH 7,4). Пiсля подальшого центрифугування за цих са-
мих умов отриманий осад еритроцитiв ще двiчi вiдмивали розчином Кребса такого скла-
ду, ммоль/л: NaCl 133; KCl 4,7; CaCl2 2,5; MgCl2 1,2; NaH2PO4 1,38; NaHCO3 10; глю-
коза 7,8; HEPES 10 (pH 7,4) шляхом центрифугування та в подальшому ресуспендували
в розчинi Кребса до 10%-го гематокриту. В проби з 2 мл отриманої суспензiї еритроци-
тiв та контрольнi пробiрки з розчином Кребса без клiтин вносили дослiджуванi сполуки
та iнкубували 30 хв при кiмнатнiй температурi (20 ◦С). Пiсля предiнкубацiї зi сполука-
ми в проби вносили до 1 ммоль/л ферицiанiду калiю та вiдразу видаляли половину їх
об’єму на центрифугування для контрольного визначення рiвня ферицiанiду в нульовий
промiжок часу. Залишок проб iнкубували на шейкернiй банi при 37 ◦С 30 хв з подаль-
шим центрифугуванням. Пiсля чого 0,1 мл алiквоти отриманих супернатантiв до та пiс-
ля 30 хв iнкубацiї використовували для визначення в них кiлькостi утвореного ферицiа-
нiду, згiдно з методом Аврона, Шевiт [9], у колориметричнiй реакцiї з батофенантролi-
ном при 535 нм з використанням коефiцiєнта молярної екстинкцiї ε = 21600 М−1
· см−1
проти вiдповiдного безклiтинного контролю. Активнiсть РСПМ еритроцитiв представле-
на в одиницях мiкромоля на лiтр ферицiанiду/мiлiлiтр еритроцитiв/30 хвилин. Як вiдо-
мо, активнiсть РСПМ еритроцитiв варiює в порiвняно широких межах залежно вiд вiку
та загального стану рiзних донорiв [10]. Тому для порiвняльного вивчення впливу хiмi-
чних сполук на активнiсть РСПМ нами була використана кров дев’яти донорiв зi стан-
дартною активнiстю РСПМ в iнтервалi вiд 2 до 3 мкмоль/л ферицiанiду/мл еритроци-
тiв/30 хв.
У роботi використовували HEPES, батофенантролiн (“Sigma”, США). Iншi реактиви бу-
ли марки “х. ч.” вiтчизняного виробництва. Результати подавалися у виглядi середнього ±
± середньоквадратичної похибки середнього (M ±m). Статистичну оцiнку виконували за
допомогою t-критерiю Стьюдента для вибраного рiвня значущостi p < 0,05.
Результати та їх обговорення. В дослiдженнях виявлено зменшення активностi
РСПМ еритроцитiв людини при дiї нещодавно знайдених серед 5-амiно-4-тiокарбамоїл-1,3-
оксазолiв специфiчних iнгiбiторiв СК2 (табл. 1). Як видно з табл. 1, нами спостерiгалась
пряма залежнiсть мiж рiвнем гальмування активностi РСПМ еритроцитiв та параметром
IC50 сполук, що вiдповiдає концентрацiї сполуки, при якiй вiдбувається 50% iнгiбування
активностi СК2. Отже, на прикладi еритроцитiв було вперше встановлено участь протеїн-
кiнази СК2 у модуляцiї РСПМ живих клiтин.
Результатами аналiзу у [1] доведено можливiсть реалiзацiї впливу СК2 на активнiсть
РСПМ за рахунок багатьох молекулярних механiзмiв. Як вiдомо, активнiсть РСПМ ерит-
роцитiв залежить вiд редокс-стану цитозолю й оточуючого середовища та тiсно пов’язана
з активнiстю глiколiтичних ензимiв. Активацiя РСПМ еритроцитiв людини у вiдповiдь на
пiдвищення рiвня оксидантiв у зовнiшньому середовищi залежить вiд рiвня глюкози та су-
проводжується перебудовою клiтинного метаболiзму шляхом активацiї пентозофосфатного
шляху обмiну глюкози [1, 2].
