Могут ли каналообразующие антибиотики в комплексе с носителями обеспечить усиление мышечной активности?
https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-11-12-3-10
Аннотация
Представлена обзорно-экспериментальная работа, в которой изложены данные, касающиеся избирательной проницаемости липидных и клеточных мембран для ионов и органических соединений под действием каналообразующих полиеновых соединений с известной структурой молекул. Показано, что полиеновый антибиотик леворин А2 с ароматической структурой влияет на ряд физико-химических параметров липидных мембран. Установлено, что под действием леворина А2 увеличивается проницаемость липидных и клеточных мембран для одновалентных катинов, а также для моносахаров и других нейтральных молекул. Биологическая активность леворина А2 и скорость доставки молекул к мембранам зависят от поверхностного натяжения и субстратного окружения мембран. Показано, что в комплексе с леворином, диметилсульфоксидом и цитралем в два раза снижается поверхностное натяжение водных растворов, окружающих мембрану. Представлены сравнительные данные действия леворина А2 на липидные мембраны и на мембраны мышечных клеток. Предполагается, что леворин А2, являясь каналообразующим соединением, может индуцировать в мембранах мышечных клеток формирование дополнительных каналов проницаемости и при интенсивной мышечной активности усилить перенос катионов и энергозависимых субстратов через мембраны.
Об авторах
Т. П. Таги-Заде
Азербайджанская Государственная Академия Физической Культуры и Спорта
Азербайджан
Азербайджан
Таги-заде Тахмина Парвизовна — к. м. н., доцент кафедры медико-биологических наук
Патамдартское шоссе, 40, Институт ботаники, Баку, AZ-1004
Х. М. Касумов
Институт ботаники Национальной Академии Наук Азербайджана
Азербайджан
Азербайджан
Касумов Халил Мамедович — д. б. н., профессор, член-корреспондент Национальной Академии Наук Азербайджанской Республики, главный научный сотрудник лаборатории «Биофизика клетки»
Баку
Список литературы
1. Cho M.R., Thatte H.S., Silvia M.T. et al. Transmembrane calcium influx induced by alternating current (ac) electric fields. FASEB J 1999; 13: 677–683.
2. Hille B. In book: Ion Channels of Excitable Membranes, 3rd Edn., Sinauer Associates, Sunderland, MA. 2001.
3. MacKinnon R. Potassium channels. FEBS Lett 2003; 555: 62–65.
4. Никольский Н.Н. В кн.: Общие механизмы клеточных реакций на повреждающие воздействия. Науч. труды Института Цитологии АН СССР. Л.: 1977. — Вып. 17. — С. 23–25.
5. Duncan J.M., Hicks A.L., MacDonald J.R. et al. Muscle performance and enzymatic adaptations to sprint interval training. J Appl Physiol 1998; 84: 2138–2142.
6. Khassaf M., Child R.B., BmcArdle A. et al. Time course of responses of human skeletal muscle to oxidative stress induced by nondamaging exercise. J Appl Physiol 2001; 90: 1031–1035.
7. Касумов Х.М. Структура и мембранная функция полиеновых макролидных антибиотиков. Наука, М.: 2009.
8. Samedova A.A. Tagi-zade T.P., Kasumov Kh.M. Dependence of ion channel properties formed by polyene antibiotics molecules on the lactone ring structure. Russian Journal of Bioorganic Chemistry 2018; 44 (3): 337–345.
9. Shvinka N. Cannel-formation in muscle fibre membrane compared ton artifical bilayer membranes. Proc Latv Acad Sci 2001; 56: 57–60.
10. Касумов Х.М. Открытие одиночных полиеновых каналов и изучение их свойств в мембранах. Lambert Academic Publishing. — 2020. — С. 1–541.
11. Cybulska B., Bolard J., Seksek O. et al. Identification of the structural elements of amphotericin B and other polyene macrolide antibiotics of the heptaene group influencing the ionic selectivity of the permeability pathways formed in the red cell membrane. Biochim Biophys Acta 1995; 1240: 167–178.
12. Borowski E. Novel approaches in the rational design of antifungal agents of low toxicity. Farmaco 2000; 55: 206–208.
13. Filipova A.I., Shenin Yu.D. Physical and chemical properties of levorin components. Antibiotics [in Russian], 1974; 19 (1): 32–35.
14. Филлипова А.И., Лашков Г.И., Козел С.П., Шенин Ю.Д. Спектрофотометрическое исследование фотохимической изомеризации полиенового макролидного антибиотика леворина А2. Антибиотики и медицинская биотехнология. — 1987. — Т. 32. — С. 749–754.
15. Shvinka N., Caffner G. Cation conductance and efflux induced by polyene antibiotics in the membrane of skeletal muscle fiber. Biophys J 1994; 67: 143–152.
