Взаимодействие амфифильных модельных соединений и нативных структур с бислойными липидными мембранами

• Автор: Симоненко, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 120 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Фо годинам и чсская терапия ФДТ.

1.1.1. Основные принципы и типы ФДТ

1.1.2. Электронная структура и физикохимические свойства

синглетного молекулярного кислорода

1.1.3. Люминесценция в фотосенсибилизированных порфиринами растворах и суспензиях биологических жидкостей и клеток

1.2. Структурная организация внриона гриппа типа А.

1.2.1. Структурная организация и функции мембранных белков.

1.2.2. Схема проникновения вируса гриппа в клеткухозяина

1.2.3. Роль канального белка М2 в цикле инфицирования

вирусом клетки.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Материалы
2.1.1. Синтез порфиринов и модификация их различными
заместителями
2.1.2. Искусственные мембраны
2.1.3. Вирус гриппа, используемый в работе.
2.2. Методы работы с клеточными культурами
2.3. Методы спектрофотометрии.
2.3.1. Метод измерения поглощения.
2.3.2. Метод измерения флуоресценции
2.3.3. Метод коррелированного во времени счета одиночных фотонов.
2.3.4. Метод стационарного измерения фосфоресценции О.
2.3.5. Метод разрешенной во времени регистрации
фосфоресценции синглетного кислорода
2.4. Метод формирования линосом.
2.5. Методы формирования БЛМ и исследования
взаимодействия вирусных частиц с мембраной
2.5.1. Получение и очистка вируса.
2.5.2. Формирование БЛМ.
2.5.3. Метод гармоник.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Фотофизические свойства исследуемой группы
порфиринов в растворе этанола.
3.2. Взаимодействие порфиринов с липосомами
3.3. Взаимодействие порфиринов с клеточными культурами.
3.4. Свойства БЛМ, модифицированных ганглиозидами и
вирионами гриппа А
3.5. Проводимость БЛМ, модифицированной целыми
вирионами.
3.2.3. Проводимость БЛМ, модифицированной целыми
вирионами в присутствии амантадина
С ПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АФК активные формы кислорода
БЛМ Бислой пая Липидная мембрана
ФДТ Фотодипамическая терапия
ФС фотосенсибилизатор
о2 синглетный кислород
шТНРР тетрагидроксифенилпорфирин
ОРРС дипальмитоилфосфатидилхолин
1МБО диметилсульфоксид
НА гемагглютинии
нейраминидаза
Введение


Выяснение механизмов взаимодействия различных органических соединений с модельными и клеточными мембранами, влияния заместителей на их проникновение в клетки необходимо для повышения проникающей способности лекарственных препаратов в клетки, например основанных на порфиринах. На протяжении лет пытаются использовать красители на основе тетрапирролов в качестве фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии ФДТ. Для этих целей актуально высокое избирательное накопление порфиринов, хлоринов, фталоцианинов в патологических клетках. Модифицируя иорфирины различными заместителями гидроксилирование, присоединение гидрофобных фрагментов, можно получить красители с более высокой тропностыо к клеточной мембране. В отличие от модельных мембранных систем биологические мембраны состоят также из сложных углеводсодержащих соединений, связанных с мембранными белками. Цитоплазматические мембраны содержат гликопротеины, состоящие из олигосахаридных цепей например, сиаловые кислоты, присоединенных к белку и играющие значительную роль во взаимодействиях типа лиганд рецептор. Связывание различных лигандов токсины, гормоны, переносчики, лектины, антитела с клеточными поверхностями является рецепторным взаимодействием. Так, исследование механизмов внедрения вирусов гриппа в клетки и самосборки вирионов в инфицированных клетках, требуют знания особенностей взаимодействия вирусных белков с мембранами клегок. При изучении молекулярных механизмов самосборки вирусов гриппа возникает ряд проблем, связанных с процессами адсорбции белков на мембране и их проникновения в липидный бислой, влиянием белковых молекул на структуру бислоя, взаимодействием между матриксным белком и поверхностными гликопротеидами и между самими гликопротеидами в мембране, влияние противовирусных препаратов на указанные процессы. Несмотря на то, что отдельные мембранные гликопротеины вируса гриппа изучаются на протяжении многих лет, смоделировать в целом весь процесс проникновения вириона в клеткухозяина и раскрытия вирусного нуклеокапсида в лабораторных условиях не удавалось. Для более полного понимания такого рода взаимодействий важно изучать взаимодействие нативных структур на примере вируса гриппа с модифицированными мембранами, приближая модельные условия к таковым i viv. Несмотря на различную биологическую сущность этих систем, все они могут быть рассмотрены с единой точки зрения, поскольку процессы взаимодействия порфиринов, вирусов с мембранами определяются одними и теми же физическими факторами поверхностными потенциалами мембраны и частиц, структурой их поверхности, гидрофобными взаимодействиями и т. Удобной моделью для изучения этих взаимодействий являются бислойные липидные мембраны БЛМ, с помощью которых можно исследовать механизмы отдельных стадий взаимодействия. Целью настоящей работы явилось изучение взаимодействия ряда порфиринов с различными липофильными и гидроксил Ы1ЫМИ заместителями и цельных вирионов гриппа типа ii с БЛМ в условиях, приближенных к таковым i viv. В диссертационной работе получен ряд новых результатов, имеющих принципиальное значение для биофизики мембран. Для изучения взаимодействия модельных соединений с клеточной мембраной и исследования влияния различных заместителей на это взаимодействие предложены и исследованы новые модификации гидроксилирование, аминирование и присоединение гидрофобных фрагментов порфиринов в целях применения их в качестве фотосенсибилизаторов для ФДТ. Показано, что порфирины с гидроксильными заместителями имеют высокий квантовый выход синглетного кислорода фл 0,6 и интенсивный максимум в спектре поглощения в инфракрасной области. Установлены области локализации исследуемых порфиринов в липосомах на основе анализа спектров затухания флуоресценции и квантового выхода СЬ. Показано, что порфирины, модифицированные ОНгруппой и гидрофобными остатками локализуются непосредственно в бислое липосом, тогда как остальные модификаты неспецифически сорбируются на поверхности или остаются в водной фазе. На культурах переживающих Тлимфоцитов линии 1игкаГ выявлен тип порфиринов тетрагидроксифенилпорфирин тТНРР, обладающий высоким квантовым выходом синглетного кислорода, наибольшей проникающей способностью, и может быть рекомендован для использования в фотодинамической терапии.