Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3 курс / Фармакология / Синтез_и_изучение_свойств_новых_материалов_с_противоопухолевой

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
6.66 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

71

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

5 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

100 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220

230

240

250

260

270

280

290

300

 

 

 

 

 

l / нм

 

 

 

 

Рис. 3.23. Спектры поглощения растворов ДНК (6,1 мкM), содержащих различные концентрации соединения 1.57 (1–100 мкМ) в физиологическом растворе (0,9 % NaCl).

Наблюдается заметный гипохромный сдвиг полосы поглощения ДНК при увеличении концентрации соединения 1.57. Такие изменения могут говорить о том, что соединение 1.57 взаимодействует с ДНК, вызывая изменение её спектральных характеристик.

Спектроскопия кругового дихроизма является одним из наиболее чувствительных методов исследования конформационных изменений,

обусловленных взаимодействием малых молекул с ДНК [101] и часто используется для установления типов взаимодействий биологически активных молекул с ДНК [102].

На Рис. 3.24 представлены спектры кругового дихроизма растворов ДНК,

которые включают положительные полосы при 275 нм, обусловленные стекинг-

взаимодействиями нуклеотидов, и отрицательные полосы при 246 нм, связанные с хиральностью правозакрученной В-формы двойной спирали ДНК [103]. При этом увеличение концентрации соединения 1.57 приводит к уменьшению интенсивности поглощения положительной полосы и увеличению интенсивности поглощения отрицательной полосы. Наблюдаемые изменения при добавлении соединения 1.57 носили концентрационно-зависимый характер. Таким образом,

72

можно предположить, что наблюдаемый эффект является результатом комбинации нескольких типов взаимодействий соединения 1.57 с ДНК.

 

2.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

1 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

мград

5 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

50 мкМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дихроизм

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круговой

-0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

 

 

 

 

 

 

l/нм

 

 

 

 

 

Рис. 3.24. Спектры кругового дихроизма ДНК (C = 6,1 мкM) в зависимости от

концентрации соединения 1.57 (C = 1–100 мкМ).

Увеличение температуры оказывает сильное влияние на стабильность двухцепочечной структуры ДНК, вызывая разрыв до однонитевой структуры, так называемое «плавление» нуклеиновой кислоты. Температура, при которой 50 %

дуплексной ДНК остаётся в двухцепочечном состоянии, считается температурой плавления ДНК (Tm) [104]. Температура плавления ДНК (Tm) напрямую зависит от стабильности её двойной спирали. Взаимодействие ДНК с малыми молекулами может стабилизировать структуру нуклеиновой кислоты, вызывая конформационные изменения, что обычно приводит к увеличению значения Tm.

Изучение плавления ДНК методом УФ-спектроскопии в присутствии соединения 1.57 показало, что температура плавления ДНК практически не меняется, хотя возрастает ширина перехода (Рис. 3.25), что свидетельствует о наличии взаимодействия. Аналогичный вид кривой плавления наблюдается при взаимодействии цисплатина с ДНК при аналогичных соотношениях. Таким образом можно предположить, что связывание в обоих случаях осуществляется с основаниями ДНК.

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

73

1.25

ДНК

 

 

 

 

 

 

0.006

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНК + соединение 1.57

 

 

 

 

 

1.20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.004

1.15

 

 

 

 

 

 

 

Ad

А

 

 

 

 

 

 

 

td /

1.10

 

 

 

 

 

 

 

0.002

1.05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.000

1.00

 

 

 

64,4

65,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

30

40

50

60

70

80

90

100

 

 

 

Температура / °C

 

 

 

Рис. 3.25. Кривые плавления ДНК (6,1 мкМ) в отсутствие и в присутствии соединения 1.57 в физиологическом растворе (0,9 % NaCl) при стехиометрическом соотношении [соединение 1.57] / [ДНК] = 1,5.

Предполагая равновесный характер связывания, мы рассчитали величины

Kbin для соединения 1.57 с ДНК с использованием уравнения Вольфа — Шиммерa

[105]:

 

[ДНК]

=

[ДНК]

+

1

,

(3.19)

 

 

Kbin ( b - f )

 

a - f

b - f

 

 

где Kbin — константа связывания; [ДНК] — концентрация ДНК, εa, εf и εb — коэффициенты экстинкции комплекса лиганда (соединение 1.57) с ДНК, лиганда и лиганда, связанного с ДНК в стехиометрическом количестве, соответственно.

Как показано на Рис. 3.26, зависимость [ДНК] / (εa εf) от [ДНК] является линейной. Основываясь на уравнении Вольфа — Шиммера, константы связывания, полученные для соединения 1.57, составляют 3,44·107 М−1, что указывает на то, что соединение 1.57 обладает высокой способностью образовывать связи с ДНК предположительно по ковалентному механизму.

Следует отметить, что значения констант связывания, полученные по данным калориметрического титрования и спектрофотометрического метода, хорошо согласуются.

