Исследование каналообразующей активности полиеновых антибиотиков в липидных бислоях с использованием дипольных модификаторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследована роль мембранных компонентов, стеринов, фосфолипидов и сфинголипидов в процессах формирования и функционирования ион-проницаемых нанопор, образуемых противогрибковыми макролидами, амфотерицином В, нистатином и филипином, в модельных мембранах. В качестве инструмента для выяснения молекулярных механизмов использованы дипольные модификаторы, флавоноиды и стириловые красители. Показано, что введение в мембраноомывающие растворы дипольных модификаторов приводит к изменению проводимости одиночных каналов и равновесного трансмембранного тока, индуцированного полиеновыми антибиотиками в стеринсодержащих фосфолипидных бислоях. Установлено, что проводимость одиночных амфотерициновых каналов зависит от дипольного потенциала мембраны. Использование набора различных фосфолипидов, стеринов и полиеновых антибиотиков позволило заключить, что геометрия фосфолипидной молекулы, наличие двойных связей в 7- и 22-положениях молекулы стерина, число сопряженных двойных связей и наличие аминосахара в молекуле антибиотика определяют стабильность полиен-липидных комплексов, образующих проводящие трансмембранные поры. Представленные в работе экспериментальные и литературные данные позволяют сделать предположение о связи каналообразующей активности полиеновых антибиотиков с физико-химическими свойствами обогащенных полиеновыми макролидами упорядоченных мембранных областей.

Об авторах

С. С. Ефимова

Институт цитологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ssefimova@mail.ru
Россия

