ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ МЕТИЛ-β-ЦИКЛОДЕКСТРИНА И АМФОТЕРИЦИНА В С КОМПОНЕНТАМИ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОГО ДОКИНГА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Цель работы – анализ взаимодействий метил-β-циклодекстрина и амфотерицина В со спектрином, актином и гемоглобином методом молекулярного докинга. Структуры белков взяты из РОВ. Полноатомные модели белков «очищены» от молекул воды и компонентов буфера, выполнена расстановка зарядов на поверхности, выбраны ячейки для «слепого» докинга. Структурные формулы метил-β-циклодекстрина и амфотерицина В взяты из PubChem, сконвертированы в HyperChem. Оптимизация геометрии проводилась с использованием модельного потенциала MM+, жесткие/фиксированные структуры оптимизированы полуэмпирическим квантово-химическим методом PM3. Взаимодействия белково-лигандных комплексов описывали с помощью PLIP. Полная энергия связывания для всех комплексов составила от –4.4 до –10.3 ккал/моль. Комплексы формировались за счет водородных, ван-дер-ваальсовых связей и солевых мостиков. Визуализация наиболее энергетически выгодных положений подтвердила, что и амфотерицин В, и метил-β-циклодекстрин локализовались в центральных полостях гемоглобина и актина и на дистальных участках α- и β-субъединии спектрина. Амфотерицин В образовывал более стабильные комплексы с каждым из белков: прочность водородных связей и количество гидрофобных контактов с белками были выше, чем для комплексов с метил-β-циклодекстрином.

Об авторах

Л. О Соколова

Воронежский государственный университет

Email: lyudmila.sokolova.94@mail.ru
Воронеж, Россия

М. С Кондратьев

Воронежский государственный университет; Институт биофизики клетки Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН»

