<<
>>

Имитаторы глутатионпероксидаз

Терапевтическое применение нативной ГПО, как и нативной СОД, малоэффективно" в силу нестабильности фермента во внеклеточных жидкостях; кроме того, её крайне сложно синтезировать традиционными генно-инженерными методами, поскольку вхо­дящий в состав активного центра ГПО селеноцистеин кодируется стоп-кодоном ивА [1465].

Интенсивно ведущаяся в настоящее время разработка искусственных имитаторов фермента осуществляется по двум основным направлениям: химический синтез низко­молекулярных селеноорганических соединений, способных катализировать глутатиоп- зависимое восстановление гидроперекисей, и биосинтез низко- и высокомолекулярных пептидов и белков - ферментов, несущих глутатион-связывающие участки и обладаю­щих ГПО-подобной активностью.

К первой группе соединений относятся селенит (БеОз”) и селеноцистамин [1240];

циклический эфир селенината [230]; производные бис(Р-циклодекстринов), содержащие селен [1060] и теллур [1269]; различные алкиларилселениды и, наконец, наиболее попу­лярный в настоящее время имитатор ГПО эбселен (2-фенил-1,2-бензизоселеназол-3(2#)- он) и его всевозможные аналоги [1060, 1401, 1403]. Предполагается, что редокс-цикл

эбселена аналогичен окислительно-восстановительным превращениям эндогенной ГПО (рис. 53). Эбселен эффективно взаимодействует с тиоредоксин-тиоредоксинредуктазной системой и может восстанавливаться как тиоредоксином, так и тиоредоксинредуктазой [1701]; в физиологических условиях эбселен значительно усиливал восстановление де­гидроаскорбата в аскорбиновую кислоту [1700]. Исследование в разных эксперимен­тальных системах антиоксидантного действия эбселена и родственных ему соединений показало, что их антирадикальная активность в отношении 1,1-дифенил-2- пикрилгидразильных радикалов невысока (1С50 > 5 мМ), однако они эффективно взаи­модействовали с перокс и нитритом и тормозили окисление тиолов перекисью водорода, проявляя глутатионпероксидазную активность [368]; в многочисленных системах in vitro выявлена способность эбселена ингибировать окислительные повреждения липосом, микросом, выделенных клеток, органов [1401].

В моделях на животных показана проти­вовоспалительная активность эбселена, установлена его клиническая эффективность (без явных побочных эффектов) при острых ишемических эпизодах у человека, и в на­стоящее время в Японии он применяется при комплексной терапии инсультов [1465]. Антиишемические, противовоспалительные и нейропротекторные свойства эбселена могут быть связаны с его способностью ингибировать апоптоз, хотя в некоторых случа­ях при относительно высоких концентрациях (~ 50 мМ) усиливается некроз клеток [650]. Однако, несмотря на несомненные преимущества эбселена, он имеет и ряд существен­ных недостатков, к числу которых относятся низкая (0,99 ЕД/мкмоль Н202) по сравне­нию с нативной ГПО (5780 ЕД/мкмоль Н202 для ГПО печени кролика) каталитическая активность и нерастворимость в воде [1465, 1679].

ROOH ROH

GSH

Рис. 53. Окислительно-восстановительные превращения эбселена

Водорастворимость и высокая каталитическая активность присущи второй группе имитаторов ГПО - пептидам и белкам. В 90-х годах созданы пептиды (аналог глутати- ондисульфида, в котором атомы серы были замещены на атомы селена; тетрапептиды

Бес-вІу-вІу-Бес и Бес-вІу-ТЬе-ТИг), эффективно восстанавливающие Н202 и органиче­ские пероксиды и использующие в качестве кофактора вБН [1060]. Ведутся работы по созданию ферментов, которые можно назвать химическими мутантами: в результате внедрения атомов селена исходный энзим меняет свойства и становится имитатором ГПО. Так, путём сайт-селективной химической модификации остатка серина, входящего в активный центр бактериальной сериновой протеазы субтилизина Карлсберга, получена полусинтетическая пероксидаза селеносубтилизин [299]; интересно то, что селеносубги- лизин не только проявляет ГПО-подобную активность, но и обладает энантиоселектив- ностью, эффективно катализируя кинетическое разделение рацематических гидроперок­сидов:

Селеносубтилизин =ОН ^ ОН

Rf'''R2 rsh Ri^R2 Ri R2

Рацематический пероксид R- или S-пероксид R- или S-спирт

С использованием аналогичного метода путём модификации остатка серина, входя­щего в активный центр другой сериновой протеазы, трипсина, создан селенотрипсин [938].