 

 

 

 

 

74

 

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чсм

 

y = 0,12x + 0,504

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R² = 0,9827

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

2

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f)}Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

]/(

 

 

 

 

 

 

Поглощение

 

 

 

 

{[ДНК

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

1

6

1 1

16

2 1

 

 

 

 

 

 

[ДНК] / мкМ

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

 

 

 

 

 

l / нм

 

 

 

 

 

Рис. 3.26. Спектры поглощения растворов ДНК (C = 3,6–24,4 мкМ) при постоянной концентрации соединения 1.57 (C = 5,4 мкM), а также зависимость в координатах [ДНК] / (εa εf) от [ДНК] (R2 = 0,982) при [ДНК] = 3,6, 5,4, 8,2, 11,1, 13,5, 1,89 и 24,4 мкМ.

Значение G составило −43,03 кДж/моль.

3.5.3.Антиоксидантная активность

3.5.3.1.Изучение антирадикальной активности

Для количественной оценки скорости реакции между веществом 1.57 и

ДФПГ была использована кинетическая модель реакции псевдопервого порядка,

описываемая уравнением (3.20):

ln

A - At

= -kt ,

(3.20)

A - A

 

 

 

 

 

0

 

 

где A, At и A0 — оптические плотности раствора спустя «бесконечность» (через шесть дней после начала эксперимента), в момент времени t и в начальный момент времени, соответственно.

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

75

Из тангенсов углов наклона кривых в координатах ln A - At от t (Рис. 3.27)

A - A0

были получены значения кажущихся констант скорости при различных температурах (Табл. 3.9).

 

0.00

 

 

 

 

 

 

)]

-0.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

− A

-0.04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A

 

 

 

 

 

 

 

) /

-0.06

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

− A

 

 

 

 

 

 

 

-0.08

 

 

 

 

 

 

ln[(A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.10

 

 

 

 

 

 

 

-0.12

 

 

 

 

 

 

 

0

5

10

15

20

25

30

 

 

 

 

t / мин

 

 

 

Рис. 3.27. Кинетическая зависимость восстановления ДФПГ веществом 1.57 при

303,15 К (), 308,15 К (), 313,15 К (), 318,15 К ().

Табл. 3.9. Значения констант скорости восстановления ДФПГ веществом 1.57.

T / К

k·10−3 / мин−1

 

 

303,15

2,43 ± 0,06

308,15

3,14 ± 0,05

313,15

3,40 ± 0,03

318,15

4,30 ± 0,03

Далее были построены зависимости в координатах lnk от T−1 (Рис. 3.28) и

рассчитаны значения энергии активации (Еa = 28,74 ± 0,38 кДж·моль−1) и фактора частоты (lnA = 5,40 ± 1,46) в соответствии с уравнением Аррениуса:

ln k = ln A -

Ea

,

(3.21).

i

RT

 

 

 

 

76

 

 

-5,4

 

 

 

 

-5,5

 

 

 

 

-5,6

 

 

 

-1

 

 

 

 

/lnмин

-5,7

 

 

 

 

 

 

 

lnk

-5,8

 

 

 

 

 

 

 

 

-5,9

 

 

 

 

-6,0

 

 

 

 

-6,1

 

 

 

 

0,00315

0,00320

0,00325

0,00330

 

 

 

T-1/ K-1

 

Рис. 3.28. Температурная зависимость логарифма константы скорости реакции взаимодействия вещества 1.57 с ДФПГ. T — абсолютная температура, k

константа скорости псевдопервого порядка.

3.5.3.2. Изучение фотодинамических свойств

Исследование фотообесцвечивания Радахлорина в присутствии соединения 1.57 позволяет оценить антиоксидантные свойства препарата при облучении видимым светом. Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные данные позволяют оценить возможность использования веществ для реализации фотодинамической терапии, которая активно используется в онкологии [106,107] и лечении неопухолевых заболеваний [108].

Проведение фотодинамической терапии требует выбора эффективных фотосенсибилизаторов, селективных по отношению к мишени и имеющих достаточный квантовый выход синглетного кислорода при облучении. Этим требованиям соответствуют препараты хлорина e6, которые хорошо зарекомендовали себя в клинической практике. В данной работе использовался препарат Радахлорин — фотосенсибилизатор второго поколения,

предназначенный для флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии злокачественных опухолей [109,110]. Метод фотодинамической терапии основан на способности Радахлорина избирательно накапливаться в опухоли при его

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

77

введении и генерировать синглетный кислород, который оказывает токсическое действие на опухолевые клетки и разрушает их плазматические мембраны при воздействии света с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения Радахлорина. Несомненно, образование активных форм кислорода может быть усилено прооксидантами и ослаблено антиоксидантами. Таким образом,

прооксиданты ускоряют фотообесцвечивание препарата, а антиоксиданты его ингибируют.