Воронеж, Россия; Пущино, Россия

Е. А Калаева

Воронежский государственный университет

Воронеж, Россия

В. Г Артюхов

Воронежский государственный университет

Воронеж, Россия

М. А Наквасина

Воронежский государственный университет

Воронеж, Россия

Список литературы

  1. Ross M.H. and Wojciech P. Histology: Text and Atlas, 8th ed. (Lippincott Williams & Wilkins, Lond., 2019). doi: 10.26641/1997-9665.2019.4.76-89
  2. Khary K. and Howard J. Minimum-energy vesicle and cell shapes calculated using spherical harmonics parameterization. Soft Matter, 7 (5), 2138–2143 (2011). doi: 10.1039/c0sm01193b
  3. Narla J., and Mohandas N. Red cell membrane disorders. International journal of laboratory hematology, 39, 47–52 (2017). doi: 10.1111/ijlh.12657
  4. Артюхов В. Г., Башарина О. В., Вашанов Г. А., Калаева Е.А., Лавриненко И. А., Наквасина М. А., Путинцева О. В., Радченко М. С. и Резван С. Г. Практикум по биофизике (ВГУ, Воронеж, 2016).
  5. Oore-ofe O., Soma P., Buys A. V., Debusho L. K., and Pretorius E. Characterizing pathology in erythrocytes using morphological and biophysical membrane properties: Relation to impaired hemorheology and cardiovascular function in rheumatoid arthritis. Biochim. Biophys. Acta Biomembranes, 1859 (12), 2381–2391 (2017). doi: 10.1016/j.bbamem.2017.09.014
  6. Калаева Е. А., Соколова Л. О., Литвинов Н. В., Артюхов В. Г. и Путинцева О. В. Изменения спектральных характеристик внутриэритроцитарного гемоглобина крови человека, индуцированные метил-β-циклодекстрином. Вестн. Воронежского гос. ун-та. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2, 91–96 (2023).
  7. Садчиков Д. В. и Хоженко А. О. Взаимосвязь межклеточных соотношений форменных элементов и кислородтранспортной функции крови у больных с постгеморрагической анемией. Фундаментальные исследования, 4 (2), 356–360 (2012).
  8. Kim H., Han J., and Park J. H. Cyclodextrin polymer improves atherosclerosis therapy and reduces ototoxicity. J. Control. Release, 319, 77–86 (2020). doi: 10.1016/j.jconrel.2019.12.021
  9. Coisne C., Tilloy S., Monflier E., Wils D., Fenart L., and Gosselet F. Cyclodextrins as emerging therapeutic tools in the treatment of cholesterol-associated vascular and neurodegenerative diseases. Molecules, 21 (12), 1–22 (2016). doi: 10.3390/molecules21121748
  10. Onodera R., Motoyama K., Okamatsu A., Higashi T., and Arima H. Potential use of folate-appended methyl-β-cyclodextrin as an anticancer agent. Sci. Rep., 3, 1104 (2013). doi: 10.1038/srep01104
  11. Róka E., Ujhelyi Z., Deli M., Bocsik A., Fenyvesi É., Szente L., Fenyvesi F., Vecsernyés M., Váradi J., Fehér P., Gesztelyi R., Félix C., Perret F., and Bácskay I. K. Evaluation of the cytotoxicity of α-cyclodextrin derivatives on the Caco-2 cell line and human erythrocytes. Molecules, 20 (11), 20269–20285 (2015). doi: 10.3390/molecules201119694
  12. Соколова Л. О., Калаева Е. А., Артюхов В. Г. и Путинцева О. В. Использование флуоресцентных методов анализа для изучения взаимодействия амфотерицина В с холестерином лимфоцитов крови человека. Вестн. новых мед. технологий, 18 (3), 105–109 (2024). doi: 10.24412/2075-4094-2024-3-3-5
  13. Borzyszkowska-Bukowska J., Czub J., Szczeblewski P., and Laskowski T. Antibiotic-sterol interactions provide insight into the selectivity of natural aromatic analogues of amphotericin B and their photoisomers. Sci. Rep., 13 (1), 762–777 (2023). doi: 10.1038/s41598-023-28036-x
  14. Kalaeva E. A., Sokolova L. O., Artyukhov V. G., Nakvasina M. A., and Putintseva O. V. Amphotericin B as a cholesterol identifier in human erythrocyte's membrane. Opera Med. Physiol., 9 (1), 42–48 (2022). doi: 10.24412/2500-2295-2022-1-42-48
  15. Pashazade T. D. and Kasumov K. M. The properties of ion channels formed in bilayer lipid membranes by amphotericin and n-methyl derivative of amphotericin under their action on one side. Biophysics, 66 (3), 428–433 (2021). doi: 10.31857/S000630292103011X
  16. Багирова А. А. и Касумов Х. М. Антигрибковый макроциклический антибиотик амфотерицин В — настоящее и будущее. Многопрофильная перспектива использования в практической медицине. Биомед. химия, 67 (4), 311–322 (2021). doi: 10.18097/PBMC20216704311
  17. Trott O. and Olson A. J. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J. Comput. Chem., 31 (2), 455–461 (2010). doi: 10.1002/jcc.21334
  18. Ogungbe I. V., Erwin W. R., Setzer W. N. Antileishmanial phytochemical phenolics: molecular docking to potential protein targets. J. Mol. Graphics Model., 48, 105–117 (2014). doi: 10.1016/j.jmgm.2013.12.010
  19. Kabsch W., Mannherz H. G., Suck D., Pai E. F., Holmes K. C. Atomic structure of the actin: DNase I complex. Nature, 347, 37–44 (1990). doi: 10.1038/347037a0
  20. Yan Y., Winograd E., Viel A., Cronin T., Harrison S. C., and Branton D. Crystal structure of the repetitive segments of spectrin. Science, 262, 2027–2030 (1993). doi: 10.1126/science.8266097
  21. Waller D. A. and Liddington R. C. Refinement of a partially oxygenated T state human haemoglobin at 1.5 Å resolution. Acta Cryst., B46, 409–418 (1990). doi: 10.1107/S0108768190000313
  22. Финкельштейн А. В. и Птицын О. Б. Физика белка: курс лекций (КДУ, М., 2012).
  23. Калаева Е. А. и Артюхов В. Г. Биофизические аспекты строения, функционирования и регуляции активности ферментов: учебник (ВГУ, Воронеж, 2019).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».