Також було показано, що глiколiтичнi ензими фосфофруктокiназа, альдолаза та глiце-
ральдегiд-3-фосфатдегiдрогеназа (GAPDH) утворюють протеїновий комплекс з мембран-
ним анiонним обмiнником зони 3, бiльш тiсна взаємодiя протеїнiв якого спостерiгається при
158 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №6
пiдвищеннi оксигенацiї гемоглобiну [2]. При деоксигенацiї еритроцитiв протеїновий комп-
лекс глiколiтичних ензимiв з протеїном зони 3 розпадається, що послiдовно спричинює
активацiю глiколiзу, зменшення спроможностi еритроцитiв до вiдновлення НАДФН i глута-
тiону в результатi зниження активностi пентозофосфатного циклу обмiну глюкози та розви-
тку окиснювального стресу. Тому при гiпоксiї компенсацiя функцiональної неспроможностi
пiдтримання необхiдного рiвня редокс-стану еритроцитiв пентозофосфатним циклом обмi-
ну глюкози вiдбувається шляхом активацiї РСПМ з використанням аскорбату як донора
електронiв, у той час як НАДН за цих умов переважно використовується метгемоглобiн-
редуктазою [2].
Активнiсть РСПМ також залежить вiд внутрiшньоклiтинного pH. Фармакологiчна бло-
када Na+/H+ обмiнника пригнiчувала стимульовану аскорбатом активнiсть РСПМ в ерит-
роцитах [2]. Оскiльки РСПМ функцiонує як трансмембранний комплекс, її активнiсть та-
кож має залежати вiд структурних властивостей плазмалеми. Було показано зниження
ферицiанiдредуктазної активностi еритроцитiв при збiльшеннi плазмалемального рiвня хо-
лестерину [11].
Отже, активнiсть РСПМ є iнтегральним показником структурних та функцiональних
властивостей бiомембрани, метаболiзму та цитоскелета клiтин. Оскiльки протеїнкiназа СК2
має порiвняно низьку ензиматичну селективнiсть до широкого спектра клiтинних протеїнiв,
виявлене пригнiчення активностi РСПМ еритроцитiв при дiї iнгiбiторiв СК2 може опосеред-
ковуватись змiною рiвня фосфорилювання протеїнiв як самої бiомембрани, так i цитоскеле-
та та ензимiв клiтинного метаболiзму. В науковiй лiтературi вiдсутнi вiдомостi про можли-
вiсть фосфорилювання протеїнкiназою СК2 протеїнiв з ферицiанiдредуктазною активнiстю,
що не виключає такої можливостi i може бути предметом додаткових дослiджень. Вплив
СК2 на РСПМ еритроцитiв також може бути опосередкований здатнiстю цього ензиму
фосфорилювати протеїни цитоскелета [6], якi взаємодiють з ферицiанiдредуктазою VDAC1
i модулюють активнiсть РСПМ [4]. З протеїнами цитоскелета також взаємодiє кальмоду-
лiн, активнiсть якого зменшується пiсля фосфорилювання протеїнкiназою СК2 [4]. Тому,
Таблиця 1. Вплив iнгiбiторiв протеїнкiнази СК2 на активнiсть РСПМ еритроцитiв людини
Сполука
IC50,
мкмоль/л
Контроль
Концентрацiя сполуки
10 мкмоль/л 1 мкмоль/л
1,2 2,44 ± 0,112 0,94 ± 0,043
∗
1,82 ± 0,094
∗
(38,5) (74,6)
2,0 2,47 ± 0,116 1,02 ± 0,058
∗
1,84 ± 0,072
∗
(41,3) (74,5)
4,5 2,53 ± 0,138 1,65 ± 0,077
∗
2,25 ± 0,123
∗
(65,2) (88,9)
Пр и м i т ка . Тут i в табл. 2 : активнiсть РСПМ, мкмоль/л ферицiанiду/мл еритроцитiв/30 хв (M ± m,
n = 5). Додатково ефект iнгiбiторiв СК2 наведено у вiдсотках змiни вiдносно контролю (у %).
∗Вiрогiдно вiдносно контролю (p < 0,05). IC50 наведено за даними роботи [8].
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №6 159
незважаючи на вiдсутнiсть лiтературних даних щодо впливу кальмодулiну на активнiсть
РСПМ, вiн може вiдбуватись хоча б за рахунок його взаємодiї з протеїнами цитоскелета.
Для бiльш детального дослiдження механiзмiв регуляцiї протеїнкiназою СК2 транс-
мембранного транспорту електронiв нами вивчено вплив iнгiбiтора СК2 N-(2-(4-хлорофе-
нiл)-4-тiокарбамоїл-1,3-оксазол-5-iл)-β-аланiну (ХТОА з IC50 = 2,0 мкмоль/л) на актив-
нiсть РСПМ еритроцитiв на фонi модифiкацiї Ca
2+-системи внутрiшньоклiтинної сигна-
лiзацiї функцiональними Ca
2+-агонiстами (Ca2+-iонофором кальцимiцином, активатором
Ca
2+-каналiв L-типу Bay K 8644) та Ca
2+-антагонiстами (iнгiбiтором кальмодулiну кальмi-
дазолом, iнгiбiтором Ca
2+-каналiв L-типу нiтрендипiном). Було виявлено, що нiтрендипiн
та кальмiдазол iстотно збiльшують активнiсть РСПМ, а кальцимiцин дещо зменшує та
Bay K 8644 майже не змiнює активнiсть РСПМ еритроцитiв (табл. 2). При цьому рiвень
збiльшення трансмембранного транспорту електронiв в еритроцитах при дiї дослiджених
функцiональних Ca
2+-антагонiстiв виявився бiльш iстотним, нiж викликане зазначеними
функцiональними Ca
2+-агонiстами гальмування активностi РСПМ. Отриманi данi свiдчать
про бiльш iстотну залежнiсть активностi РСПМ еритроцитiв людини вiд зменшення рiвня
активного Ca
2+, нiж вiд його збiльшення при наявностi iнгiбуючого ефекту Ca
2+ на актив-
нiсть РСПМ цих клiтин.
На фонi впливу як функцiональних iнгiбiторiв, так i активаторiв Ca
2+-системи внутрiш-
ньоклiтинної сигналiзацiї ХТОА також iстотно пригнiчував активнiсть РСПМ еритроцитiв
(див. табл. 2). При сумiснiй дiї кальцимiцину або Bay K 8644 та зазначеного iнгiбiтора
СК2 активнiсть РСПМ зменшувалась до рiвня, який спостерiгався при дiї одного iнгiбiто-
ра СК2 (див. табл. 2). Можливо допустити, що iнгiбуючий ефект кальцимiцину вiдносно
активностi РСПМ на фонi дiї ХТОА не проявляється, про що свiдчить вiдсутнiсть падiння
активностi РСПМ при дiї цього Ca
2+-iонофора сумiсно з iнгiбiтором СК2 вiдносно пози-
Таблиця 2. Вплив iнгiбiтора СК2 N-(2-(4-хлорофенiл)-4-тiокарбамоїл-1,3-оксазол-5-iл)-β-аланiну (10
мкмоль/л, сполука з IC50=2,0 мкмоль/л) на активнiсть РСПМ iнтактних та модифiкованих функцiональ-
ними Ca
2+-агонiстами та Ca
2+-антагонiстами еритроцитiв людини
Фармакологiчний
агент (концентрацiя,
мкмоль/л)
Умови дослiду
контроль
iнгiбiтор
СК2, %
фармакологiчний
агент, %
фармакологiчний
агент + iнгiбiтор СК2, %
Кальцимiцин (10) 2,49± 0,105 1,02± 0,072
∗
2,16± 0,097
∗
1,09± 0,042
∗&
% вiд контролю (41,0) (86,7) (43,8)
% вiд (±) контролю (50,5), [106,9]
Bay K 8644 (10) 2,53± 0,123 1,09± 0,043
∗
2,42± 0,133 1,09± 0,056
∗&
% вiд контролю (43,1) (95,7) (43,1)
% вiд (±) контролю (45,0), [100,0]
Кальмiдазол (4) 2,52± 0,137 1,01± 0,054
∗
3,71± 0,238
∗
2,01± 0,116
∗&
% вiд контролю (40,0) (147,2) (79,8)
% вiд (±) контролю (54,2), [199,0]
Нiтрендипiн (10) 2,52± 0,119 1,01± 0,060
∗
3,67± 0,223
∗
1,51± 0,091
∗&
% вiд контролю (40,1) (145,6) (59,9)
% вiд (±) контролю (41,0), [149,5]
∗Вiрогiдно вiдносно контролю (p < 0,05); &вiрогiдно вiдносно позитивного контролю (p < 0,05) — пробами,
що мiстять вiдповiдний фармакологiчний агент.
Ефект iнгiбiторiв СК2 при сумiснiй дiї з фармакологiчними агентами наведено у вiдсотках змiни вiдносно
вiдповiдного позитивного контролю — проб, що мiстять фармакологiчний агент (у %) або iнгiбiтор СК2
(у %).
160 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №6
тивного контролю — пробами з iнгiбiтором СК2 (див. табл. 2). На фонi кальмiдазолу або
нiтрендипiну iнгiбiтор СК2 знижував активнiсть РСПМ до рiвня, який перевищував значе-
ння активностi РСПМ при дiї iнгiбiтора СК2 на iнтактнi еритроцити (див. табл. 2). Таким
чином, при сумiснiй дiї з ХТОА кальмiдазол та нiтрендипiн також виявляли активуючу
РСПМ еритроцитiв активнiсть. При цьому iнгiбiтор кальмодулiну кальмiдазол на фонi дiї
iнгiбiтора СК2 вiдносно позитивного контролю (пробами з iнгiбiтором СК2) виявляв бiль-
ший РСПМ-активуючий ефект порiвняно з його дiєю на iнтактнi еритроцити (див. табл. 2).
Останнє може бути зумовлене зазначеним у лiтературi падiнням активностi кальмодулiну
при його фосфорилюваннi протеїнкiназою СК2 [12]. Таким чином, iнгiбування СК2 повин-
но супроводжуватись ростом активностi кальмодулiну, за рахунок якого має пiдвищитись
гальмiвний вплив Ca
2+-залежних механiзмiв на активнiсть РСПМ еритроцитiв i на цьо-
му фонi рiвень РСПМ-активуючого ефекту кальмiдазолу вiдносно позитивного контролю
(пробами з iнгiбiтором СК2) порiвняно з рiвнем активацiї кальмодулiном РСПМ iнтактних
клiтин також має збiльшитись.
Таким чином, iнгiбування СК2 модифiкує ефективнiсть дiї функцiональних агонiстiв та
антагонiстiв кальцiю на РСПМ еритроцитiв. При сумiснiй дiї з iнгiбiтором СК2 гальмiвний
ефект кальцiєвого iонофору кальцимiцину на активнiсть РСПМ еритроцитiв не виявляється
зi збереженням гальмiвної ефективностi вiдносно РСПМ самого iнгiбiтора СК2. При цьому
активуюча РСПМ ефективнiсть iнгiбiтора кальмодулiну кальмiдазолу на фонi iнгiбування
СК2 збiльшується. В свою чергу, при сумiснiй дiї з iнгiбiтором кальмодулiну кальмiдазо-
лом гальмiвна ефективнiсть iнгiбiтора СК2 вiдносно РСПМ еритроцитiв дещо знижується.
Отриманi результати свiдчать про певну присутнiсть Ca
2+-залежних механiзмiв у модуляцiї
протеїнкiназою СК2 активностi РСПМ еритроцитiв, хоча, на наш погляд, у цих клiтинах
Ca
2+-незалежнi механiзми впливу СК2 на РСПМ є бiльш значними.
1. Kennett E.C., Kuchel P.W. Plasma membrane oxidoreductases: effects on erythrocyte metabolism and
redox homeostasis // Antioxid. Redox Signal. – 2006. – 8, No 7./8. – P. 1241–1247.
