Влияние флавоноидов на каналообразующую активность токсинов и антимикробных агентов в липидных бислоях

• Автор: Ефимова, Светлана Сергеевна
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 107 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
Цели и задачи исследования
Научная новизна исследования
Теоретическое и практическое значение работы
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Фл авоноиды
1.1.1. Классификация флавоноидов
1.1.2. Биологическая роль флавоноидов
1.1.3. Мембранная активность флавоноидов
1.2. Характеристика объектов исследования
1.2.1 Липопептиды Pseudomonas syringae
1.2.2. Пептиды Hyalophora cecropia
1.2.3. Порообразующие токсины Staphylococcus aureus
1.2.4. Полиеновые макролидные антибиотики Streptomyces
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Материалы
2.2. Методы исследования
2.2.1. Формирование липидных бислойных мембран
2.2.2. Гистограммы флуктуаций трансмембранного тока и времени жизни одиночных каналов
2.2.3. Средненормированный трансмембранный ток
2.2.4. Изменение дипольного потенциала мембран при введении

флавоноидов
2.2.5. Селективность каналов
2.2.6. Равновесный трансмембранный ток
2.2.7. Удельная электропроводность растворов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Сирингомицип Е
3.2. Цекропины
3.3. Альфа-гемолизин
3.4. Полиеновые макролидные антибиотики
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
БЛАГОДАРНОСТИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1А

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
Плазматическая мембрана является первичной мишеныо взаимодействия токсинов и лекарственных веществ с клеткой. Во многих случаях взаимодействие экзогенных соединений с мембраной приводит к нарушению ее барьерных функций за счет образования ион-проницаемых трансмембранных пор, последующему разрушению мембраны и гибели клетки. Когда токсичность экзогенных соединений в отношении клеток млекопитающих связана с образованием ионных каналов, актуальной фармакохимической задачей является поиск веществ, способных уменьшать их каналообразующую активность. Если мишенями являются грибковые или бактериальные клетки, интерес представляют соединения, увеличивающие мембранную активность антибиотиков.
В качестве потенциальных регуляторов каналообразующей активности токсинов и антимикробных агентов можно рассматривать флавоноиды. Флавоноидами называется группа фенольных соединений преимущественно растительного происхождения. Амфифильность молекул флавоноидов позволяет им легко встраиваться в биологические мембраны и изменять их физико-химические свойства, в том числе, дипольный потенциал. Дипольный скачок потенциала на границе раздела мембрана-раствор возникает в результате определенной взаимной ориентации молекул липидов и воды, при этом углеводородная область бислоя оказывается заряженной положительно относительно окружающей мембрану водной фазы [Andersen et al., 1976; Franklin and Cafiso, 1993; Csch et al., 2000]. Известно, что уменьшение дипольного потенциала мембраны при адсорбции флавоноида флоретина вызывает изменение каналообразующей активности некоторых антимикробных пептидов и липопептидов, в частности, грамицидина А, аламетицина, сирингомицина Е и сурфактина [Rokitskaya et al., 1997; Luchian and Mereuta, 2006; Ostroumova et al., 2008; Ostroumova et al., 2010]. Интерес к флавоноидам обусловлен также широким спектром их биологической активности; они обладают Р-витаминной активностью, гипотензивным, седативным, кардиопротекториым,
противовоспалительным и противомикробным действием [Cowan et al., 1999; Middleton et al., 2000; Havsteen, 2002; Soobrattee et al., 2005; Singh et al., 2008]. При этом многие флавоноиды мало токсичны для клеток млекопитающих, что указывает на перспективы создания новых фармакологических препаратов на их основе.
Для получения надежных результатов, позволяющих выявить механизмы влияния флавоноидов на процессы формирования и функционирования ион-проницаемых пор,

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Материалы
В работе использовали следующие реактивы:
• мембрапообразующие липиды: 1,2-дифитаноил-от-глицеро-З-фосфохолин (ДФФХ), 1,2-дифитаноил-л72-глицеро-3-фосфосерин (ДФФС), 1,2-диолеил-яг-глицеро-З-фосфохолин (ДОФХ), 1-пальмитоил-2-олеил-от-глицеро-3-фосфохолин (ПОФХ), 1,2-диолеил-^и-глицеро-З-фосфосерин (ДОФС), 1,2-диолеил-от-глицеро-З-фосфоэтаноламин (ДОФЭ), холестерин (Хол), эргостерин (Эрг), 7-дегидрохолестерин (ДХол) и стигмастерин (Стигм). (“Avanti Polar Lipids”, США). Химические структуры фосфолипидов и стсринов представлены на рис. 17;
• буферные растворы электролитов: аспартат натрия (NaAsp), глюконат натрия (NaGlc) (“Fluka”, США), NaCl, KCl, MOPS, HEPES (“Sigma”, США);
• каналообразующие агенты: а-гемолизин Staphylococcus aureus (а-ГЛ), амфотерицин В (АмВ), филлипин (ФЛ), цекропин А (ЦА) и цекропин В (“Sigma”, США). Сирингомицин Е (СМЕ) был выделен и очищен, как описано в литературе [Bidwai et al., 1987], и любезно предоставлен д-ром Д. Такемото (Utah State University, США).
• флавоноиды: флоретин, флоридзин, генистин, генистеин, кверцетин, мирицетип, биоханин А, (±)гидрат катехина, (±)гидрат таксифолина, даидзеин, 2’,4’,6’-моногидрат тригидроксиацетофенона (ТГАФ) (“Sigma”, США);
• ионофоры: нонактин (“Sigma”, США);
• органические растворители: пентан, этанол, хлороформ, диметилсульфоксид (ДМСО), гексадекан и сквален (“Sigma”, США).