Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином
It is established that thiocyanate and acetate heteropolynuclear complexes of Cu(II)/Co(III) with diethanolamine are characterized by a more significant membrane-tropic activity than that of the other studied complexes. It is supposed that the influence of heteropolynuclear complexes on the membrane...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5667 |
| 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: | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином / Е.М. Филинская, Т.В. Рыбальченко, Г.В. Островская, В. Г. Маханькова, С.В. Яблонская, В.Н. Кокозей, В.К. Рыбальченко // Доп. НАН України. — 2008. — № 7. — С. 179-183. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859649139263930368 |
|---|---|
| author | Филинская, Е.М. Рыбальченко, Т.В. Островская, Г.В. Маханькова, В. Г. Яблонская, С.В. Кокозей, В.Н. Рыбальченко, В.К. |
| author_facet | Филинская, Е.М. Рыбальченко, Т.В. Островская, Г.В. Маханькова, В. Г. Яблонская, С.В. Кокозей, В.Н. Рыбальченко, В.К. |
| citation_txt | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином / Е.М. Филинская, Т.В. Рыбальченко, Г.В. Островская, В. Г. Маханькова, С.В. Яблонская, В.Н. Кокозей, В.К. Рыбальченко // Доп. НАН України. — 2008. — № 7. — С. 179-183. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | It is established that thiocyanate and acetate heteropolynuclear complexes of Cu(II)/Co(III) with diethanolamine are characterized by a more significant membrane-tropic activity than that of the other studied complexes. It is supposed that the influence of heteropolynuclear complexes on the membrane-bound enzyme activity depends on the membrane-tropic activity of these complexes and their ability to penetrate into the lipid matrix.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:31:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
7 • 2008
БIОХIМIЯ
УДК 577.352.2+577.152.315
© 2008
Е.М. Филинская, Т. В. Рыбальченко, Г. В. Островская,
В. Г. Маханькова, С. В. Яблонская, В. Н. Кокозей,
В.К. Рыбальченко
Мембранотропная активность гетерополиядерных
комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином
(Представлено академиком НАН Украины В. В. Скопенко)
It is established that thiocyanate and acetate heteropolynuclear complexes of Cu(II)/Co(III) with
diethanolamine are characterized by a more significant membrane-tropic activity than that of the
other studied complexes. It is supposed that the influence of heteropolynuclear complexes on the
membrane-bound enzyme activity depends on the membrane-tropic activity of these complexes
and their ability to penetrate into the lipid matrix.
Гетерополиядерные комплексы Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином, полученные прямым син-
тезом [1], проявляют антифитовирусную и противоопухолевую активности [2, 3].
Данная работа посвящена изучению действия гетерополиядерных комплексов
[Cu2Co2(H2L)2(L)4]X2 (H2L, L — диэтаноламин и его депротонированный остаток; X=Cl, Br,
I, NCS, CH3СОO) на липидный матрикс мембраны, экто-АТФазную, Mg2+,Ca2+-АТФаз-
ную и Na+,K+-АТФазную активности плазматической мембраны гепатоцитов крыс с це-
лью установления механизмов их мембранотропной активности. Комплексы, содержащие
тот или иной анион, обозначали соответственно CCl, CBr, СI, СNCS, САс.
Исследование взаимодействия гетерополиядерных комплексов с липидными монослой-
ными мембранами проводили на границе раздела фаз раствор электролита — монослой
липидов — воздух [4]. Монослои липидов формировали путем нанесения раствора азолек-
тина (суммарная фракция фосфолипидов бобов сои) в хлороформе на поверхность суб-
фазы (10 ммоль/л KCl, 10 ммоль/л трис-HCl, pH 7,4). Плоские бимолекулярные липид-
ные мембраны (БЛМ) формировали нанесением раствора фосфатидилхолина в n-декане
(23–25 мг/мл) на отверстие (∅0,8 мм) в тефлоновом стаканчике, погруженном в раствор
KCl с концентрацией 100 ммоль/л [5]. Плазматические мембраны (ПМ) клеток печени
крыс выделяли методом ультрацентрифугирования в градиенте плотности сахарозы [6].