16. Kates M. Techniques of lipidology. In R.H. Burdon and P.H. van Knippenberg (ed.), Laboratory techniques in biochemistry and molecular biology. Elsevier. Amsterdam. The Netherlands 1986; 3: 100–110, 163–164, 251–253.
17. Yu Z., Quinn P. Dimethyl sulphoxide: a review of its applications in cell biology. Bioscience Reports 1994; 14: 259–281.
18. Зенин В.В. Проницаемость модифицированных амфотерицином В бислойных липидных мембран для неэлектролитов и ионов. Автореф. дис. канд. биол. наук. Л.: 1979.
19. Липатников В.Е., Казаков К.М. Физическая и коллоидная химия. Москва. Изд. Высшая школа. — 1981. — С. 60–64.
20. Швинка Н.Э., Кафнер Г. Влияние амфотерицина В и нистатина на транспорт катионов в мембране мышечного волокна. Биологические мембраны. — 1989. — № 6. — С. 1216–1221.
21. Швинка Н.Э., Кафнер Г. Исследование кинетики взаимодействия амфотерицина В с мембраной мышечного волокна. Биологические мембраны. — 1991. — № 8. — С. 1292–1303.
22. Цыганов В. Леворин и его клиническое применение. Труды ЛНИИА. Вып.V. Санкт-Петербург. 1970. — С. 1–159.
23. Брилль Г.Е., Захарова Е.И. Влияние диметилсульфоксида на изменения лимфомикроциркуляции, вызванные стафилококковым токсином. Экспер и клин фармакол. — 1998. — Т. 61. — С. 54–56.
24. Maria Clerya Alvino Leite, Andre´ Parente de Brito Bezerra, Janiere Pereira de Sousa et al. Evaluation of antifungal activity and mechanism of action of citral against Candida albicans. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 2014; 1–9.
25. Grela E., Zdybicka-Barabas A., Pawlikowska-Pawlega B. et al. Modes of the antibiotic activity of amphotericin B against Candida albicans. Sci Rep 2019; 9 (1): 17029.
26. Горяев М., Плива И. Методы исследования эфирных масел. Изд. АН Казахской ССР. Алма-Ата: 1962. — С. 427–434.
27. Lide D. (ed) Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Baton Rou., 1990.
28. Yu Z., Quinn P. The modulation of membrane structure and stability by dimethyl sulphoxide (Review). Molecular Membrane Biology. 1998; 15: 59–68.
29. Yu Z., Quinn P. Solvation on effects of dimethyl sulphoxide on the structure of phospholipid bilayers. Biophysical Chem 1998; 70: 35–39.
30. Shvinka N., Caffner G. Nystatin — mycoheptin — and levorin-induced conductance in the membrane of frog skeletal muscle fibres. Eur Biophys J 1995; 24: 23–30.
31. Ramos H., Attias de Murciano A., Cohen B. et al. The polyene antibiotic amphotericin B acts as a Ca++ ionophore in sterol-containing liposomes. Biochim Biophys Acta 1989; 982: 303–306.
32. Hartsel S.C, Benz S.K., Ayenew W. et al. Na+, K+ and Cl- selectivity of the permeability pathways induced through sterol-containing membrane vesicles by amphotericin B and other polyene antibiotics. Eur Biophys J 1994; 23: 125–132.
33. Aparicio J.F., Caffrey P., Gil J.A. et al. Polyene antibiotic biosynthesis gene clusters. Appl Microbiol Biotechnol 2003; 61: 179–188.
34. Coutinho A., Prieto M. Self-association of the polyene antibiotic nystatin in dipalmitoylphosphatidylcholine vesicles: a time-resolved fluorescence study. Biophysical Journal 1995; 69: 2541–2557.
35. Mazerski J., Borowski E. Molecular dynamics of amphotericin B. II. Dimer in water. Biophysical Chem 1996; 57: 205–217.
36. Gaboriau F., Cheron M., Petit C. et al. Heat-induced superaggregation of amphotericin B reduces its in vitro toxicity: a new way to improve its therapeutic index. Antimicrob Agents Chemother 1997; 2345–2351.
Рецензия
Для цитирования:
Таги-Заде Т.П., Касумов Х.М. Могут ли каналообразующие антибиотики в комплексе с носителями обеспечить усиление мышечной активности? Антибиотики и Химиотерапия. 2020;65(11-12):3-10. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-11-12-3-10
For citation:
Taghi-Zada T.P., Kasumov K.M. Can Channel-Forming Antibiotics In Complex with Carriers Provide Enhanced Muscle Activity? Antibiotics and Chemotherapy. 2020;65(11-12):3-10. (In Russ.) https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-11-12-3-10
Просмотров: 417
Послать статью по эл. почте 