Калікс[4]арени С-715 та С-772 як інструменти впливу на транспорт Са2+ та біоенергетику мітохондрій гладенького м‘язу матки щурів

Форись І.С. Калікс[4]арени С-715 та С-772 як інструменти впливу на транспорт Са2+ та біоенергетику мітохондрій гладенького м‘язу матки щурів : випускна кваліфікаційна робота магістра : 091 Біологія та біохімія / наук. кер. Ю. В. Данилович. Київ, 2024. 92 с.

У роботі досліджується вплив макроциклічних сполук – калікс[4]аренів С-715 (5,17-ди(трифторо)ацетамідо-11,23-ди-трет-бутил-26,28-дигідроксі-25,27-дипропоксикалікс[4]арен) та С-772 (5,11-ди(трифторометил (фенілсульфоніліміно)метиламіно-17,23-ди-трет-бутил-25,26-дипропокси-27,28-дигідроксикалікс[4]арен) на функціональну активність та біоенергетику ізольованих мітохондрій гладенького м‘язу матки щурів. З‘ясовано вплив досліджуваних сполук на фундаментальні показники функціонування мітохондрій, такі як гідродинамічний діаметр органел, ефективність роботи Са2+-транспортувальних систем та Са2+-залежних процесів, серед яких, зокрема, функціонування електрон-транспортувального ланцюга та генерація активних форм кисню. По верхньому вінцю макроциклу калікс[4]арен С-715 модифікований двома дистально розміщеними трифторацетамідними групами, в той час як С-772 – двома проксимально розміщеними фенілсульфонілімінними замісниками. В оглядовій частині роботи представлено сучасний стан знань про застосування калікс[4]аренів, а також структурно-функціональні особливості мітохондрій: біоенергетичні процеси, генерацію активних форм кисню та системи транспорту іонів Са через внутрішню мембрану органел.
Встановлено, що калікс[4]арени С-715 і С-772 мають власну флуоресценцію, здатні проникати в міоцити міометрія та взаємодіяти з ізольованими мітохондріями гладенького м‘язу матки, помірно збільшуючи гідродинамічний діаметр органел, проте не викликаючи мітохондрійну дисфункцію. Результати роботи свідчать про те, що досліджувані сполуки зумовлюють гальмування окислення NADH та енергозалежної акумуляції Са2+ ізольованими мітохондріями, не впливаючи при цьому на ΔрН-залежний вихід катіону з органел. Ми припускаємо, що вплив сполук на функціональну активність дихального ланцюна може бути пов‘язаний з пригніченням активності комплексу І, внаслідок чого також відбувається зниження електрохімічного потенціалу мітохондрійної мембрани, що й супроводжується помірним зростанням гідродинамічного діаметра органел. У той же час, зменшення потенціалу може призводити до зниження акумуляції іонів Са матриксом та інтенсивності перебігу Са2+-залежних процесів в мітохондріях, серед яких, в тому числі, продукція активних форм кисню. Ми показали, що досліджувані калікс[4]арени залежно від концентрації та часу зумовлюють зниження рівня генерації активних форм кисню ізольованими мітохондріями. Це може розглядатися як протекторна дія стосовно органел. Виходячи з попередніх результатів, ми припускаємо, що гальмування окислення NADH у комплексі І електрон-транспортувального ланцюга лежить в основі цього ефекту.
Калікс[4]арени С-715 і С-772 у мікромолярних концентраціях можуть бути використані як ефективний засіб впливу на структурно-функціональну активність мітохондрій.