Взаємодія екдистерону та інших С27-стероїдів із мембранами еритроцитів - Автореферат

На основі порівняння хімічної будови екдистерону та кальцитріолу і даних літератури щодо подібності їхнього впливу на теплокровних тварин [Коцюруба та ін., 1993; 1995], можна припустити, що екдистерон діє за негеномним механізмом, подібно до ендогенних стероїдних гормонів ссавців. Для досягнення цієї мети поставлено такі завдання: - порівняти in vivo дію екдистерону й ендогенного стероїдного гормону ссавців кальцитріолу на активацію сигнальних систем клітин, - на модельних системах in vitro дослідити можливість прямої дії екдистерону та інших С27-стероїдів на плазматичні мембрани, - вивчити фізико-хімічні властивості плазматичних мембран за умов їх взаємодії з екдистероном та іншими С27-стероїдами. У дослідах in vitro з мембранами еритроцитів за допомогою мічених [3Н, 14С]С27-стероїдів вивчено звязування екдистерону з плазматичними мембранами. Встановлено, що взаємодія екдистерону з мембранами еритроцитів супроводжується зміною таких показників фізико-хімічного стану мембран, як величина молярного співвідношення холестерол/фосфоліпіди, стійкість до кислотного гемолізу, вязкість, поверхневий заряд, взаємодія з білковими компонентами, активність мембранозвязаного ферменту Na ,K -АТФАЗИ. Отримані дані розширюють сучасні уявлення щодо механізму дії екдистерону на клітини теплокровних тварин у ранній період (0-60 хв) його взаємодії з плазматичною мембраною, внаслідок чого відбувається активація сфінгомієлінової сигнальної системи.Встановлено, що за умов короткочасної взаємодії (0 - 60 хв) екдистерону та кальцитріолу з тканинами-мішенями для кальцитріолу (печінка, слизова оболонка тонкого кишечника) та іншими тканинами (серце, головний мозок) щурів відбувається гідроліз сфінгомієліну з утворенням вторинного месенджера - сфінгозину, що свідчить про можливість активації сфінгомієлінової сигнальної системи. В дослідах in vitro на мембранах еритроцитів за присутності в реакційному середовищі екдистерону та радіоактивно мічених С27-стероїдів - [7-3Н]холестеролу, [4-14С]холекальциферолу та [23,24(n)-3Н]кальцитріолу - виявлено, що екдистерон витісняє з клітинних мембран кальцитріол, конкуруючи з ним за місця звязування. Взаємодія екдистерону та інших С27-стероїдів (холестеролу, 7-дегідрохолестеролу, 25-гідроксихолестеролу, 25-гідрокси-7-дегідрохолестеролу, холекальциферолу, кальцитріолу і 2-дезоксіекдистерону) з мембранами зумовлює зміни фізико-хімічного стану останніх. Встановлена кореляційна залежність між активністю інтегрального мембранного білка еритроцитів Na ,K -АТФАЗИ та мікровязкістю мембран у випадку дії на мембрани екдистерону та інших С27-стероїдів: під впливом екдистерону і його 2-дезоксипохідного відбувається зменшення мікровязкості та збільшення активності Na ,K -АТФАЗИ, тоді як за дії моногідроксильованих стероїдів відзначено протилежний ефект. Це підтверджується різноспрямованістю ефектів екдистерону і інших полі-(2-дезоксіекдистерону) та дигідроксильованих С27-стероїдів (25-гідроксихолестеролу, 25-гідрокси-7-дегідрохолестеролу, кальцитріолу) порівняно з моногідроксильованими стероїдними сполуками (холестеролом, 7-дегідрохолестеролом, холекальциферолом).

1. Встановлено, що за умов короткочасної взаємодії (0 - 60 хв) екдистерону та кальцитріолу з тканинами-мішенями для кальцитріолу (печінка, слизова оболонка тонкого кишечника) та іншими тканинами (серце, головний мозок) щурів відбувається гідроліз сфінгомієліну з утворенням вторинного месенджера - сфінгозину, що свідчить про можливість активації сфінгомієлінової сигнальної системи.

2. В дослідах in vitro на мембранах еритроцитів за присутності в реакційному середовищі екдистерону та радіоактивно мічених С27-стероїдів - [7-3Н]холестеролу, [4-14С]холекальциферолу та [23,24(n)-3Н]кальцитріолу - виявлено, що екдистерон витісняє з клітинних мембран кальцитріол, конкуруючи з ним за місця звязування.

3. Взаємодія екдистерону та інших С27-стероїдів (холестеролу, 7- дегідрохолестеролу, 25-гідроксихолестеролу, 25-гідрокси-7-дегідрохолестеролу, холекальциферолу, кальцитріолу і 2-дезоксіекдистерону) з мембранами зумовлює зміни фізико-хімічного стану останніх. Під впливом екдистерону та інших ди- і полігідроксильованих стероїдів знижується величина молярного співвідношення холестеролу та фосфоліпідів в мембранах, стійкість еритроцитів до кислотного гемолізу, зменшується мікровязкість мембран і збільшується поверхневий заряд. Моногідроксильовані стероїди спричинюють протилежні зміни.

