Biopolym. Cell. 2013; 29(2):157-162.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000814
Молекулярна біофізика
Модельне мас-спектрометричне дослідження конкурентної взаємодії мембранотропних антимікробних бісчетвертинних амонієвих препаратів і аспірину з мембранними фосфоліпідами
1Пашинська В. А., 1Косевич М. В., 2Гоморі А., 2Вєкей К.
  1. Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б. І. Вєркіна НАН України
    Проспект Леніна, 47, Харків, Україна, 61103
  2. Інститут органічної хімії Науково-дослідний центр природничих наук Угорської Академії наук
    59-67, Пуштасвери вул., Будапешт, H-1025, Угорщина

Abstract

Мета. Вивчення молекулярних механізмів можливої модуляції активності антимікробних бісчетвертинних амонієвих сполук (БЧАС) та аспірину (АСП) внаслідок формування нековалентних комплексів під час спільного введення препаратів двох типів у модельні системи з мембранними фосфоліпідами. Методи. Дво- і трикомпонентні системи, які містять декаметоксин, етоній або тіоній, АСП і дипальмітоїлфосфатидилхолін (ДПФХ), досліджували методом мас-спектрометрії з іонізацією електроспреєм. Результати. Грунтуючись на даних аналізу асоціатів, зареєстрованих у мас-спектрах, встановлено типи нековалентних комплексів, які формуються у досліджуваних системах, та обговорено їхню можливу роль у модуляції активності БЧАС і АСП. Утворення асоціатів дикатіонів БЧАС з аніоном АСП є одним з імовірних шляхів дезактивації іонних форм препаратів. Формування стабільних комплексів БЧАС з ДПФХ та АСП з ДПФХ у двокомпонентних системах, а також розподіл комплексів у трикомпонентних системах БЧАС:АСП:ДПФХ вказують на існування конкуренції між препаратами двох типів за зв’язування з ДПФХ. Висновки. Отримані результати свідчать про конкурентне комплексоутворення у модельних молекулярних системах, що містять БЧАС, АСП і мембранні фосфоліпіди. Виявлений факт підтверджує можливість модуляції активності бісчетвертинних амонієвих протимікробних агентів і аспірину при сумісному використанні завдяки конкуренції між ліками за зв’язування з мембранними фосфоліпідами, а також внаслідок формування стабільних нековалентних комплексів між БЧАС і АСП.
Keywords: конкурентне комплексоутворення, бісчетвертинні амонієві сполуки, аспірин, мембранні фосфоліпіди, масспектрометрія, іонізація електроспреєм, ймовірна модуляція активності
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Kaltashov I. A., Eyles S. J. Mass spectrometry in structural biology and biophysics: architecture, dynamics and interaction of biomolecules / 2nd edition New York: John Wiley & Sons, Inc., 2012 312 p.
[2] Siuzdak G. The expanding role of mass spectrometry in biotechnology. 2nd edition San Diego: MCC Press, 2006 257 p.
[3] Lebedev A. T., Artemenko K. A., Samgina T. Yu. Principles of mass spectrometry of proteins and peptides Moscow: Technosphera, 2012 176 p.
[4] Principles of mass spectrometry applied to biomolecules / Eds J. Laskin, C. Lifshitz New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2006 687 p.
[5] Electrospray and MALDI mass spectrometry: fundamentals, instrumentation, practicalities, and biological applications / Ed. R. B. Cole, 2nd edition New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2010 863 p.
[6] Loo J. A. Electrospray ionization mass spectrometry: a technology for studying non-covalent macromolecular complexes Int. J. Mass Spectrom 2000 200, N 1–3 P. 175–186.
[7] Wyttenbach Th., Bowers M. T. Intermolecular interactions in biomolecular systems examined by mass spectrometry Annu. Rev. Phys. Chem 2007 58 P. 511–533.
[8] McCullough B. J., Gaskell S. J. Using electrospray ionisation mass spectrometry to study non-covalent interactions Comb. Chem. High Throughput Screen 2009 12, N 2 P. 203–211.
[9] Pashinskaya V. A., Kosevich M. V., Gomory A., Vashchenko O. V., Lisetski L. N. Mechanistic investigation of the interaction between bisquaternary antimicrobial agents and phopholipids by liquid secondary ion mass spectrometry and differential scanning calorimetry Rapid Commun. Mass Spectrom 2002 16, N 18 P. 1706–1713.
[10] Pashynska V. A., Kosevich M. V., Van den Heuvel H., Cuyckens F., Claeys M. Study of non-covalent complexes formation between the bisquaternary ammonium antimicrobial agent decamethoxinum and membrane phospholipids by electrospray ionization and collision-induced dissociation mass spectrometry. Vistnyk Karazin National University. Biophys. Bull 2004 637, N 1–2 (14):123–130.
[11] Vashchenko O., Pashynska V., Kosevich M., Panikarska V., Lisetski L. Lyotropic mesophase of hydrated phospholipids as model medium for studies of antimicrobial agents activity Mol. Cryst. Liq. Cryst 2011 547, N 1:155–163.
[12] Pashynska V. A., Kosevich M. V., Gomory A., Vekey K. Investigation of formation of noncovalent complexes between antimicrobial agent ethonium with membrane phospholipids by electrospray ionization mass spectrometry. Mass-Spectrometria 2012 9, N 2:121–128.
[13] Vashenko O. V., Kasian N. A., Pashynska V. A., Kosevich M. V., Ermak Yu. L., Lisetskyi L. N. Lipid membranes as a model medium for solution of the applied biomedical problems Functional materials for scintillation technology and biomedicine Kharkiv: ISMA, 2012 428 p.
[14] Pokrovsky V. A., Kosevich M. V., Osaulenko V. L., Chagovets V. V., Pashynska V. A., Shelkovsky V. S., Karachevtsev V. A., Naumov A. Yu. Matrix assisted laser desorption-ionization study of bisquaternary ammonium antimicrobial agent decamethoxinum in 2,5-dixydroxybenzoic acid Mass-Spectrometria 2005 2, N 3:183–192.
[15] Panicker L., Sharma V. K., Datta G, Deniz K. U., Parvathanathan P. S., Ramanathan K. V., Khetrapal C. L. Interaction of aspirin with DPPC in the lyotropic, DPPC-Aspirin-H2O/D2O membrane Mol. Cryst. Liq. Cryst 1995 260, N 1 P. 611–621.
[16] Guevremont R., Siu K. W. M., Le Blanc J. C. Y., Berman S. S. Are the electrospray mass spectra of proteins related to their aqueous solution chemistry? J. Am. Soc. Mass Spectrom 1992 3, N 3 P. 216–224.
[17] Vashenko O. V., Pashynska V. A., Kosevich M. V., Boryak O. A., Kasian N. A., Lisetski L. N. Investigation on combined effect of quaternary ammonium compounds and an organic acid on model phospholipid membranes Biophys. Bull 2010 25, N 2 :55–72.