Содержание белка в полученной фракции определяли по методу Lowry et al. [7]. Mg2+,
Ca2+-АТФазную активность (КФ 3.6.1.38) ПМ гепатоцитов определяли в среде, содержа-
щей 20 мкг белка фракции ПМ, 30 мкмоль/л ЭГТА, 50 ммоль/л трис-HCl, 70 ммоль/л
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №7 179
Рис. 1. Концентрационная зависимость относительных изменений электрической проводимости БЛМ при
действии тиоцианатного (CNCS) и ацетатного (CАс) комплексов:
G — электрическая проводимость БЛМ при действии исследованных комплексов; G0 — электрическая
проводимость немодифицированных БЛМ; K (здесь и на рис. 2, 3) — контроль немодифицированных ком-
плексами мембран.
Звездочка (*) — p < 0,01 по отношению к контролю; 1 — C
Ac, 2 — C
NCS
KCl, 3 ммоль/л Mg-АТФ, pH 7,5, фермент активировали добавлением CaCl2 с концент-
рацией 10 мкмоль/л. Экто-АТФазную активность (КФ 3.6.1.3) определяли в среде, со-
держащей 20 мкг белка фракции ПМ, 140 ммоль/л NaCl, 5 ммоль/л КСl, 50 ммоль/л
трис-НСl, 1 ммоль/л АТФ, pH 7,5. Фермент активировали добавлением CaCl2 с концентра-
цией 2 ммоль/л [8]. Для определения Na+,K+-АТФазной активности (КФ 3.6.1.37) ПМ гепа-
тоцитов за основу взят метод Pressley et al. [9]. Na+,K+-АТФазную активность определяли
в среде, содержащей 100 ммоль/л NaCl, 20 ммоль/л KCl, 5 ммоль/л MgCl2, 0,5 ммоль/л
ЕДТА, 5 ·10−7 ммоль/л SDS, 50 ммоль/л трис-НСl, 5 ммоль/л АТФ, 1 ·10−4 моль/л уабаин
и без него, pH 7,5. Количество неорганического фосфата, который выделился в результате
ферментативной реакции, определяли методом Ратбуна–Бетлах [10].
При исследовании взаимодействия гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с мо-
но- и бимолекулярными липидными мембранами в диапазоне концентраций от 1 · 10−10
до 1 · 10−5 моль/л установлено, что галогенидные комплексы (CCl, CBr, CI) не вызывают
значительных изменений двумерного давления и граничного скачка потенциала мономо-
лекулярных липидных мембран, а также электрических параметров БЛМ. Тиоцианатный
(СNCS) и ацетатный (САс) комплексы в концентрации 1 · 10−6 моль/л увеличивают двумер-
ное давление монослойных мембран до 5,6 мН/м (П0 = (6,9 ± 0,8) мН/м) и электрическую
проводимость БЛМ при постоянных значениях электрической емкости. Так, CNCS-комплекс
при концентрации 1 · 10−5 моль/л (рис. 1) максимально увеличивает электрическую про-
водимость в 1,7 раза (p < 0,01) (G0 = (30,91 ± 2,47) нСм/см2). САс-комплекс увеличивает
электрическую проводимость БЛМ на 52% при 1·10−9 моль/л (G0 = (27,72±1,38) нСм/см2),
при последующем повышении концентрации электропроводимость мембран существенно не
180 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №7
изменяется. Представленные данные свидетельствуют о том, что галогенидные комплексы
(CCl, CBr, CI) при взаимодействии с мембраной, адсорбируются в зоне полярных головок
липидов, тогда как тиоцианатный (CNCS) и ацетатный (САс) комплексы активно взаимо-
действуют с липидным матриксом мембраны, инкорпорируясь в его гидрофобную зону.
Определение мембранотропной активности гетерополиядерных комплексов послужило
основанием для проведения исследований на биологических мембранах. Изучая влияние
веществ на активность мембраносвязанных ферментов, мы выбрали комплексы с наиболее
выраженной мембранотропностью (тиоцианатный СNCS-комплекс) и с наименее выражен-
ной (хлоридный (CCl) и бромидный (CBr) комплексы).
