Денисов С.С.

Алкил производные флуоресцентного красителя 7-нитро-бензоксодиазола
способны разобщать окислительное фосфорилирование митохондрий.
Денисов С. С.
студент
МГУ им. М.В. Ломоносова, химический факультет
s.denisov@chemmsu.ru
Окислительное фосфорилирование один из центральных процессов метаболизма
клетки, приводящий к синтезу АТФ. Синтез АТФ осуществляет АТФаза, которая
использует для фосфорилирования энергию электрохимического потенциала,
создаваемого при работе белков дыхательной цепи. Разобщенное дыхание наблюдается
в том случае, когда электрохимический потенциал рассеивается без синтеза АТФ.
Низкомолекулярные соединения, рассеивающие электрохимический потенциал за счет
переноса протонов через внутреннюю мембрану митохондрий, называются
разобщителями. Показано, что разобщение снижает уровень образования активных
форм кислорода [1], а прием разобщителей в малых дозах снижает негативные
последствия окислительного стресса [2]. Это делает поиск новых разобщителей
перспективной научной задачей. Наличие флуоресцентных разобщителей позволило бы
легко детектировать их внутриклеточное и тканевое распределение и изучать механизм
действия. На данный момент примеры таких разобщителей ограничиваются только
производными родамина [3].
Согласно
схеме
нами
был
O
O
+
N
O
+ O
синтезирован
набор
4-алкиламино-7N
N
нитробензоксодиазолов
(C
NBD)
с n = 10, 8, 9
n
CH 3(CH 2)nNH 2
N
O и 6 атомов углерода. Синтез проводили при
O
CHCl 3, Na 2CO 3
N
комнатной температуре в течение
суток.
N
Продукт
очищали
колоночной
H3C
NH
Cl
хроматографией
и
анализировали
методом
LCn
MS. Выход составлял 50-65% [4].
Все указанные соединения индуцировали ток на бислойной липидной мембране
(БЛМ). При этом наблюдалась хорошая корреляция между гидрофобностью соединений
и их активностью в качестве ионофора, что, по-видимому, связано с увеличением их
проницаемости через мембрану с ростом гидрофобности. Изучение протонной
селективности БЛМ в присутствии С10NBD показало, что селективным протонофором
данное соединение является только в узком диапазоне pH~9, что несколько ниже его
рКа, которое равно 10.3. Опыты на выделенных митохондриях (МХ) печени крысы
показали, что соединения CnNBD эффективно снижают потенциал на внутренней
мембране МХ и увеличивают скорость дыхания в микромолярных концентрациях
(C50~10мкМ). Наиболее эффективным разобщителем оказалось производное C8NBD, в
то время как C10NBD проявляло меньшую активность. При этом на БЛМ C10NBD было
более активно. Изучение протонной проводимости МХ по набуханию в среде с
ацетатом калия также подтвердило наибольшую активность производного С8NBD. В
работах [5] показано, что действие многих разобщителей на МХ является белок
опосредованным. Действительно, 6-кетохолестанол эффективно ингибировал
разобщающее действие соединений CnNBD, что, согласно литературе, также указывает
на
белок
опосредованный
механизм
действия.
[1] Korshunov S.S.,Skulachev V.P., Starkov A.A. // FEBS Letters 1997. V. 416. P. 15-18.
[2] Caldeira da Silva C.C. et al. // Aging Cell 2008. V. 7(4). P. 552-560.
[3] Antonenko Y.N. et al. // J Biol Chem. 2011. V. 286(20). P. 17831-17840.
[4] Cardoso R.M. et al. // J Phys Chem B. 2010. V. 114(49). P. 16337-16346.
[5] Starkov A.A., Dedukhova V.I., Skulachev V.P. // FEBS Letters 1994. V. 355. P. 305-308.