СПОСОБНОСТЬ К ДНК-ИНТЕРКАЛЯЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ БЕНЗОФЕНАНТРИДИНОВЫХ АЛКАЛОИДОВ И ИХ ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Фаддеева М. Д., Беляева Т. Н., Леонтьева Е. К., Моженок Т. П.
Институт цитологии РАН, 194064 Санкт-Петербург
Нами установлено, что
растительный бензофенантридиновый алкалоид сангвинарин способен
к интеркаляции в ДНК. Алкалоид выделен из ряда растений семейства
маковых, обладающих противоопухолевой активностью, в частности,
из чистотела (Chelidonium majus L.). Структурно он близок
к известному синтетическому ДНК-интеркалятору бромистому этидию.
Об интеркаляции в ДНК молекул сангвинарина судили по: 1) увеличению
характеристической и удельной вязкостей линейной ДНК в комплексах
с сангвинарином, причем соотношение контурных длин ДНК в комплексе
с сангвинарином и свободной ДНК составляло максимально 1,30; 2)
ходу кривой роста удельной вязкости растворов комплексов в зависимости
от соотношения [P]/[С]; 3) увеличению Тпл ДНК
в комплексах с сангвинарином, количественно подобному таковому
для комплексов ДНК с этидием; 4) снятию сверхскрученности с отрицательно
сверхскрученных ковалентно-замкнутых в кольцо двухспиральных молекул
фаговой ДНК, полной релаксации кольца и затем появлению правой
сверхскрученности с ростом числа молекул сангвинарина в комплексах
с фаговой ДНК. Угол локального раскручивания биспирали ДНК сангвинарином
symbol 70 \f "Symbol" \s 10Fс
составляет 27,5о, если принять эту величину для этидия
равной 26о. Кроме того, спектры поглощения и флуоресценции
сангвинарина в комплексах с двухспиральной ДНК изменяются характерным
для ДНК-интеркаляторов образом. Таким образом, сангвинарин модифицирует
двойную спираль ДНК и ингибирует поэтому ферментативные реакции,
зависимые от структуры ДНК. Подобные данные получены в настоящее
время и для других бензофенантридиновых алкалоидов. Как нами показано
далее, в клетках млекопитающих существуют другие мишени действия
сангвинарина, отличные от метаболизма нуклеиновых кислот. Во-первых,
подобно другим изученным нами ДНК-интеркаляторам, сангвинарин
является низотропным ингибитором процесса превращения энергии
в митохондриях благодаря способности нейтрализовать отрицательные
заряды вблизи внешней стороны энергизованных внутренних мембран
митохондрий. При этом нарушается конформация F1 -.F0,
необходимая для освобождения АТР, и синтез АТР нарушается. Другими
авторами показано, что хелеритрин также ингибирует синтез АТР
в митохондриях. Во-вторых, сангвинарин и в меньшей степени хелеритрин,
в отличие от других ДНК-интеркаляторов, способны к модификации
SH-групп органических соединений, включая ферменты, благодаря
способности иминной группы в ароматическом кольце катиона сангвинарина
к реакции нуклеофильного замещения с образованием соединения между
сульфгидрильной группой фермента и иминной группой четвертичного
аммонийного катиона сангвинарина. Нами показано, что сангвинарин
является ингибитором SH-зависимых мембраносвязанных катионтранспортных
АТРаз. Уникальная (среди изученных нами природных и синтетических
ДНК-интеркаляторов) способность сангвинарина и хелеритрина к модификации
сульфгидрильных групп ферментов вносит свой вклад в их значительную
биологическую активность. Результаты обсуждаются в связи с высоким
малигнотоксическим потенциалом бензофенантридиновых алкалоидов
и полученных на их основе препаратов "украин" и "сангвиритрин".