В настоящее время стало очевидным, что методология подходов к разработке новых перспективных химиотерапевтических соединений направленного действия с заранее заданными свойствами должна базироваться на фундаментальных исследованиях особенностей метаболизма опухолевой клетки. В этом отношении обмен полиаминов (ПА), являющихся эссенциальными факторами процессов клеточного роста и дифференцировки [6], с учетом активности трансглутаминазы (ТГ) может служить удобной и надежной мишенью для поиска и конструирования противоопухолевых агентов, в частности, в качестве специфических ингибиторов ТГ и регуляторов активности ключевых ферментов обмена ПА. Была высказана гипотеза о том, что аналоги ПА способны замещать эндогенные ПА в клетке в участках связывания. Это приводит к нарушению функций внутриклеточных ПА [5]. Исследования ограничились аналогами ПА алифатической структуры [7].
Однако предварительные результаты показали, что онкопротекторной активностью могут обладать также гетероциклические соединения, в частности, азафлуореновые и бензимидазольные [2] производные. Выбор данных веществ был обусловлен тем, что в их структуре можно выделить полиаминовые фрагменты. Изучение характера и степени влияния названных веществ на ключевые ферменты обмена ПА позволит сделать предположение об их возможном канцерогенном или противоопухолевом действии. Орнитиндекарбоксилаза (ОДК) - фермент, катализирующий образование полиамина путресцина во многих эукариотических клетках, характеризуется быстрой индукцией и очень коротким временем полусуществования.
Цель исследования
Изучение влияния производных бензимидазола и азафлуорена на активность орнитиндекарбоксилазы в бесклеточной тест-системе из регенерирующей печени крыс.
Материалы и методы
В ходе эксперимента проводились исследования биологических свойств производных бензимидазола и азафлуорена.
Все вещества из группы производных метилксантина растворялись в воде, вещества оригинального синтеза - в диметилсульфоксиде (ДМСО) с добавлением кислот или щелочей (в зависимости от растворимости и устойчивости веществ), а в случаях труднорастворимости веществ использовалась ультразвуковая машина. Выбор именно этих соединений обусловлен сходством их структур со структурами соединений, противоопухолевая активность которых доказана [4]. Были исследованы: 1А - 7-аминопиридо [1,2-α]бензимидазол; 2А - 7-нитропиридо [1,2-α] бензимидазол; 3А - 1-амино-4- азафлуорен; 4А - 1-амино-4-азафлуоренол; 7А - 9-[α- пиридиламинометилен]-4-азафлуорен; 8А-1-амино-9-фениламино-4 азафлуорен; 9А -1-амино-4-азафлуоренон-9; 10А - 1,4- диазоацетонафтилен [1,2-f]- флуорантен.
Влияние производных бензимидазола и азафлуорена на активность орнитиндекарбоксилазы в бесклеточной тест-системе из регенерирующей печени крыс
|
Вещество |
Активность ОДК, нкат/мг белка |
Ингибирование, % |
|
Контроль |
12,96±0,07 |
0 |
|
1А |
6,32± 0,05 |
51,23 |
|
2А |
7,25±0,08* 67,13 |
44,06 |
|
3А |
4,26±0,06* |
67,13 |
|
4А |
8,33±0,07* |
35,73 |
|
5А |
9,23±0,05* |
28,78 |
|
6А |
10,98±0,07* |
15,28 |
|
7А |
8,00±0,06* |
38,27 |
|
8А |
3,61±0,08* |
72,14 |
|
9А |
5,02±0,06* |
61,26 |
|
10А |
2,18±0,06* |
83,18 |
|
11 А |
10,00 ±0,08* |
22,84 |
|
12А |
7,56±0,06* |
41,67 |
Примечание: результаты представлены в виде M± m для 9 проб
*Статистически достоверные отличия от контроля, P<0,05
В экспериментах были использованы белые беспородные крысы-самцы массой 100- 130 г, содержащихся на стандартном рационе вивария со свободным доступом к воде. Для получения бесклеточной тест-системы выполнялась стандартная парциальная гепатэктомия по методике Higgins, Anderson.
Совместное определение активности ключевого фермента синтеза полиаминов - ОДК проводилось методом ВЭЖХ. Для расчета удельных активностей ОДК, выраженных в нанокаталах на миллиграмм белка, проводилось определение концентрации белка в каждой пробе ткани регенерирующей печени. Определение проводилось по методу Lowry в модификации С. П.Сяткина [1]. Статистическую обработку проводили стандартными методами.
Результаты
Количественная оценка влияния синтетических аналогов ПА из исследуемых групп на обмен ПА в бесклеточной тест-системе из регенерирующей печени крыс определялась по влиянию на активность ОДК.
Следует отметить, что все исследованные вещества проявили ингибирующее действие на активность ОДК. Самыми активными оказались вещества 1А, 3А, 8А и 10А (таблица). Уровни ПА рассматривали как интегральные показатели изменения баланса скорости распада и синтеза ПА под влиянием тестируемых веществ. Так как ключевым ферментом метаболизма полиаминов является орнитиндекарбоксилаза, свидетельствующая об активности метаболизма клетки, выявленная активность веществ 1А, 3А, 8А, 10А позволяет предположить существование противовопухолевой активности и требует дальнейших исследований.
Работа выполнена при поддержке гранта НК-125П Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009- 2013 годы.
Список литературы
- Сяткин С.П. Микрометод флуорометрического определения полиаминов и путресцина тканей животных тонкослойной хроматографией на пластинках Силуфола УВ-254 // Вопр. мед. химии. - 1981. - Т. 27, № 6. - С. 848-851.
- Сяткин С.П., Березов Т.Т., Гридина Н.Я. и др. Полиамины как биохимические маркеры антипролиферативного действия ингибиторов ферментов биосинтеза полиаминов и путресцина в культуре L-клеток // Вопр. мед. химии. - 1991. - Т. 37, № 6. - С. 77-81.
- Сяткин С.П., Березов Т.Т., Гридина Н.Я. и др. Полиамины как биохимические маркеры антипролиферативного действия ингибиторов ферментов биосинтеза полиаминов и путресцина в культуре L-клеток // Вопр. мед. химии. - 1991. - Т. 37, № 6. - С. 77- 81.
- Byers TL., Pegg AE. Regulation of polyamine transport in Chinese hamster ovary cells // J. Biol Chem. - 2004, Jul 16. - V. 279(29). - P. 29921-29929.
- Pines J. The cell cycle kinases // Semin.Cancer Biol. - 1994. - V. 5. - P. 305-313.
- Sarkar FH, Yiwei L. Using chemopreventive agents to enhance the efficacy of cancer therapy // Can. Res. - 2006. - V. 66 (7). - P. 3347- 3350.
- Wallace HM. Polyamine catabolism in mammalian cells: excretion and acetylation // Med.Sci.Res. - 1987. - V. 15. - P. 1437- 1440
Библиографическая ссылка
А.А. Шевченко, З.Ф. Хараева ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛА И АЗАФЛУОРЕНА НА АКТИВНОСТЬ ОРНИТИНДЕКАРБОКСИЛАЗЫ В БЕСКЛЕТОЧНОЙ ТЕСТ-СИСТЕМЕ ИЗ РЕГЕНЕРИРУЮЩЕЙ ПЕЧЕНИ КРЫС // Фундаментальные исследования. – 2010. – № 2. – С. 148-151;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=1661 (дата обращения: 19.04.2024).