Синтез и изучение модифицированных субстратов и ингибиторов ферментативной трансформации полиненасыщенных кислот

• Автор: Иванов, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил

Регуляция ряда воспалительных процессов, в том числе связанных с возникновением и развитием псориаза и астмы, а также онкологических заболеваний и атеросклероза, находится под влиянием липоксигеназ и их продуктов. Наибольший интерес среди липоксигеназ млекопитающих представляет ЬОХ, которая в отличие от других изоформ 5, 8, ЬОХ способна окислять не только свободные ПНЖК, но и кислоты в составе фосфолипидов, эфиров холестерина и лип идбел ковых комплексов. Несмотря на то, что ШХ человека и кролика достаточно хорошо охарактеризованы по их молекулярнобиологическим и ферментативным свойствам, механизмы процессов их ферментсубстрагного связывания изучены недостаточно. В процессе субстратного связывания значительную роль играет позиционная специфичность ЬОХ, являющаяся решающим параметром в определениии их функциональных особенностей, однако причины ее различия не полностью выяснены. Необходимым условием для высокой скорости ферментативной реакции и региоспецифичносги окисления, как показали эксперименты с различными аналогами арахидоновой кислоты, является оптимальное расположение субстрата в активном центре. ЬОХ, его основные аминокислотные детерминанты и показали ключевую роль концевой метильной группы субстрата, проникающей внутрь субстратсвязывающего кармана, при его взаимодействии с ферментом. Таким образом, в противоположность 5ЬОХ млекопитающих, для которой возможна инверсная ориентация субстрата то есть карбоксильной группой внутрь кармана, о чем свидетельствует стереоспецифичность образования продуктов с Бконфигурацией хирального центра, для ЬОХ была выдвинута гипотеза, предполагающая прямую ориентацию субстрата в субстратсвязывающем центре. До настоящего времени, однако, остается неясным, насколько точно ориентация ингибитора, молекулярная структура которого существенно отличается от структуры ПНЖК, отражает ориентацию молекулы жирной кислоты в активном центре фермента. Отсутствие какихлибо экспериментальных данных, подтверждающих или опровергающих возможность локализации в гидрофобном субстратсвязывающем кармане жирных кислот, содержащих полярные или даже заряженные при биологической среды группировки, а также стерически затрудненные гидрофобные группы, стимулируют проведение исследований по изучению динамики процесса субстратного связывания ЬОХ. При этом научный и практический интерес представляют результаты исследований с использованием модифицированных гидрофильными группами по свположенню аналогов ПНЖК с одной стороны, а также данные, полученные с помощью изменения аминокислотного окружения гидрофобного субстратсвязывающего центра методами направленного мутагенеза с другой. Таким образом целью данной работы является поиск эффективных путей синтеза модифицированных полиненасыщенных кислот аналогов природных субстратов липоксигеназ, содержащих гидрофильные и гидрофобные группировки в соположении, и исследование взаимодействия полученных соединений с липоксигеназами животного и растительного происхождения. РФФИ Синтез модифицированных субстратов ингибиторов липоксигеназ. Липоксигеназы принадлежат к семейству диоксигеназных ферментов и окисляют Г1НЖК в соответствующие гидропероксипроизводные. Механизм ферментативного катализа не полностью ясен, однако предположили, что липоксигеназная реакция включает образование ферментсвязанного жирнокислотного радикала, который образуется посредством стереоселективного отщепления водорода от бисаллильной метиленовой группы 1. Следует подчеркнуть, что существует альтернативное объяснение механизма реакции, предусматривающее отрыв электрона одного из атомов углерода двойной связи с образованием жирнокислотного катиона и последующее отщепление протона. Однако это потребовало бы присутствия достаточно сильного основного остатка в активном центре фермента 1. Допуская радикальный механизм, липоксигеназная реакция имеет много общего с неферментативным перекисным окислением липидов. В принципе обе реакции можно разделить на три стадии Рис. СООН

Рис. Радикальный механизм липоксигеназной реакции.