4. Встановлена кореляційна залежність між активністю інтегрального мембранного білка еритроцитів Na ,K -АТФ-ази та мікровязкістю мембран у випадку дії на мембрани екдистерону та інших С27-стероїдів: під впливом екдистерону і його 2-дезоксипохідного відбувається зменшення мікровязкості та збільшення активності Na ,K -АТФ-ази, тоді як за дії моногідроксильованих стероїдів відзначено протилежний ефект.

5. Виявлено звязок між хімічною будовою молекули С27-стероїдів та їхньою дією на мембрани. Це підтверджується різноспрямованістю ефектів екдистерону і інших полі- (2-дезоксіекдистерону) та дигідроксильованих С27-стероїдів (25-гідроксихолестеролу, 25-гідрокси-7-дегідрохолестеролу, кальцитріолу) порівняно з моногідроксильованими стероїдними сполуками (холестеролом, 7-дегідрохолестеролом, холекальциферолом).

Перелік робіт, що опубліковано за темою дисертації

1. Коцюруба А.В., Буханевіч О.М.,Туганова А.В., Тараканов С.С. Механізми ранньої дії біологічно активних оксистеринів: кальцитріолу та екдистерону. Модуляція внутрішньоклітинних пулів арахідонової кислоти та продуктів її окиснювального метаболізму // Укр. биохим. журн. 1995. 67, № 5. С. 45-52.

2. Коцюруба А.В., Туганова А.В., Буханевіч О.М., Тараканов С.С. Механізми ранньої дії біологічно активних оксистеринів: кальцитріолу та екдистерону. Ідентифікація обміну сфінгомієліну як ефекторного механізму ранньої дії // Укр. биохим. журн. 1995. 67, № 5. С. 53-58.

3. Коцюруба А.В., Буханевіч О.М.,Туганова А.В., Тараканов С.С., Бердишев А.Г. Дослідження механізмів ранньої дії біологічно активних оксистеринів: кальцитріолу та екдистерону. Модуляція систем, що генерують низькомолекулярні активатори гуанілатциклази // Укр. биохим. журн. 1995. 67, № 5. С. 58-64.

4. Tuganova A.V. and Kosyuruba A.V. The in vitro interaction of C27-sterols with the erythrocyte membranes depends on the sterol structure and concentration. // Cellular and Molecular Biology Letters. 1996. 1, N 2. P. 129 - 135.

5. Туганова А.В., Коцюруба А.В. Исследование взаимодействия С27-стеринов с мембранами эритроцитов // Укр. биохим. журн. 1996. 68, №6. С. 61 - 68.

6. Пивоваренко В.Г., Туганова А.В., Осинская Л.Ф., Холодова Ю.Д. Синтез и антиоксидантная активность изофлавонов, содержащих гидрофильные и липофильные заместители // Химико-фарм. журнал. 1997. №3. С. 14-18.

7. V.G.Pivovarenko, A.V.Tuganova, A.S.Klimchenko, A.P.Demchenko. Flavonols as models for fluorescent membrane probes. I. The response to the charge of micelles.// Cellular and Molecular Biology Letters. 1997. v.2. P. 355 - 364.

8. A.S.Klimchenko, A.V.Tuganova, I.D.Petrina, V.G.Pivovarenko, A.P.Demchenko. 4’-dialkylaminoflavonolsas a model for fluorescent membrane probes // W. Mejbaum-Katzenellebogens Seminars in Mol.Biology, Wroclaw, June 3-5, 1996.- P.5.

9. A.V.Tuganova, A.V.Kothyuruba. C27-sterols in vitro alter lipid and protein components of erythrocyte membranes/Workshop on phytoecdysteroids, Syctyvcar, Russia, September 2.6, 1996. Р.118 - 119.

10. V.G.Pivovarenko, A.V.Tuganova. The synthesis and investigation of antioxidant.

Activity of isoflavones with different hydrophylic and lipophilic substituents.// Second Int. Symp. on the chemistry of natural compounds (SCNC), Eskisehir, Turkey, October 22-24, 1996.- P.146.

11. A.V.Tuganova, A.V.Kotsyruba. The in vitro interaction of different C27-sterols with plasma membrane.// Second Int. Symp. on the chemistry of natural compounds (SCNC), Eskisehir, Turkey, October 22-24, 1996.- P.169.

12. A.V. Tuganova, N.L. Kindruk, G.V. Korniethz, A.V. Kotsyuruba. Steroids interaction with erythrocyte membranes. Modulation of the activity of Na ,K -ATPASE/ XIIITH Ecdysone Workshop, Jena, Germany, July 27 - 31, 1998. - Р12.