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".