Аналіз механізмів взаємодій похідних імідазол-4,5-, піразол-3,4-дикарбонових кислот і нової бензопіранової сполуки – ансекуліна із NMDA-рецепторним іонофорним комплексом. Визначення ролі гідрофобних взаємодій в модуляції NMDA-керованих іонних каналів.
Аннотация к работе
Національна Академія Наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наукБлокатори NMDA-рецепторів можуть використовуватись в терапії для лікування від опіатної та морфінової залежності {Bespalov, DUMPIS, et al., 1994}, {Wolf & JEZIORSKI, 1993}. Модельним обєктом таких досліджень може служити гіпокамп, оскільки він є місцем проекції великої кількості глутаматергічних нейронів, і, відповідно, концентрація NMDA-рецепторів в даній структурній одиниці головного мозку є досить високою. Мета і задачі дослідження: Метою роботи було зясування механізмів взаємодій похідних імідазол-4,5-, піразол-3,4-дикарбонових кислот і нової бензопіранової сполуки-ансекуліна (KA-672) із NMDA-рецептор-керованим іонним каналом, а також дослідження ролі гідрофобних взаємодій в модуляції NMDA-рецептора у пірамідних нейронах гіпокампа щура. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі: 1) Використовуючи метод внутрішньоклітинної перфузії у конфігурації “ціла клітина” визначити електрофізіологічні характеристики взаємодії похідних імідазол-4,5-і піразол-3,4-дикарбонових кислот з NMDA-рецептором. В дисертаційній роботі вивчено вплив нових агоністів і антагоністів NMDA-рецептора, похідних імідазол-4,5-, піразол-3,4-дикарбонових кислот і нового блокатора іонного каналу NMDA-рецептора гідрохлорида ансекуліна (KA672.HCL).Раніше було показано, що 1-метил-, 1-етил-і 1-бензилпохідні імідазол-4,5-дикарбонової кислоти (ІЕМ) при прямому введенні в мозок мишам виявляють властивості часткових агоністів рецепторів збуджуючих амінокислот {Ryzov, LAPIN, et al., 1988} Тому ми вивчили дію цих і деяких інших похідних імідазол-4,5-і піразол-3,4-дикарбонових кислот (ІДК і ПДК) на струми, що активуються NMDA в ізольованих нейронах гіпокампа щура (рис 1. і табл.1). В експериментах на ізольованих нейронах піразол-3,4-дикарбонова кислота (ІЕМ-1375) була здатна активувати мембранну провідність, тобто виявила властивості агоніста NMDA-рецепторів, однак заміщення в положенні 1 циклу атома водню на метильну групу призвело до появи у такої сполуки (ІЕМ-1575) активності NMDA-антагоніста (рис. Так, дві 1-заміщені імідазольні похідні (ІЕМ-1573 і ІЕМ-1442) були неактивні, тоді як подовження вуглеводневого ланцюга замісника у першому положенні імідазольного кільця від пропіла до бензила (відповідно ІЕМ-1791 і ІЕМ-1441) виявило сполуки з властивостями антагоністів NMDA-рецепторів (рис. Можливість взаємодії КА672 з фенциклідиновим центром NMDA-рецептора (РСР-центром) була перевірена в серії експериментів, в яких порівнювалася міра блокування NMDA-активованих відповідей в розчині, що містив разом із аспартатом і гліцином 10МКМ KA672 (контрольний розчин) і в розчині, що містив крім вищезгаданих компонентів ще 1МКМ кетаміна, структурного гомолога фенциклідина, який також взаємодіє з РСР-центром рецептора. Потім клітину переносили в розчин, що містив 10 МКМ KA672 і 1 МКМ кетаміна і визначали наступну інтенсивність блоку: І(1МКМ кетаміна 10МКМ КА672) / І(1МКМ кетаміна)= 0.80± 0.07 (всього було проведено п‘ять таких експериментів.) Статистична обробка показала відсутність будь-якої конкуренції між кетаміном і КА672.HCL за фенциклідиновий центр рецептора: відмінність між цими двома параметрами становить не більше за 1.3 %.Виявлено, що збільшення ліпофільності оточення атома азоту гетероцикла в даних похідних приводить до ослаблення NMDA-агоністичної і посилення NMDA-антагоністичної активності при незмінності відстані між карбоксильними групами. Показано, що збільшення ліпофільності оточення даного атома азоту може приводити також до втрати селективності взаємодії з рецептором NMDA-типу і появи у агента активності HENMDA-антагоніста. Виявлена можливість існування біля звязуючого аміногрупу місця в глутамат-розпізнаючому центрі NMDA-рецептора ліпофільної області (кишені або порожнини), з якою може взаємодіяти ліпофільна група-замісник атома азоту або сусіднього атома. Показано, що наявність у молекулі кислої амінокислоти антагоністичної активності визначається не тільки відстанню між термінальними кислотними групами, але й може бути повязана з ліпофільністю оточення фармакофорного атома азоту, причому у останньому випадку відстані між фармакофорними групами в молекулі антагоніста можуть бути такі ж, як і в молекулі агоніста. Відсутність конкуренції за будь-який регуляторний центр NMDA-рецептора разом із відсутністю механізму дії “use-dependence” свідчать про взаємодію ансекуліна безпосередньо з іонним каналом.