Полученный селенсодержащий фермент полностью утрачивал протеолитическую и приобретал глутатионпероксидазную активность (150 ЕД/мкмоль Н202). Модифициро­ванные таким способом сериновые протеазы обладают рядом преимуществ по сравне­нию с ГПО: они обладают меньшей молекулярной массой, метод их получения доста­точно прост и дешев.

Группой учёных из Франции и Германии выполнена интересная работа: взяв в каче­стве исходного фермента глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу из Bacillus stearothermophilus (катализирует окислительное фосфорилирование D-глицеральдегид- 3-фосфата в 1,3-дифосфоглицерат в присутствии НАД+ и неорганического фосфата), исследователи трансформировали остаток Cys-149, входящий в её активный центр, в селеноцистеин; получившийся в результате селеноэнзим приобретал способность вос­станавливать органические пероксиды и Н202 с активностью, схожей с активностью се- леносубтилизина [299].

Для повышения аффинности к глутатиону используется технология продукции абзи- мов (каталитических антител): GSH связывают с бычьим сывороточным альбумином, к этому антигену получают моноклональные антитела, в которые затем встраивают селе­ноцистеин [1060]. Созданный китайскими учёными одноцепочечный селеносодержащий абзим эффективно катализировал глутатион-зависимое восстановление перекиси водо­рода (2840 ± 113,6 ЕД/мкмоль Н202) и обладал более выраженным по сравнению с эбсе- леном защитным действием в отношении Ее2+/аскорбат-индуцированного окислительно­го поражения митохондрий сердца быка [1679]. К ферментативным имитаторам ГПО относится сконструированный группой китайских исследователей селенопептид, со­стоящий из 15 аминокислотных остатков и содержащий каталитический центр, специ­фически связывающий гидроперекиси и GSH. Селенопептид проявлял высокую ГПО- подобную активность (1176 ЕД/мкмоль гидроперекиси кумола, 260 ЕД/мкмоль Н202) и в

2,5 раза более эффективно, чем эбселен, защищал эпидермальные клетки крысы от индуцированного перекисью водорода окислительного стресса [1465].

Ферментативную активность ГПО определяют посредством измерения или убыли субстратов GSH и Н202, или накопления окисленного GSSG [65). 910]. Так как в нор­мальных условиях в клетках О ~2 преобразуется СОД в Н202, а основйа^Гчасть Н202 инак­тивируется ГПО, то некоторые исследователи предлагают в качестве показателя защит­ной эффективности антиоксидантных ферментов определять соотношение СОД/ГПО.

<< | >>
Источник: Меныцикова Е. Б. и др.. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меныцикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. - М.: Фирма «Слово»,2006. - 556 с.. 2006

Еще по теме Имитаторы глутатионпероксидаз:

  1. Аминоспирты
  2. МЕХАНИЗМЫ ИНДУКЦИИ CYP450
  3. Диагноз и дифференциальный диагноз
  4. Основные направления поиска и создания лекарственных веществ
  5. ФЕРМЕНТНЫЕ СВОЙСТВА МИОГЛОБИНА И ГЕМОГЛОБИНА
  6. Эритропоэз
  7. Клиническая картина. Врожденные апластические анемии
  8. Витамин А (ретинол)
  9. Юрий Андреевич Андреев. Три кита здоровья СПб.:,1994. — 382 с., 1994
  10. Предисловие к 14-му официальному изданию (неофициальных, воровских было без счету)