Чистоту выделенной фракции ПМ определяли по маркерным ферментам — 5′-нуклео-
тидазной и глюкозо-6-фосфатазной активностям. 5′-Нуклеотидазная активность фракции
ПМ в 11 раз превышает ферментативную активность гомогената. Глюкозо-6-фосфатазная
активность ПМ в 6 раз ниже, чем ферментативная активность в микросомальной фракции.
Исходя из изложенного можно утверждать, что полученная нами фракция ПМ в достаточ-
ной мере очищена.
В немодифицированных гетерополиядерными комплексами мембранах гепатоцитов
крыс среднее значение экто-АТФазной активности составляет (99,1 ± 9,7) нмоль
Фн/(мин·мг) белка. Гетерополиядерные комплексы CCl и СNCS в концентрациях от 1·10−9 до
1 · 10−7 моль/л не вызывают заметных изменений экто-АТФазной активности. CBr-Комп-
лекс в данном диапазоне концентрации несколько угнетает ферментативную активность
мембран. Максимальное снижение экто-АТФазной активности наблюдается при концент-
рации веществ 1·10−4 моль/л. При действии CBr-комплекса активность фермента угнетается
на 90%, СNCS — на 80% и CCl — на 70%. Учитывая тот факт, что АТФ-гидролизирующий
центр экто-АТФазы локализирован на наружной поверхности мембраны [8], можно пред-
положить, что угнетающее действие исследованных веществ является следствием непосред-
ственного взаимодействия гетерополиядерных комплексов с “наружным” сайтом молекулы
фермента.
Среднее значение Mg2+,Ca2+-АТФазной активности у немодифицированных гетеропо-
лиядерными комплексами ПМ гепатоцитов составляет (21,90 ± 3,35) нмоль Фн/(мин · мг)
белка. CCl-Комплекс в концентрациях от 1·10−7 до 1·10−4 моль/л снижает ферментативную
активность (рис. 2), а при концентрациях от 1·10−9 до 1·10−8 моль/л Mg2+, Ca2+-АТФазная
активность ПМ увеличивается на 40%. CBr-Комплекс, наоборот, в концентрациях от 1 ·10−9
до 1 · 10−6 моль/л угнетает ферментативную активность до 50%, с увеличением концен-
траций ферментативная активность мембран практически не изменяется. При действии
СNCS-комплекса на Mg2+,Ca2+-АТФазную активность ПМ установлена параболическая за-
висимость: при концентрации 1 · 10−9 моль/л ферментативная активность увеличивается
в 1,5 раза, при 1 · 10−5 моль/л — в 2,4 раза, а при 1 · 10−7 моль/л ферментативная актив-
ность уменьшается в 2 раза.
Подобные результаты получены и при исследовании воздействия гетерополиядерных
комплексов на Na+,K+-АТФазную активность ПМ. CCl-Комплекс в диапазоне концент-
раций от 1 ·10−9 до 1 ·10−4 моль/л уменьшает Na+,K+-АТФазную активность ПМ (рис. 3),
среднее значение которой в немодифицированных мембранах составляет (70,6 ± 6,9)
нмоль Фн/(мин · мг) белка. При этом максимальное уменьшение ферментативной актив-
ности (на 80%) наблюдается при концентрации вещества 1 · 10−7 моль/л. СNCS-Комплекс
вызывает противоположный эффект — повышает АТФазную активность ПМ, максимально
на 52% при концентрации вещества 1 ·10−5 моль/л. Таким образом, все исследованные гете-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №7 181
Рис. 2. Mg
2+,Ca
2+-АТФазная активность ПМ гепатоцитов крыс при действии тиоцианатного (СNCS), хло-
ридного (CCl) и бромидного (CBr) комплексов. А, % — АТФазная активность ПМ.
Звездочка (*) — p < 0,05 по отношению к контролю; 1 — C
NCS, 2 — C
Cl, 3 — C
Br
Рис. 3. Na
+,K+-АТФазная активность ПМ гепатоцитов крыс при действии тиоцианатного (СNCS) и хлорид-
ного (CCl) комплексов. А, % — АТФазная активность ПМ.
Звездочка (*) — p < 0,05 по отношению к контролю; 1 — C
NCS, 2 — C
Cl
рополиядерные комплексы разнонаправлено влияют на Mg2+,Ca2+- и Na+,K+-АТФазную
активность ПМ гепатоцитов: CCl- и CBr-комплексы угнетают активность мембраносвязан-
ных ферментов, а СNCS-комплекс активирует ферменты.
Разнонаправленные изменения АТФазных активностей ПМ гепатоцитов при условии
влияния гетерополиядерных комплексов можно объяснить, исходя из мембранотропных
свойств исследованных веществ. CCl- и CBr-комплексы характеризуются слабым взаимодей-
ствием с липидным матриксом мембраны, которое ограничивается адсорбцией на поверх-
ности мембраны в области полярных головок липидов за счет электростатических взаи-
модействий, о чем свидетельствуют незначительные изменения механических и электри-
ческих параметров искусственных мембран. Следовательно, адсорбируясь на поверхности
липидного слоя, хлоридный (CCl) и бромидный (CBr) комплексы могут непосредственно
взаимодействовать с внеклеточными петлевыми доменами молекулы АТФазы, изменять их
конформацию, и тем самым изменять аффинность фермента к активирующему действию
182 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №7
ионов Ca2+, что в результате ведет к понижению активности мембраносвязанных фермен-
тов. Тиоционатный комплекс (СNCS) характеризуется более выраженными мембранотроп-
ными свойствами по сравнению с CCl- и CBr-комплексами. При минимально действующих
концентрациях тиоцианатный комплекс, так же как и CCl- и CBr-комплексы, адсорбируется
на поверхности мембраны, взаимодействуя только с поверхностными доменами молекулы
фермента. Начиная с микромолярных концентраций, СNCS-комплекс более активно инкор-
порируется в липидный матрикс мембраны. При проникновении вещества в гидрофобную
зону ПМ клеток может быть задействован дополнительный механизм влияния на фермен-
тативную активность — оно может не только непосредственно модифицировать структуру
мембранных ферментов, но и влиять на их активность путем изменения физико-химиче-
ских свойств самого липидного матрикса.
Таким образом, по результатами экспериментальных исследований можно предполо-
жить, что изменение активности мембраносвязанных ферментов происходит по двум меха-
низмам: первый — путем непосредственного действия на молекулу фермента, что приводит
к изменению его конформации. Именно такое действие характерно для CCl- и CBr-комплек-
сов. Второй — при взаимодействии с мембраной комплексы изменяют физико-химические
свойства липидного матрикса и в результате — функциональную активность мембраносвя-
занных ферментов. Такой тип взаимодействия присущ тиоцианатному комплексу (СNCS),
который имеет более выраженные мембранотропные свойства по сравнению с хлоридным
и бромидным комплексами.
1. Makhankova V.G., Vassilyeva O.Y., Kokozay V.N. et al. Formation, structures, magnetic and EPR
spectroscopic properties of dicobalt(III)-dicopper(II) complexes featuring heterotetranuclear cations of a
puckered cyclic structure with diethanolamine and diethanolamine(2 –) as bridging ligands // Eur. J. Inorg.
Chem. – 2002. – No 8. – P. 2163–2169.
2. Скопенко В. В., Бойко А.Л., Полищук В.П. и др. Влияние гетерометаллических комплексов меди
и кобальта с аминоспиртами на инфекционную активность вирусов // Вiсн. Київ. ун-ту. Бiологiя. –
2001. – № 35. – С. 21–23.
3. Пат. № 42461. – А Україна, МПК C01G 1/00, A 61K 31/13, A61K 31/30. Гетерометальнi комплекси
мiдi (II) та кобальту (III) з дiетаноламiном, що виявляють протипухлинну дiю / В.В. Скопенко, О.Ю.