Деградацию фотосенсибилизатора оценивали путём измерения констант скорости фотодеградации (kdeg), значения которых определяли по тангенсу угла наклона кинетических зависимостей в координатах ln(At /A0) – t. Уменьшение kdeg

указывает на наличие у исследуемого соединения свойств гасителя синглетного кислорода. В свою очередь, увеличение kdeg указывает на то, что тестируемое соединение обладает свойствами индуктора синглетного кислорода. Спектры поглощения Радахлорина измеряли в отсутствие и в присутствии различных концентраций соединения 1.57 (Рис. 3.29), кинетическая зависимость фотовыцветания Радахлорина представлена на Рис. 3.30. В данной работе в качестве контроля использовали раствор азида натрия (C = 500 мкМ). Из представленных результатов можно сделать вывод о ярко выраженных антиоксидантных свойствах соединения 1.57 при облучении.

 

0.4

 

 

 

 

0.3

 

 

 

A

0.2

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

0.0

 

 

 

 

620

645

670

695

 

 

l / нм

 

 

Рис. 3.29. Снижение оптической плотности Радахлорина в присутствии соединения 1.57 (C = 5–100 мкМ) при облучении: ▬ без облучения; 10 с, 20 с, 30 с, 40 с, 50 с.

 

 

 

78

 

 

 

1.8

 

 

 

 

 

1.6

 

 

 

 

)

1.4

 

 

 

 

t

 

 

 

 

/A

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

ln(A

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

10

20

30

40

50

 

 

 

время / с

 

 

Рис. 3.30. Кинетическая зависимость фотовыцветания Радахлорина () в

присутствии соединения 1.57 (5 мкМ, 10 мкМ, 25 мкМ, 50 мкМ, 75

мкМ, 100 мкМ) в сравнении с азидом натрия (500 мкм). A0 и At

оптические плотности растворов Радахлорина при длине волны 664,9 нм до и после облучения.

3.5.3.3. Фотоиндуцированный гемолиз

Известно, что лизис эритроцитов инициируется облучением ультрафиолетом или видимым светом в присутствии фотосенсибилизаторов,

наиболее эффективными из которых являются порфирины и их производные

[109], в частности Радахлорин. Установлено, что фотодинамический эффект в первую очередь связан с генерацией синглетного кислорода, а затем и других активных форм кислорода. Связывание порфиринов с клеточными мембранами приводит к снижению фотостабильности мембран [110].

На Рис. 3.31 показана концентрационная зависимость степени фотоиндуцированного гемолиза в присутствии соединения 1.57. Как видно из полученных результатов, соединение 1.57 подавляет гемолиз, индуцированный Радахлорином, что проявляется в увеличении времени гемолиза. Из полученных

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

79

результатов можно сделать вывод, что соединение 1.57 проявляет дозозависимую антиоксидантную активность.

контроль

50

/ TC

соединение1.57

50

TC

1.6

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0

0

50

100

150

200

C / мгл−1

Рис. 3.31. Зависимость степени фотоиндуцированного гемолиза в присутствии соединения 1.57. C — молярная концентрация соединения 1.57, Т50соединения 1.57

время фотоиндуцированного гемолиза 50 % эритроцитов в присутствии соединения 1.57, T50контроль — время фотоиндуцированного гемолиза 50% в

присутствии физиологического раствора.

3.5.3.4. Антирадикальная активность соединения 1.57 по отношению к NO-

радикалу

Несбалансированность между прооксидантными и антиоксидантными системами часто может приводить к оксидативному стрессу организма, поэтому важно учитывать влияние на эти процессы биологически-активных веществ,

которые в перспективе могут использоваться в качестве лекарственных средств.

На Рис. 3.32 представлена зависимость степени связывания NO-радикалов с веществом 1.57 в диапазоне концентраций 1–200 мкМ. В качестве вещества сравнения использовался азид натрия [111]. Из полученных данных видно, что в отличие от азида натрия, вещество 1.57 практически не взаимодействует с NO-

радикалами.

80

0.5

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

0

10

25

50

75

100

200

 

 

 

C / мкМ

 

 

 

Рис. 3.32. Эффективность захвата NO-радикалов веществом 1.57 (темно-серый)

по сравнению с азидом натрия (светло-серый). С — молярная концентрация вещества 1.57.

3.5.4. Генотоксичность соединения 1.57

Средние значения % содержания ДНК в хвосте кометы, длины хвоста и момента хвоста комет, наблюдаемые из МКПК человека, инкубированных в присутствии H2O2 (положительный контроль), PBS (отрицательный контроль) и

соединения 1.57, представлены в Табл. 3.10. Видно, что количество повреждений ДНК в присутствии H2O2 значительно выше, чем у контрольных клеток. В

качестве примера на Рис. 3.33 представлены микрофотографии ДНК-комет в присутствии H2O2 (C = 100 мкМ), PBS, и соединения 1.57 в диапазоне концентраций 1–200 мкМ. Анализ Табл. 3.10 показывает, что инкубация МКПК человека с соединением 1.57 вызывает дозозависимое повреждение целостности ДНК.

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/