Biopolym. Cell. 2013; 29(6):473-479.
Структура и функции биополимеров
Антифибриллогенная активность фталоцианинов с внеплоскостными лигандами: корреляция со склонностью к самоассоциации
1Ковальская В. Б., 1Лосицкий М. Ю., 1Черний С. В., 2Черний В. Я., 2Третьякова И. Н., 1Ярмолюк С. Н., 2Волков С. В.
  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03680
  2. Институт общей и неорганической химии им. В. И. Вернадского НАН Украины
    проспект Академика Палладина, 32/34, Киев, Украина, 03142

Abstract

Цель. Исследовать активность пяти фталоцианинов гафния, содержащих внеплоскостные лиганды в качестве ингибиторов реакции фибриллообразования инсулина, и установить корреляцию между их ингибиторными свойствами и склонностью к самоассоциации. Методы. Флуоресцентная спектроскопия и спектроскопия электронного поглощения. Результаты. Для комплексов PcHfDbm2, PcHfPyr2 и PcHfBtfa2, практически не образующих агрегатов в водном буфере, ингибиторная активность составляет 60–73 %. Фталоцианины PcHfPiromelit и PcHfCl2 с высокой склонностью к образованию агрегатов практически полностью подавляют формирование амилоидных фибрилл инсулина (ингибиторная активность около 95 %). В водном буфере в присутствии мономерного или фибриллярного инсулина происходит разрушение агрегатов металлокомплексов. Кроме того, в условиях проведения реакции фибриллизации инсулина (0,1 М HCl) фталоцианины существуют преимущественно в виде мономеров. Выводы. Фталоцианины с внеплоскостными лигандами с тенденцией к самоассоциации демонстрируют высокую ингибирующую активность в реакции фибриллизации инсулина по сравнению с металлокомплексами, агрегирующими хуже. Фталоцианиновые самоассоциаты низкого порядка непосредственно не вовлечены в механизм ингибирования агрегатообразования инсулина, т. е. фталоцианин связывается с белком в мономерной форме. Тенденцию к самоассоциации фталоцианинов в водной среде можно рассматривать как «индикатор» их склонности ко взаимодействию с ароматическими аминокислотами и, следовательно, как показатель их антифибриллогенной активности.
Keywords: амилоидные фибриллы, фталоцианины, ингибиторы фибриллообразования, инсулин, агрегация фталоцианинов, флуоресцентный краситель

References

[1] Uversky V. N., Fink A. L. Conformational constraints for amyloid fibrillation: the importance of being unfolded Biochim. Biophys. Acta 2004 1698, N 2:131–153.
[2] Kelly J. W. The alternative conformations of amyloidogenic proteins and their multi-step assembly pathways Curr. Opin. Struct. Biol 1998 8, N 1:101–106.
[3] Lamberto G. R., Binolfi A., Orcellet M. L., Bertonconi C. W., Zweckstetter M., Griesinger C., Fernandez C. O. Structural and mechanistic basis behind the inhibitory interaction of PcTS on alpha-synuclein amyloid fibril formation Proc. Natl Acad. Sci. USA 2009 106, N 50:21057–21062.
[4] Caughey W. S., Raymond L. D., Horiuchi M., Caughey B. Inhibition of protease-resistant prion protein formation by porphyrins and phthalocyanines Proc. Natl Acad. Sci. USA 1998 95, N 21:12117–12122.
[5] Lamberto G. R., Torres-Monserrat V., Bertosecini C. W., Salyatella X., Zweckestetter M., Griesinger C., Fernandez C. O. Toward the discovery of effective polycyclic inhibitors of alphasynucleine amyloid assembly J. Biol. Chem 2011 286, N 37:32036–32044.
[6] Caughey W. S., Priola S. A., Kocisko D. A., Raymond L. D., Ward A., Caughey B. Cyclic tetrapyrrole sulfonation, metals, and oligomerization in antiprion activity Antimicrob. Agents Chemother 2007 51, N 11:3887–3894.
[7] Kovalska V., Losytskyy M., Chernii V., Volkova K., Tretyakova I., Cherepanov V., Yarmoluk S., Volkov S. Studies of anti-fibrillogenic activity of phthalocyanines of zirconium containing out-of-plane ligands Bioorg. Med. Chem 2012 20, N 1 P. 330–334.
[8] Volkova K. D., Kovalska V. B., Inshin D., Slominskii Y. L., Tolmachev O. I., Yarmoluk S. M. Novel fluorescent trimethine cyanine dye 7519 for amyloid fibril inhibition assay Biotech. Histochem 2011 86, N 3 P. 188–191.
[9] Chernii V. Ya., Bon V. V., Tretyakova I. N., Severinovskaya O. V., Volkov S. V. Novel zirconium (IV) and hafnium (IV) phthalocyanines with dibenzoylmethane as out-of-plane ligand: Synthesis, X-ray structure and fluorescent properties Dyes Pigm 2012 94, N 2:187–194.
[10] Gerasymchuk Y. S., Volkov S. V., Chernii V. Ya., Tomachynski L. A., Radzki St. Synthesis and spectral properties of axially substituted zirconium(IV) and hafnium(IV) water soluble phthalocyanines in solutions J. Alloys Compd 2004 380, N 1–2 P. 186–190.
[11] Tomachynski L. A., Tretyakova I. N., Chernii V. Ya., Volkov S. V., Kowalska M., Legendziewicz J., Gerasymchuk Y. S., Radzki St. Synthesis and spectral properties of Zr(IV) and Hf(IV) phthalocyanines with b-diketonates as axial ligands Inorg. Chim. Acta 2008 361, N 9–10:2569–2581.
[12] Volkova K. D., Kovalska V. B., Losytskyy M. Yu., Fal K. O., Derevyanko N. O., Slominskii Y. L., Tolmachov O. I., Yarmoluk S. M. Hydroxy and methoxy substituted thiacarbocyanines for fluorescent detection of amiloid formation J. Fluoresc 2011 21, N 2:775–784.