Васильєва, В. Г. Маханькова, В.М. Кокозей, В. О. Шляховенко. – № 2001031539. – Заявл. 06.03.2001. –
Опубл. 15.10.2001.
4. Гевод В. С., Решетняк И.Л., Шамонина А.М., Рыбальченко В.К. Взаимодействие ангиотензина с
липидными монослоями // Бюл. эксперим. биол. и мед. – 1993. – 115, № 7. – С. 92–94.
5. Омельченко А.М., Бовыкин Б.А., Сытник Т.В. Изменение емкости бислойных липидных мембран
методом нестационарных циклических вольт-амперных характеристик // Молекул. ген. и биофиз. –
1990. – Вып. 15. – С. 17–20.
6. Song C. S., Rubin W., Rifkind A. B., Kappas A. Plasma membranes of the rat liver isolation and enzymatic
characterization of a fraction rich in bile canaliculi // J. Cell Biol. – 1969. – 41, No 1. – P. 124–131.
7. Lowry O.H., Rosebrough N. J., Farr A. L., Randall R. J. Protein measurement with the Folin phenol
reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – 193, No 1. – P. 265–275.
8. Heine P., Braun N., Heilbronn Н., Zimmermann H. Functional characterization of rat ecto-ATPase and
ecto-ATPdiphosphohydrolase after heterologous expression in CHO cells // Eur. J. Biochem. – 1999. –
262. – P. 102–107.
9. Pressley T.A., Haber R. S., Loeb J. N. et al. Stimulation of Na
+, K
+-activated adenosine triphosphatase
and active transport by low external K
+ in a rat liver cell line // J. Gen. Physiol. – 1986. – 87, No 4. –
P. 591–606.
10. Rathbun W.B., Betlach M.V. Estimation of enzymatically produced orthophosphate in the presence of
cystein and adenosine triphosphate // Anal. Biochem. – 1969. – 28. – P. 436.
Поступило в редакцию 01.10.2007Киевский национальный университет
им. Тараса Шевченко
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №7 183
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5667 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:31:28Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Филинская, Е.М. Рыбальченко, Т.В. Островская, Г.В. Маханькова, В. Г. Яблонская, С.В. Кокозей, В.Н. Рыбальченко, В.К. 2010-02-02T10:00:13Z 2010-02-02T10:00:13Z 2008 Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином / Е.М. Филинская, Т.В. Рыбальченко, Г.В. Островская, В. Г. Маханькова, С.В. Яблонская, В.Н. Кокозей, В.К. Рыбальченко // Доп. НАН України. — 2008. — № 7. — С. 179-183. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5667 577.352.2+577.152.315 It is established that thiocyanate and acetate heteropolynuclear complexes of Cu(II)/Co(III) with diethanolamine are characterized by a more significant membrane-tropic activity than that of the other studied complexes. It is supposed that the influence of heteropolynuclear complexes on the membrane-bound enzyme activity depends on the membrane-tropic activity of these complexes and their ability to penetrate into the lipid matrix. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біохімія Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином Article published earlier |
| spellingShingle | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином Филинская, Е.М. Рыбальченко, Т.В. Островская, Г.В. Маханькова, В. Г. Яблонская, С.В. Кокозей, В.Н. Рыбальченко, В.К. Біохімія |
| title | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином |
| title_full | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином |
| title_fullStr | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином |
| title_full_unstemmed | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином |
| title_short | Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Cu(II)/Co(III) с диэтаноламином |
| title_sort | мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов cu(ii)/co(iii) с диэтаноламином |
| topic | Біохімія |
| topic_facet | Біохімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5667 |
| work_keys_str_mv | AT filinskaâem membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom AT rybalʹčenkotv membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom AT ostrovskaâgv membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom AT mahanʹkovavg membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom AT âblonskaâsv membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom AT kokozeivn membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom AT rybalʹčenkovk membranotropnaâaktivnostʹgeteropoliâdernyhkompleksovcuiicoiiisdiétanolaminom |