2. Principe D.D., Avigliano L., Savini I., Catani M.V. Trans-plasma membrane electron transport in mam-
mals: functional significance in health and disease // Ibid. – 2011. – 14, No 11. – P. 2289–2318.
3. May J.M. Ascorbate function and metabolism in the human erythrocyte // Front. Biosci. – 1998. – 3. –
P. 1–10.
4. Matteucci E., Giampietro O. Electron Pathways through Erythrocyte Plasma Membrane in Human Phy-
siology and Pathology: Potential Redox Biomarker? // Biomark. Insights. – 2007. – 2. – P. 321–329.
5. Erusalimsky J. D., Balas N., Milner Y. Possible identity of a membrane-bound with a soluble cyclic
AMP-independent erythrocyte protein kinase that phosphorylates spectrin // Biochim. Biophys. Acta. –
1983. – 276, No 2. – P. 171–181.
6. Wei T., Tao M. Human erythrocyte casein kinase II: characterization and phosphorylation of membrane
cytoskeletal proteins // Arch. Biochem. Biophys. – 1993. – 307, No 1. – P. 206–216.
7. Meggio F., Pinna L.A. One-thousand-and-one substrates of protein kinase CK2? // FASEB J. – 2003. –
17, No 3. – P. 349–368.
8. Шабликiн О. В., Козаченко О.П., Броварець В.С. та iн. N-(2-арил-4-тiокарбамоїл-1,3-оксазол-5-iл)-
β-аланiни – специфiчнi iнгiбiтори протеїнкiнази СК2 // Ukr. Bioorg. Acta. – 2010. – 8, № 1. – С. 61–66.
9. Avron M., Shavit N. A sensitive and simple method for determination of ferrocyanide // Anal. Biochem. –
1963. – No 6. – P. 549–554.
10. Rizvi S. I., Jha R., Maurya P.K. Erythrocyte plasma membrane redox system in human aging // Rejuvenat.
Res. – 2006. – 9, No 4. – P. 470–474.
11. Balmukhanov B. S., Bulegenov K.E., Basenova A.T. The effect of cholesterol level in erythrocyte membra-
nes on the sedimentation rate, electrophoretic motility, and the rate of potassium ferricyanide reduction //
Biofizika. – 1990. – 35, No 2. – P. 293–296.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №6 161
12. Sacks D. B., Lopez M.M., Li Z., Kosk-Kosicka D. Analysis of phosphorylation and mutation of tyrosine
residues of calmodulin on its activation of the erythrocyte Ca(2+)-transporting ATPase // Eur. J. Bio-
chem. – 1996. – 239, No 1. – P. 98–104.
Надiйшло до редакцiї 23.11.2011Iнститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї
НАН України, Київ
И.Н. Яковенко, В.В. Жирнов, О.В. Шаблыкин, В.С. Броварец
Участие протеинкиназы СК2 в модуляции трансмембранного
транспорта электронов эритроцитов человека
Выявлено угнетение трансмембранного транспорта электронов в эритроцитах человека
при действии ряда 5-амино-4-тиокарбамоил-1,3-оксазолов как новых специфических инги-
биторов протеинкиназы СК2. Показано, что протеинкиназа СК2 модулирует активность
редокс-системы плазматических мембран эритроцитов в основном за счет Ca
2+-независи-
мых и в определенной степени Ca
2+-зависимых механизмов.
I.N. Iakovenko, V. V. Zhirnov, O.V. Shablykin, V. S. Brovarets
Participation of proteinkinase CK2 in modulation of transmembrane
membrane electron transport in human erythrocytes
A decrease of the transmembrane electron transport activity in human erythrocytes under the ac-
tion of N-(4-thioсarbamoyl-1,3-oxazol-5-yl)-β-alanines as new specific inhibitors of protein kinase
CK2 is first discovered. It is shown that protein kinase CK2 modulates the activity of the plasma
membrane redox system of erythrocytes mainly involving Ca
2+-independent and, to some extent,
Ca
2+-dependent mechanisms.
162 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №6
|