WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Из данных по измерению -потенциала следует, что AlPcN4 наиболее эффективно из изученного ряда 0 10 20 30 40 50 C, мкМ фотосенсибилизаторов -связывается как с отрицательно -заряженными липосомами из -липида E. сoli (Рис.13), так и с -80 нейтральными липосомами из Рис.13. Зависимость -потенциала липосом, фосфатидилхолина (Рис.5).

приготовленных из липида E.coli, от концентрации фталоцианинов. Кривая 1 – AlPcN4, кривая 2 – ZnPcS4, кривая 3 – AlPcS4, кривая 4 – NiPcS4.

Буферный раствор содержал 10 мМ KCl, 5 мМ MES, 5 мМ Tris, рН 7.

.

2.2 Значение электростатического взаимодействия с липидной мембраной для фотодинамической активности металлофталоцианинов.

На Рис.14 представлены зависимости амплитуды фотоинактивации грамицидиновых каналов в присутствии AlPcN4, AlPcS4 и ZnPcS4 для мембран, содержащих кислые липиды. Ранее (Рис.4) аналогичные данные были показаны для мембраны из нейтрального липида (DPhPC). Сравнение этих двух рисунков показывает существенно большую разницу в активности изученных фотосенсибилизаторов на отрицательно заряженных мембранах, приготовленных из смеси DPhPC и анионного липида дифитаноилфосфатидилглицерола (DPhPG), чем на нейтральных мембранах.

, мВ Данные по фотоинактивации грамицидиновых каналов хорошо коррелируют с результатами измерений потенциала. Учитывая данные по квантовому выходу генерации синглетного кислорода для ZnPcS4, AlPcS4 и AlPcN100x10-12 1x10-9 10x10-9 100x10-9 1x10-6 10x10-6 100x10-(Таблица 2), можно C, М заключить, что Рис.14. Зависимость амплитуды фотоинактивации грамицидина А в мембране из смеси DPhPC/DPhPG существенные различия в (70/30%) от концентрации фотосенсибилизаторов. Кривая фотодинамической 1 – AlPcN4, кривая 2 – ZnPcS4, кривая 3 – AlPcS4.

Буферный раствор содержал 100 мМ KCl, 10 мМ MES, активности положительно и мМ Tris, pH 7.

отрицательно заряженных фталоцианинов на липидных мембранах, и в особенности на тех, которые содержат анионные липиды, объясняются различиями в связывании фталоцианинов. Эти результаты свидетельствуют о значительном вкладе электростатического взаимодействия в процесс связывания заряженных фталоцианинов с мембраной.

Мы провели систематическое исследование фотодинамической активности (по фотосенсибилизированной инактивации грамицидиновых каналов) и связывания с фосфолипидной мембраной (по изменению электрофоретической подвижности липосом) целого ряда тетра-, гекса- и октакатионных металлофталоцианинов, полученных из НИОПИК, в сравнении с тетрасульфированными металлофталоцианинами.

Оказалось, что на нейтральной мембране из DPhPC эффективнее действуют тетрасульфированные фталоцианины цинка и алюминия (Рис. 15, кривые 1 и 2), чем октакатионные металлофталоцианины (Рис. 15, кривые 3, 4 и 5).

A, % На отрицательно заряженной мембране наблюдаются более значительные различия в фотодинамической активности катионных и анионных фотосенсибилизаторов, причем катионные фталоцианины действуют при 100x10-9 1x10-6 10x10-6 100x10-6 1x10-3 10x10-3 100x10-гораздо меньших C, мМ концентрациях (Рис.16, Рис.15. Зависимость амплитуды фотоинактивации кривые 1, 2 и 3), чем грамицидина А в мембране из DPhPC от концентрации фотосенсибилизаторов. Кривая 1 – ZnPcS4, кривая 2 – анионные фталоцианины AlPcS4, кривая 3 – ZnPcPym8, кривая 4 – AlPcPym8, (Рис.16, кривые 4 и 5).

кривая 5 – ZnPcChol8. Буферный раствор содержал мМ KCl, 10 мМ MES, 10 мМ Tris, pH 7.

0 10 20 30 40 50 С, мкМ ---100x10-9 1x10-6 10x10-6 100x10-6 1x10-3 10x10-3 100x10--C, мМ Рис.16. Зависимость амплитуды Рис.17. Зависимость -потенциала липосом, фотоинактивации грамицидина А в приготовленных из липида E.coli, от мембране из смеси DPhPC/DPhPG (70/30%) концентрации фталоцианинов. Кривая 1 – от концентрации фотосенсибилизаторов. AlPcPym8, кривая 2 – ZnPcPym8, кривая 3 – Кривая 1 – ZnPcChol8, кривая 2 – AlPcS4, кривая 4 – ZnPcS4. Буферный AlPcPym8, кривая 3 – ZnPcPym8, кривая 4 – раствор содержал 10 мМ KCl, 5 мМ MES, AlPcS4, кривая 5 – ZnPcS4. Буферный мМ Tris, рН 7.

раствор содержал 100 мМ KCl, 10 мМ MES, 10 мМ Tris, pH 7.

На Рис.17 видно, что добавление AlPcPym8 и ZnPcPym8 вызывает значительно больший рост абсолютной величины электрокинетического потенциала в случае липосом, A, %, мВ A, % образованных из липида E.coli (кривые 1 и 2), чем добавление тетрасульфированных алюмо- и цинкфталоцианинов (кривые 3 и 4). Следовательно, AlPcPym8 и ZnPcPymэффективнее связываются с липосомами из E.coli, чем AlPcS4 и ZnPcS4.

Эти данные позволяют нам заключить, что значительно большая эффективность октакатионных фталоцианинов по сравнению с анионными фталоцианинами в фотоинактивации грамицидиновых каналов в отрицательно заряженной мембране связана с различным сродством этих фотосенсибилизаторов к мембране.

Одним из основных результатов настоящей работы явилось доказательство корреляции между связыванием фталоцианинов с мембраной и эффективностью их фотодинамического воздействия. Эта корреляция, уже отмеченная ранее (Rokitskaya et al., 2000), находится в соответствии с локальным характером действия генерируемых сенсибилизатором активных форм кислорода. Другим значительным результатом работы стало выявление нового фактора, определяющего процесс связывания металлофталоцианинов с мембранами, а именно координационной связи центрального атома металла с фосфатной группой фосфолипида. Особенно важным этот вид взаимодействия становится в случае многозарядных гидрофильных фталоцианинов, которые нашли применение как при фотодинамической терапии рака (сульфированные фталоцианины), так и в качестве антибактериальных агентов (поликатионные фталоцианины). Ранее в литературе было показано, что для связывания некоторых ионов металлов с липидными мембранами необходимо наличие на их поверхности фосфатных групп (Ермаков и др., 1992). Однако, большое значение координационного взаимодействия с фосфатными группами фосфолипидов в случае металлофталоцианинов было установлено впервые. Из литературы было также известно, что связывание с мембранами заряженных молекул существенно зависит от поверхностного потенциала мембраны (McLaughlin, 1989). Однако не было данных об электростатическом взаимодействии фталоцианинов с мембранами, имеющими различный поверхностный заряд. В настоящей работе не только изучено такое взаимодействие, но и продемонстрирована его значительная роль в фотодинамическом действии фталоцианинов.

ВЫВОДЫ:

1. Фотодинамическая активность металлокомплексов фталоцианинов, несущих различные анионные и катионные заместители, изучена в модельной системе на примере фотодинамической инактивации грамицидиновых каналов в плоских бислойных мембранах различного липидного состава. Показано, что фталоцианины алюминия и цинка, имеющие от 4 до 8 положительно заряженных заместителей, так же как и сульфированные фталоцианины с такими же центральными атомами, проявляют высокую активность в данной системе.

2. Продемонстрировано ингибирующее влияние фторид-анионов на фотодинамическую активность как анионных, так и катионных фталоцианинов алюминия.

3. С помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии, а также измерения электрофоретической подвижности липосом исследовано связывание замещенных металлофталоцианинов с бислойными липидными мембранами. Полученные концентрациоонные зависимости связывания изученных фталоцианинов коррелируют с соответствующими зависимостями их активности, измеренной по фотоинактивации грамицидиновых каналов.

4. Совокупность полученных данных свидетельствует в пользу того, что связывание замещенных металлофталоцианинов с фосфолипидной мембраной определяется в значительной степени координационным взаимодействием центрального атома металла с фосфатной группой липида.

5. Обнаружена существенная зависимость фотодинамической активности замещенных фталоцианинов цинка и алюминия от заряда липидной мембраны.

Качественные различия в этой зависимости для фталоцианинов с катионными и анионными заместителями свидетельствуют о значительном вкладе электростатического взаимодействия в процесс связывания металлофталоцианинов с мембраной.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Pashkovskaya A.A., Sokolenko E.A., Sokolov V.S., Kotova E.A., Antonenko Y.N., Photodynamic activity and binding of sulfonated metallophthalocyanines to phospholipid membranes: contribution of metal-phosphate coordination. Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes 1768 (10), 2459-2465, 2007.

2. Pashkovskaya A.A., Maizlish V.E., Shaposhnikov G.P., Kotova E.A., Antonenko Y.N. Role of electrostatics in the binding of charged metallophthalocyanines to neutral and charged phospholipid membranes. Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes 1778 (2), 541-548, 2008.

3. Пашковская A.A., Перевощикова И.В., Майзлиш В.Е., Шапошников Г.П., Котова E.A., Антоненко Ю.Н. Взаимодействие тетразамещенного катионного фталоцианина алюминия с искусственными и природными мембранами. Биохимия, 74 (9), 1252-1259, 2009.

4. Пашковская А.А., Котова Е.А., Дурантини Э.Н., Антоненко Ю.Н. Сравнение фотосенсибилизирующего действия отрицательно и положительно заряженных фталоцианинов в модельной мембранной системе. IV Съезд фотобиологов России, 2005, С. 155.

5. Pashkovskaya A.A., Sokolenko E.A., Sokolov V.S., Kotova E.A., Antonenko Y.N. Metalphosphate coordination determines the adsorption and photodynamic activity of sulfonated metallophthalocyanines on phospholipid membranes. XII Congress of the European Society for Photobiology, 2007, P. 150.

6. Sokolenko E.A., Pashkovskaya A.A., Kotova E.A., Sokolov V.S., Antonenko Y.N. Interaction of sulfonated metallophthalocyanines with bilayer lipid membranes: photochemical activity versus adsorption on the membrane surface. 51st Biophysical Society Annual Meeting, 2007, P.239a.

7. Пашковская А.А., Котова Е.А., Майзлиш В.Е., Антоненко Ю.Н.

Фотосенсибилизированное повреждение ионных каналов грамицидина А в бислойной липидной мембране в присутствии катионных металлофталоцианинов: роль связывания фотосенсибилизатора с мембраной. V Съезд Российского фотобиологического общества, 2008, С. 173.

8. Pashkovskaya A., Kotova E., Strakhovskaya M., Kireev V., Kuznetsova N., Yuzhakova O., Antonenko Y. Impact of electrostatic interactions with membranes on photodynamic activity of cationic phthalocyanines. V International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines, 2008, P. 508.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»