Новые митохондриально-направленные соединения, построенные из природных веществ: конъюгаты растительных алкалоидов берберина и пальматина c пластохиноном

Обзор

© 2012 Б.В. Черняк 1*, Ю.Н. Антоненко 1, Е.Р. Галимов 1, Л.В. Домнина 1, В.Б. Дугина 1, Р.А. Звягильская 2, О.Ю. Иванова 1, Д.С. Изюмов 1, К.Г. Лямзаев 1, А.В. Пустовидко 1, Т.И. Рокицкая 1, А.Г. Рогов 2, И.И. Северина 1, Р.А. Симонян 1, М.В. Скулачев 1, В.Н. Ташлицкий 1, Е.В. Титова 1, Т.А. Тренделева 2, Г.С. Шагиева 1

1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского и Центр митоинженерии

2 Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН

Поступила в редакцию 20.04.2012

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: митохондриально-направленные антиоксиданты, SkQ, берберин, пальматин, фосфолипидные мембраны, митохондрии, опухолевые клетки.

Аннотация

Разработаны новые митохондриально-направленные соединения, состоящие исключительно из природных компонентов. Они представляют собой конъюгаты веществ растительного происхождения – проникающих катионов берберина или пальматина с антиоксидантом пластохиноном (SkQBerb, SkQPalm), – а также их аналоги, лишенные остатка пластохинона (C10Berb и C10Palm). Их активность протестирована с использованием искусственных фосфолипидных мембран, изолированных митохондрий и культивируемых клеток человека. Показано, что все новые соединения проникают через фосфолипидный бислой в катионной форме и накапливаются как в изолированных митохондриях, так и в митохондриях живой клетки. Восстановленные формы SkQBerb и SkQPalm в наномолярных концентрациях ингибируют перекисное окисление липидов в митохондриях. Ни в изолированных митохондриях, ни в клетках не происходит восстановления остатков берберина и пальматина, так что антиоксидантная активность целиком определяется остатком пластохинона. В фибробластах человека SkQBerb и SkQPalm в наномолярных концентрациях предотвращают фрагментацию митохондрий и апоптоз, вызванные перекисью водорода. При более высоких концентрациях они индуцируют транспорт протонов через искусственные и митохондриальные мембраны. Этот процесс зависит от присутствия свободных жирных кислот и ускоряется (в мембране митохондрий) при участии транслокатора адениновых нуклеотидов. Обсуждается возможность использования новых митохондриально-направленных антиоксидантов для изучения сигнальных механизмов в клетке. Показано, что SkQBerb и SkQPalm вызывают торможение клеточного цикла, индукцию дифференцировки и морфологическую нормализацию различных типов опухолевых клеток. Предполагается, что продукция кислородных радикалов в митохондриях необходима для передачи сигнала от ростовых факторов через каскад МАР-киназ на пролиферацию и поддержание фенотипа некоторых трансформированных клеток.

Текст статьи

Сноски

* Адресат для корреспонденции.