Л. В. Щагина

Институт цитологии РАН

Email: ssefimova@mail.ru
Россия

О. С. Остроумова

Институт цитологии РАН

Email: ssefimova@mail.ru
Россия

Список литературы

  1. Malewicz B., Momsen M., Jenkin H.M. // Antimicrob. Agents Chemother. 1983, V.23, P.119-124
  2. Kuwano M., Akiyama S., Endo H., Kohga M. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1972, V.49, P.1241-1248
  3. Medoff G., Kwan C.N., Schlessinger D., Kobayashi G.S. // Cancer Research 1973, V.33, P.1146-1149
  4. Craven P.C., Gremillion D.H. // Antimicrob. Agents Chemother. 1985, V.27, P.868-871
  5. Shigemi A., Matsumoto K., Ikawa K., Yaji K., Shimodozono Y., Morikawa N., Takeda Y., Yamada K. // Int. J Antimicrob Agent. 2011, V.38, P.417-420
  6. Guinet R., Chanas J., Goullier A., Bonnefoy G., Ambroise-Thomas P. J. // Clin. Microbiol. 1983, V.18, P.443-444
  7. Hawkins J.L., Baddour L.M. // Clin. Infect. Dis. 2003, V.36, P.14-18
  8. Andreoli T. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1974, V.235, P.448-468
  9. González-Damián J., Ortega-Blake I. // Membr. Biol. 2010, V.237, P.41-49
  10. Récamier K.S., Hernández-Gómez A., González-Damián J., Ortega-Blake I. // J. Membr. Biol. 2010, V.237, P.31-40
  11. Samedova A.A., Kasumov Kh.M. // Antibiot. Khimioter. 2009, V.54, P.44-52
  12. Kasumov Kh.M. // Structure and function of membrane polyene macrolide antibiotics. Nauka, Moscow, 2009. 2009, P.512
  13. de Kruijff B., Gerritsen W.J., Oerlemans A., Demel R.A., van Deenen L.L. // Biochim. Biophys. Acta. 1974, V.339, P.30-43
  14. Baginski M., Resat H., Borowski E. // Biochim. Biophys. Acta. 2002, V.1567, P.63-78
  15. Marty A., Finkelstein A. // J. Gen. Physiol. 1975, V.65, P.515-526
  16. Venegas B., Gonzalez-Domian J., Celis H., Ortega-Blake I. // Biophys. J. 2003, V.85, P.2323-2332
  17. Czub J., Baginski M. // J. Phys. Chem. B 2006, V.110, P.16743-16753
  18. Neumann A., Czub J., Baginski M. // J. Phys. Chem. B. 2009, V.113, P.15875-15885
  19. Neumann A., Baginski M., Czub J. // J. Am. Chem. Soc. 2010, V.132, P.18266-18272
  20. Baran M., Borowski E., Mazerski J. // Biophys. Chem. 2009, V.141, P.162-168
  21. Matsumori N., Tahara K., Yamamoto H., Morooka A., Doi M., Oishi T., Murata M. // J. Am. Chem. Soc. 2009, V.131, P.11855-11860
  22. Hamilton K.S., Barber K.R., Davis J.H., Neil K., Grant C.W. // Biochim. Biophys. Acta. 1991, V.1062, P.220-226
  23. Paquet M.J., Fournier I., Barwicz J., Tancrede P., Auger M. // Chem. Phys. Lipids. 2002, V.119, P.1-11
  24. Gabrielska J., Gagoś M., Gubernator J., Gruszecki W.I. // FEBS Lett. 2006, V.580, P.2677-2685
  25. Liberman E.A., Topaly V.P. // Biofizika (Russian). 1969, V.4, P.452-461
  26. Hladky S.B., Haydon D.A. // Biochim. Biophys. Acta. 1973, V.318, P.464-468
  27. Brockmann H. // Chem. Phys. Lipids. 1994, V.73, P.57-79
  28. Hsuchen C.C., Feingold D. // Antimicrob. Agents Chemother. 1973, V.4, P.316-319
  29. // 1983, V.22, P.2939-2944
  30. Hartsel S.C., Perkins W.R., McGarvey G.J., Cacso D.S. // Biochemistry. 1988, V.27, P.2656-2660
  31. Cohen B.E. // Biochim. Biophys. Acta. 1992, V.1108, P.49-58
  32. Ruckwardt T., Scott A., Scott J., Mikulecky P., Hartsel S.C. // Biochim. Biophys. Acta. 1998, V.1372, P.283-288
  33. Fujii G., Chang J.E., Coley T., Steere B. // Biochemistry. 1997, V.36, P.4959-4968
  34. Dufourc E.J., Smith I.C.P., Jarell H.C. // Biochim. Biophys. Acta. 1984, V.778, P.435-442
  35. Balakrishnan A.R., Easwaran K.R.K. // Biochemistry. 1993, V.32, P.4139-4144
  36. Fournier I., Barwicz J., Tancrede P. // Biochim. Biophys. Acta. 1998, V.1373, P.76-86
  37. Milhaud J., Ponsinet V., Takashi M., Michels B. // Biochim. Biophys. Acta. 2002, V.1558, P.95-108
  38. Sternal K., Czub J., Baginski M. // J. Mol. Model (Online). 2004, V.10, P.223-232
  39. Herec M., Dziubinska H., Trebacz K., Morzycki J.W., Gruszecki W.I. // Biochem. Pharmacol. 2005, V.70, P.668-675
  40. Zager R.A. // Am. J. Kidney Dis. 2000, V.36, P.238-249
  41. Nagiec M.M., Young C.L., Zaworski P.G., Kobayashi S.D. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, V.307, P.369-374
  42. Sun X., Garlid K.D. // J. Biol. Chem. 1992, V.267, P.19147-19154
  43. Rokitskaya T.I., Kotova E.A., Antonenko Y.N. // Biophys. J. 2002, V.82, P.865-873
  44. Hwang T.C., Koeppe R.E., Andersen O.S. // Biochemistry. 2003, V.42, P.13646-13658
  45. Ostroumova O.S., Kaulin Y.A., Gurnev P.A., Schagina L.V. // Langmuir. 2007, V.23, P.6889-6892
  46. Asandei A., Mereuta L., Luchian T. // Biophys. Chem. 2008, V.135, P.32-40
  47. Ostroumova O.S., Schagina L.V. // Biological membrane (Moscow). 2009, V.26, P.287-292
  48. Apetrei A., Mereuta L., Luchian T. // Biochim. Biophys. Acta. 2009, V.1790, P.809-816
  49. Ostroumova O.S., Malev V.V., Ilin M.G., Schagina L.V. // Langmuir. 2010, V.26, P.15092-15097
  50. Ostroumova O.S., Efimova S.S., Schagina L.V. // Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 2011, V.1808, P.2051-2058
  51. Mereuta L., Asandei A., Luchian T. // PLoS One. 2011, V.6, P.e25276
  52. Montal M., Muller P. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1972, V.65, P.3561-3566
  53. Morf W.E. // Analyt. Chem. 1977, V.49, P.810-813
  54. Juhasz J., Davis J.H., Sharom F.J. // Biochem. J. 2010, V.430, P.415-423
  55. Muddana H.S., Chiang H.H., Butler P.J. // Biophys. J. 2012, V.102, P.489-497
  56. Tarahovsky Y.S., Muzafarov E.N., Kim Y.A. // Mol. Cell Biochem. 2008, V.314, P.65-71
  57. Passechnik V.I., Sokolov V.S. // Bioelectrochemistry. 2002, V.55, P.47-51
  58. Bezrukov S.M. // Current Opinion in Colloid Interface Sci. 2000, V.5, P.237-243
  59. Sakuma Y., Taniguchi T., Imai M. // Biophys. J. 2010, V.99, P.472-479
  60. Hsueh Y.W., Chen M.T., Patty P.J., Code C., Cheng J., Frisken B.J., Zuckermann M., Thewalt J. // Biophys. J. 2007, V.92, P.1606-1615
  61. Cournia Z., Ullmann G.M., Smith J.C. // J. Phys. Chem. 2007, V.111, P.1786-1801
  62. Róg T., Pasenkiewicz-Gierula M., Vattulainen I., Karttunen M. // Biochim. Biophys. Acta. 2009, V.1788, P.97-121
  63. Idkowiak-Baldys J., Grilley M.M., Takemoto J.Y. // FEBS Lett. 2004, V.569, P.272-276
  64. Lofgren H., Pascher I. // Chem. Phys. Lipids. 1977, V.20, P.273-284
  65. Rest M.E., Kamminga A.H., Nakano A., Anraku Y., Poolman B., Konings W.N. // Microbiol. Rev. 1995, V.59, P.304-322
  66. Simons K., Toomre D. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2000, V.1, P.31-39
  67. Bakht O., Pathak P., London E. // Biophys. J. 2007, V.93, P.4307-4318
  68. Ostroumova O.S., Chulkov E.G., Stepanenko O.V., Schagina L.V. // Chem. Phys. Lipids. 2014, V.178, P.77-83
  69. Efimova S.S., Ostroumova O.S. // Langmuir. 2012, V.28, P.9908-9914

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Ефимова С.С., Щагина Л.В., Остроумова О.С., 2014

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах