Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації

Мета. Вивчити відмінності у взаємодії біядерних кластерних сполук ренію(ІІІ) цис-(I) і транс-(II) конфігурації з альбуміном сироватки бика (BSA) та aльбуміном сироватки крові людини (HSA). Методи. Електронна спектроскопія, триптофанова флуоресценція, круговий дихроїзм. Результати. Показано, що в пр...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
Hauptverfasser:	Леус, І.В., Кленіна, І.А., Заблоцька, К.А., Голіченко, О.А., Штеменко, О.В., Штеменко, Н.І.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2011
Schriftenreihe:	Вiopolymers and Cell
Schlagworte:	Structure and Function of Biopolymers
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/156496
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації / І.В. Леус, І.А. Кленіна, К.А. Заблоцька, О.А. Голіченко, О.В. Штеменко, Н.І. Штеменко // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 6. — С. 465-471. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-156496
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1564962019-06-19T01:28:43Z Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації Леус, І.В. Кленіна, І.А. Заблоцька, К.А. Голіченко, О.А. Штеменко, О.В. Штеменко, Н.І. Structure and Function of Biopolymers Мета. Вивчити відмінності у взаємодії біядерних кластерних сполук ренію(ІІІ) цис-(I) і транс-(II) конфігурації з альбуміном сироватки бика (BSA) та aльбуміном сироватки крові людини (HSA). Методи. Електронна спектроскопія, триптофанова флуоресценція, круговий дихроїзм. Результати. Показано, що в процесі взаємодії І і ІІ з альбумінами утворюються комплекси із збереженням четверного зв’язку Re–Re та різними характеристиками. Висновки. Зроблено припущення, що транс-ІІ взаємодіє з молекулярним оточенням Trp-214 (HSA) і Trp-212 (ВSA) у гідрофобній кишені субдомену IIА гомологічних білків. Для цис-І характерний складніший механізм взаємодії з альбумінами, що включає не тільки субдомен IIА, а й як мінімум другий сайт зв’язування сполуки ренію у субдомені ІВ. Показано, що I і II по-різному змінюють вторинну структуру гомологічних білків. Ключові слова: сироваткові альбуміни, кластерні сполуки ренію, спектри флуоресценції, електронні спектри поглинання, вторинна структура. Aim. To investigate differences in the interactions of binuclear cluster rhenium(ІІІ) compounds of cis(I)- and trans(II)-configuration with bovine serum albumin (BSA) and human serum albumin (НSA). Меthods. Electronic spectroscopy, tryptophan fluorescence and circular dichroism spectroscopy. Results. It was shown that in the process of interaction of I and II with proteins different complexes were formed where the quadruple bond Re–Re remained. Conclusions. It is proposed that the trans-isomer interacts with molecular environment of Trp-214 (HSA) and Trp-212 (BSА) in hydrophobic pocket of the IIА subdomain of homological proteins. For the cis-isomer more complex mechanism operatesthat includes not only the subdomain IIА, but also at least one more binding site for the rhenium compound in the subdomain ІВ of the proteins. Different influence of I and II on the secondary structure of homological proteins has been shown. Keywords: serum proteins, cluster rhenium compounds, fluorescent spectra, electronic absorbtion spectra, secondary structure. Цель. Изучить различия во взаимодействии биядерных кластерных соединений рения(III) цис-(I) и транс-(II) конфигураций с бычьим сывороточным альбумином (BSA) и сывороточным альбумином человека (HSA). Методы. Электронная спектроскопия, триптофановая флуоресценция, круговой дихроизм. Результаты. Показано, что в процессе взаимодействия I и II с альбуминами происходит образование различных комплексов, где четверная связь Re–Re сохраняется. Выводы. Сделано предположение о том, что II взаимодействует с молекулярным окружением Trp214 (HSA) и Trp-212 (BSA) в гидрофобном кармане субдомена IIА гомологичных белков. Для I характерен более сложный механизм взаимодействия с альбуминами, включающий не только субдомен IIА, но и как минимум второй сайт связывания соединения рения в субдомене ІВ. Показано, что I и II по-разному изменяют вторичную структуру гомологичных альбуминов. Ключевые слова: сывороточные альбумины, кластерные соединения рения, спектры флуоресценции, электронные спектры поглощения, вторичная структура. 2011 Article Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації / І.В. Леус, І.А. Кленіна, К.А. Заблоцька, О.А. Голіченко, О.В. Штеменко, Н.І. Штеменко // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 6. — С. 465-471. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000119 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/156496 546.719:54–386; 547.96 uk Вiopolymers and Cell Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Structure and Function of Biopolymers Structure and Function of Biopolymers
spellingShingle	Structure and Function of Biopolymers Structure and Function of Biopolymers Леус, І.В. Кленіна, І.А. Заблоцька, К.А. Голіченко, О.А. Штеменко, О.В. Штеменко, Н.І. Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації Вiopolymers and Cell
description	Мета. Вивчити відмінності у взаємодії біядерних кластерних сполук ренію(ІІІ) цис-(I) і транс-(II) конфігурації з альбуміном сироватки бика (BSA) та aльбуміном сироватки крові людини (HSA). Методи. Електронна спектроскопія, триптофанова флуоресценція, круговий дихроїзм. Результати. Показано, що в процесі взаємодії І і ІІ з альбумінами утворюються комплекси із збереженням четверного зв’язку Re–Re та різними характеристиками. Висновки. Зроблено припущення, що транс-ІІ взаємодіє з молекулярним оточенням Trp-214 (HSA) і Trp-212 (ВSA) у гідрофобній кишені субдомену IIА гомологічних білків. Для цис-І характерний складніший механізм взаємодії з альбумінами, що включає не тільки субдомен IIА, а й як мінімум другий сайт зв’язування сполуки ренію у субдомені ІВ. Показано, що I і II по-різному змінюють вторинну структуру гомологічних білків. Ключові слова: сироваткові альбуміни, кластерні сполуки ренію, спектри флуоресценції, електронні спектри поглинання, вторинна структура.
format	Article
author	Леус, І.В. Кленіна, І.А. Заблоцька, К.А. Голіченко, О.А. Штеменко, О.В. Штеменко, Н.І.
author_facet	Леус, І.В. Кленіна, І.А. Заблоцька, К.А. Голіченко, О.А. Штеменко, О.В. Штеменко, Н.І.
author_sort	Леус, І.В.
title	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації
title_short	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації
title_full	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації
title_fullStr	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації
title_full_unstemmed	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації
title_sort	взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Structure and Function of Biopolymers
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/156496
citation_txt	Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації / І.В. Леус, І.А. Кленіна, К.А. Заблоцька, О.А. Голіченко, О.В. Штеменко, Н.І. Штеменко // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 6. — С. 465-471. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.
series	Вiopolymers and Cell
work_keys_str_mv	AT leusív vzaêmodíâsirovatkovihalʹbumínívzklasternimispolukamireníûcisítranskonfíguracíí AT klenínaía vzaêmodíâsirovatkovihalʹbumínívzklasternimispolukamireníûcisítranskonfíguracíí AT zablocʹkaka vzaêmodíâsirovatkovihalʹbumínívzklasternimispolukamireníûcisítranskonfíguracíí AT golíčenkooa vzaêmodíâsirovatkovihalʹbumínívzklasternimispolukamireníûcisítranskonfíguracíí AT štemenkoov vzaêmodíâsirovatkovihalʹbumínívzklasternimispolukamireníûcisítranskonfíguracíí AT štemenkoní vzaêmodíâsirovatkovihalʹbumínívzklasternimispolukamireníûcisítranskonfíguracíí
first_indexed	2025-07-14T08:50:49Z
last_indexed	2025-07-14T08:50:49Z
_version_	1837611666541379584
fulltext	465 Взаємодія си ро ват ко вих аль бумінів з клас тер ни ми спо лу ка ми ренію цис- і транс-конфігу рації І. В. Леус, І. А. Кленіна1, К. А. Заб лоць ка2, О. А. Голічен ко2, О. В. Ште мен ко2, Н. І. Ште мен ко Дніпро пет ро вський національ ний універ си тет ім. Оле ся Гон ча ра Пр. Га гаріна, 72, Дніпро пет ровськ, Украї на, 49050 1Дер жав на уста но ва «Інсти тут гас тро ен те ро логії АМНУ» Пр. ім. га зе ти «Прав да», 96, Дніпро пет ровськ, Украї на, 49074 2Дер жав ний ви щий на вчаль ний за клад «Укр аїнський дер жав ний хіміко-тех но логічний універ си тет» Пр. Га гаріна, 8, Дніпро пет ровськ, Украї на, 49005 n.shtemenko@i.ua Мета. Вив чи ти відмінності у взаємодії біядер них клас тер них спо лук ренію(ІІІ) цис-(I) і транс-(II) конфігу рації з аль буміном си ро ват ки бика (BSA) та aльбуміном си ро ват ки крові лю ди ни (HSA). Ме то - ди. Елек трон на спек трос копія, трип то фа но ва флу о рес ценція, кру го вий дих роїзм. Ре зуль та ти. По ка за - но, що в про цесі взаємодії І і ІІ з аль бумінами утво рю ють ся ком плек си із збе ре жен ням чет вер но го зв’яз ку Re–Re та різни ми ха рак те рис ти ка ми. Вис нов ки. Зроб ле но при пу щен ня, що транс-ІІ взаємодіє з мо ле ку ляр ним ото чен ням Trp-214 (HSA) і Trp-212 (ВSA) у гідро фобній ки шені суб до ме ну IIА го мо ло- гічних білків. Для цис-І ха рак тер ний складніший ме ханізм взаємодії з аль бумінами, що вклю чає не тільки суб до мен IIА, а й як мінімум дру гий сайт зв’я зу ван ня спо лу ки ренію у суб до мені ІВ. По ка за но, що I і II по-різно му зміню ють вто рин ну струк ту ру го мо логічних білків. Клю чові сло ва: си ро ват кові аль буміни, клас терні спо лу ки ренію, спек три флу о рес ценції, елек тронні спек три по гли нан ня, вто рин на струк ту ра. Вступ. Взаємодію спо лук ме талів з білка ми вив ча - ють, з од но го боку, для от ри ман ня ком плексів, які спри я ють спе цифічно му транс пор ту ліка рсько го за со бу та зни жен ню його ток сич ності та, з іншо - го, – як шлях до ре гу ляції сиг наль ної ме режі па то - логічних клітин [1]. Альбумін си ро ват ки крові лю - ди ни (HSA) взаємодіє зі спо лу ка ми Зо ло та, приєд- ну ю чись до цис теї но во го за лиш ку з утво рен ням Cys-34-Au зв’яз ку [2], а найвірогіднішим місцем зв’я зу ван ня спо лук Родію(ІІ) та Ру тенію з мо ле ку - ла ми HSA і транс фе ри ну є гісти ди нові за лиш ки біл- ків [3, 4]. Альбумін си ро ват ки бика (BSA) має, як і HSA, у своєму складі 580 аміно кис лот них за лиш- ків, 17 дис ульфідних зв’язків [5, 6], а його аміно - кис лот на послідовність на 76 % іден тич на послі- дов ності HSA. Важ ли вою відмінністю між дво ма білка ми є те, що BSA містить два трип то фа но вих за лиш ки – Trp-134 у суб до мені ІВ і Trp-212 у суб до - мені ІІА. Trp-212 зна хо дить ся у гідро фобній ки - шені суб до ме ну ІІА, у той час як Trp-134 роз та шо - ва ний на по верхні мо ле ку ли BSA і мо ле ку ли роз- чин ни ка впли ва ють на ньо го більше, ніж на Trp- 212. На томість HSA має лише один за ли шок – Trp- 214, що є ана ло гом Trp-212. Отже, BSA і HSA є ISSN 0233–7657. Biopolymers and Cell. 2011. Vol. 27. N 6. P. 465–471  Institute of Molecular Biology and Genetics, NAS of Ukraine, 2011 зруч ни ми мо дель ни ми білка ми для вив чен ня про - це су взаємодії низ ь ко мо ле ку ляр них спо лук з білка - ми спек траль ни ми ме то да ми, зок ре ма, ме то дом трип то фа но вої флу о рес ценції. Клас терні спо лу ки ренію з органічни ми ліган да- ми, що містять чет вер ний зв’я зок Re–Re, є пер спек - тив ни ми про ти пух лин ни ми пре па ра та ми [7], про те ме ханізм їхньої дії вив че но ма ло. Ціка вим і важ ли - вим ас пек том є виз на чен ня відміннос тей у взаємо- дії біомо ле кул зі спо лу ка ми ме талів різної про сто - ро вої бу до ви, зок ре ма, цис- і транс-конфігу рації віднос но зв’яз ку ме тал–ме тал [8]. Отже, ме та цієї ро бо ти по ля га ла у вив ченні від- мінності взаємодії клас тер них спо лук ренію – пред - став ників двох струк тур них типів цис- і транс-кон- фігу рації – з BSA і HSA із за лу чен ням спек траль - них ме тодів. Ма теріали і ме то ди. HSA та BSA при дба но у «Sigma Chemical Co.» (ФРН); клас терні спо лу ки ренію двох струк тур них типів: I – цис-Re2(i- C3H7COO)2Сl4⋅2DMSO – цис-тет рах ло ро ди-µ-ізобу - ти ра то ди реній(ІІІ) і II – транс-Re2(i-C3H7COO)2Cl4 – транс-тет рах ло роди-µ-ізо бу ти ратоди реній(ІІІ), струк турні фор му ли яких зоб ра же но на рис. 1, син - те зо ва но в ДВНЗ «УДХТУ» (Украї на) [9]. Ме то да ми елек трон ної спек тро фо то метрії (у ви димій та УФ-об ласті) дослідже но взаємодію I і II з BSA. Кон цен трацію BSA виз на ча ли, вимірю ю чи оптич ну гус ти ну роз чинів білка на спек тро фо то - метрі Hitachi U 2000 (Японія), ко ефіцієнт екс- тинкції при 280 нм – 42925 М–1см–1, pH 7,4. Спект- ральні досліджен ня ком плексів про во ди ли у діапа - зоні 50000–10000 см–1 (200–1000 нм). Кон цен трація BSA ста но ви ла 0,01 ммоль/л (для досліджень в УФ- об ласті) та 0,05 ммоль/л (для досліджень у ви димій об ласті) При змішу ванні цих роз чинів з роз чи ном білкa мо ляр не співвідно шен ня BSA:спо лу ка ренію дорівню ва ло 1:10. Спек три флу о рес ценції вимірю ва ли у фос фат но- му бу фері (pH 7,4) на спек троф лу о ри метрі Shimad- zu RF-5301 PC (Японія) зі збуд жен ням хвилі 295 нм. Кон цен трацію BSA та HSA підби ра ли ек спе ри мен - таль но, во на ста но ви ла 0,13 та 0,3 мкМ відповідно. Роз чи ни I і II го ту ва ли спо чат ку в ме та нолі, кон - цен трація відповідно 0,13 і 0,3 мМ. Змішу ван ням цих роз чинів до ся га ли мо ляр но го співвідно шен ня BSA і HSA з I і II – 1:1, 1:2, 1:5, 1:10. Дані інтен сив- ності флу о рес ценції пред став ля ли як віднос ну флуо- рес ценцію F0/F, де F – інтен сивність флу о рес ценції дослідно го зраз ка; F0 – флу о рес ценція роз чи ну ви- хідно го білка. Кон стан ту гасіння (КSV) роз ра хо ва но за [10]. Рівнян ня пер шо го по ряд ку об чис ле но за до - по мо гою про гра ми Excel 2007. Вто рин ну струк ту ру ком плексів аль бумінів зі сполу ка ми ренію досліджу ва ли на спек тро метрі AVIV 202-01 Circular Dichroism, ви ко рис то ву ю чи квар цові кю ве ти з дов жи ною оптич но го шля ху 1 см. Кон цен трація BSA і HSA – 0,056 і 0,112 мг/мл від- повідно при мо ляр но му співвідно шенні I і II 1:10 до BSA і HSA у фос фат но му бу фері, рН 7,4. Вто - рин ну струк ту ру роз ра хо ву ва ли за [11]. Ко жен ви- мір по вто рю ва ли тричі та пред став ля ли як се реднє зна чен ня з ура ху ван ням стан дар тно го відхи лен ня. Ре зуль та ти і об го во рен ня. Оскільки як аль бумін [3], так і ко жен зі струк тур них типів біядер них кла- стерів ренію(ІІІ) [9] має свої ха рак терні елек тронні спек три по гли нання, то будь-яка зміна в по ло женні або інтен сив ності смуг по гли нан ня мо же свідчи ти про зміну ліган дно го ото чен ня на вко ло біядерно го фраг - мен та Re2 6+ та/або про зміну в сис темі елек тронних пере ходів са мо го ліган ду (у да но му разі аль буміну). Аналіз спек траль них да них, от ри ма них при ви- вченні про цесів взаємодії вод них роз чинів І і ІІ із роз чи ном BSA, свідчить про ко ор ди націю остан - ньо го з клас тер ним фраг мен том Re2 6+(рис. 2). На це вка зує не ве ли ке збільшен ня (у перші хви ли ни після 466 ЛЕ УС І. В. ТА ІН. Re Re O O C O O C Cl Cl Cl Cl Re Re O O C O O C (CH3)2CH Cl Cl Cl Cl CH(CH3)2 (CH3)2SO (CH3)2SO (CH3)2CH (CH3)2CH Рис. 1. Струк турні фор му ли дослід- жу ва них спо лук Ренію змішу ван ня роз чинів) інтен сив ності ха ракте рис тич- ної сму ги по гли нан ня, відне се ної до δ→δ*-елект- рон но го пе ре хо ду чет вер но го зв’яз ку Re–Re [12] як для І (рис. 2, а), так і для ІІ (рис. 2, б), а та кож по я ва у под аль шо му но вих смуг по гли нан ня (при 18700 і 20900 см–1 для І та 18400 і 20800 см–1 для ІІ), зміще- них у ви со ко е нер ге тич ну об ласть спек тра з од но час- ним змен шен ням інтен сив ності ха рак те рис тич ної сму ги при 15800 см–1 (рис. 2, а, б). Та ка зміна спект- раль ної кар ти ни, згідно з на ши ми да ни ми [9, 12], вка зує на заміщен ня у перші хви ли ни після змішу - ван ня ре а гентів аксіаль них по зицій, а зго дом – ла- більних хло рид них лігандів в ек ва торіаль но му ото - ченні клас те ру Re2 6+ на скла дові час ти ни аль буміну зі збе ре жен ням чет вер но го зв’яз ку. Подібні зміни зафіксо ва но в об ласті по гли нан ня чет вер но го зв’яз- ку при взаємодії клас тер них спо лук ренію з ліпіда - ми [12] та в об ласті по гли нан ня ме тал–ме тал при взаємодії ру тенієвих ком плексів з аль буміном і транс фе ри ном [4, 13], а та кож родієвих ком плексів з аль буміном [8]. До дат ко вим підтвер джен ням ко ор ди нації аль - буміну з ренієвим фраг мен том є зміна спек траль ної кар ти ни в УФ-об ласті спек тра (рис. 3). У перші хви ли ни взаємодії спос теріга ють ся зро- стан ня мак си му му по гли нан ня І при 33500 см–1 і ІІ при 35750 см–1, які є су перпо зиціями смуг по гли - нан ня аль буміну і про дук ту йо го взаємодії з комп- лек са ми ренію [3], та по я ва мак си му му по гли нан ня при 29400 см–1 у разі об ох спо лук І і ІІ. Відмінність спектрів роз чинів І і ІІ в УФ-об ласті свідчить про різний ме ханізм їхньої взаємодії з аль буміном. Знай де но, що при взаємодії BSA і спо лук ренію без по се ред ньо після змішу ван ня їхніх роз чинів від- бувається гасіння трип то фа но вої флу о рес ценції (рис. 4). У роз чи нах BSA:І 1:1 спос терігається зсув мак - си му му флу о рес ценції у ко рот кох виль о ву об ласть (синій зсув ∆λ = –8 нм) із не знач ним гасінням флу о - рес ценції, а в роз чи нах BSA:І 1:5 і 1:10 зафіксо ва но 65 % гасіння та утво рен ня двох мак си мумів флу о - рес ценції при 333 і 262 нм (∆λ = –4 нм і ∆λ = 25 нм). 467 ВЗАЄМОДІЯ СИ РО ВАТ КО ВИХ АЛЬ БУМІНІВ З КЛАС ТЕР НИ МИ СПО ЛУ КА МИ РЕНІЮ A 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 A 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 v·10-3, см -1 v·10-3, см -1 1 2 3 5 4 1 3 2 4 5 а б Рис. 2. Елек тронні спек три по гли нан ня у ви димій об ласті роз чинів I (а: 1 – 0 год; 2 – 0,3 год; 3 – 1 год; 4 – 2 год; 5 – 3 год) і ІІ (б: 1 – 0 год; 2 – 0,5 год; 3 – 1 год; 4 – 2 год; 5 – 6 год) у фос фат но му бу фері (рН 7,4) при мо ляр но му співвідно шенні BSA:I (або ІІ) = 1:10 v·10-3, см -1 v·10-3, см -1283032343638 A 0,2 0,4 0,6 0,8 1 2 3 4 A 283032343638 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 4 1 2 3 а б Рис. 3. Елек тронні спек три по гли нан ня в УФ-об ласті роз чинів BSA (1), BSA + I (а: 2 – 0 хв; 3 – 5 хв; 4 – 20 хв) і BSA + ІІ (б: 2 – 0 хв; 3 – 5 хв; 4 – 20 хв) у фос фат но му бу фері (рН 7,4) при мо ляр но му співвідно шенні BSA:I (або ІІ) = 1:10 Для II відміче но по сту по ве гасіння флу о рес цен- ції BSA із збільшен ням кон цен трації гас ни ка з не - знач ним зсу вом мак си му му флу о рес ценції білка у ко рот кох виль о ву об ласть (∆λ = –6 нм). Де що подібний ха рак тер за реєстро ва но та кож для взаємодії I і II з HSA (рис. 5). У роз чи нах НSA:І 1:1 відбу вається падіння інтен сив ності трип то фа - но вої флу о рес ценції до 28,75 %, а підви щен ня кон- цен трації гас ни ка не змінює інтен сив ності флу о рес- ценції утво ре них ком плексів. У разі II спос терігається кон цен траційно-за - леж не змен шен ня інтен сив ності трип то фа но вої флу о рес ценції. Про те, на відміну від взаємодії з BSA, вже у роз чи нах НSA:ІІ 1:1 і 1:2 відбу вається фор му ван ня ком плек су із зсу вом у си ню об ласть (∆λ = –8 нм). Отже, ме ханізми взаємодії двох клас тер них спо- лук ренію різної конфігу рації з аль буміна ми знач но відрізня ють ся як за кількісни ми ве ли чи на ми гасін- ня флу о рес ценції, так і за якісни ми ха рак те рис ти - ка ми – мак си му ма ми трип то фа но вої флу о рес ценції утво ре них ком плексів білок–гас ник. Зсув по ло жен - ня мак си му му флу о рес ценції відповідає зміні по - ляр ності на вко ло мо ле ку ли-хро мо фо ра [2]. Во че - видь, що під впли вом I і II трип то фа нові за лиш ки по-різно му підда ють ся дії ото чу ю чо го се ре до ви ща у порівнянні з їхнім ото чен ням у на тивній кон фор - мації білків, тоб то у ком плек сах білок–I і білок–II трип то фа нові за лиш ки пе ре бу ва ють у се ре до вищі з різною гідро фобністю. Лінійна за лежність Штер на-Воль ме ра – за леж- ність між віднос ною інтен сивністю гасіння і кон - цен трацією гас ни ка – мо же ма ти місце як для ди на- мічно го, так і для ста тич но го ме ханізму взаємодії. Щоб зро би ти вибір між ци ми дво ма ме ханізма ми, по трібно здійсни ти до дат кові досліджен ня, на прик - лад, із варіюван ням роз чин ників [14]. Ко ли ре алізу - ють ся об ид ва ме ханізми (зіткнен ня та утво рен ня ста - тич но го ком плек су) рівнян ня Штер на-Воль ме ра стає рівнян ням дру го го по ряд ку, а в разі спе цифічних взаємодій кон стан та зв’я зу ван ня на ба га то пе ре ви щує кон стан ту ста тич но го і ди намічно го гасіння. На рис. 6 на ве де но за лежність між віднос ною флу о рес ценцією BSA і HSA та кон цен трацією I і II. Оче вид но, що для спо лу ки II спос теріга ють ся ближ- чі до лінійних за леж ності, ніж для спо лу ки I. Мож - 468 ЛЕ УС І. В. ТА ІН. λ, нм F 300 320 340 360 380 0 50 100 150 200 1 2 3 4 5 300 320 340 360 380 0 50 100 150 200 λ, нм F 1 2 3 4 5 а б Рис. 4. Флу о рес центні спек три BSA (1), BSA + I (а: 2 – 1:1; 3 – 1:2; 4 – 1:5; 5 – 1:10) і BSA + II (б: 2 – 1:1; 3 – 1:2; 4 – 1:5; 5 – 1:10) 310 320 330 340 350 360 370 380 0 50 100 150 200 250 F 310 320 330 340 350 360 370 380 0 50 100 150 200 250 F λ, нм λ, нм 123 54 1 2 3 4 5 а б Рис. 5. Флу о рес центні спек три HSA (1), HSA + I (а: 2 – 1:1; 3 – 1:2; 4 – 1:5; 5 – 1:10) і HSA + II (б: 2 – 1:1; 3 – 1:2; 4 – 1:5; 5 – 1:10) у різних мо ляр них співвідно шен нях відра зу після змішу ван ня ком по нентів 469 ВЗАЄМОДІЯ СИ РО ВАТ КО ВИХ АЛЬ БУМІНІВ З КЛАС ТЕР НИ МИ СПО ЛУ КА МИ РЕНІЮ на при пус ти ти, що ця спо лу ка взаємодіє з об ома білка ми за подібним до ди намічно го або ста тич но - го ме ханізмом. Для I ха рак тер ний складніший ме - ханізм, який не мож на опи са ти лінійною за лежні- стю віднос на флу о рес ценція–кон цен трація гас ни ка. Рівнян ня Штер на-Воль ме ра та лінійні за леж ності по ка за но для взаємодії II з BSA і HSA на рис. 6, в. Кон стан ти Штер на-Воль ме ра для HSA + II (117,5⋅103 М–1) та ВSA + II (234,4⋅103 М–1) є ве ли чи на- ми од но го по ряд ку. Оскільки за леж ності для ІІ і об ох білків ду же подібні, то вне сок взаємодії ІІ з ото чен ням Тrp-134 у BSA є не знач ним. При порівнянні віднос но го змен шен ня флу о рес- ценції, яке реєструється при взаємодії I і II з об ома білка ми при одна ко во му (1:10) співвідно шенні бі- лок:спо лу ка, стає оче вид ним, що особ ли ва різни- ця у взаємодії двох спо лук про яв ляється при взаємо- дії ли ше з BSA. Якщо вплив I у співвідно шенні білок:спо лу ка 1:10 суп ро вод жується 66,39 %-м падінням інтен сив- ності флу о рес ценції BSA, то вплив II у та ко му ж кон центраційно му співвідно шенні змен шує цей по- каз ник ли ше на 23,47 %. Для взаємодії з HSA такі відмінності не ха рак терні, тоб то I і II у співвідно - шенні 10:1 до білка чи нять при близ но одна ко ву дію на флу о рес ценцію трип то фа ну у мо ле кулі HSA. Ос- кільки BSA і HSA відрізня ють ся тим, що пер ший мі- стить до дат ко вий флу о ро фор – трип то фан Trp-134, який зна хо дить ся на по верхні мо ле ку ли білка, вар - то при пус ти ти, що спо лу ка І та кож взаємодіє з цією час ти ною білка, у той час як I і II зв’я зу ють ся з тією час ти ною мо ле ку ли, яка пе ре бу ває ближ че до Trp- 214 у гідро фобній зв’я зу вальній ки шені суб до ме ну IIA. Отже, основ ним місцем зв’я зу ван ня I і II є за - лиш ки аміно кис лот (на йвірогідніше, гісти ди ну) у суб до мені IIА го мо логічних аль бумінів, що зна хо - дять ся в ото ченні Trp-212 у мо ле кулі BSA. Цис- спо лу ка I до дат ко во взаємодіє і з інши ми сай та ми зв’я зу ван ня, які пе ре бу ва ють в ото ченні Trp-134. Та ким чи ном, транс-ізо мер частіше взаємодіє са ме з гідро фоб ною час ти ною мо ле ку ли білка, ніж цис- ізо мер, який є більш по ляр ним. При взаємодії І з BSA, оче вид но, існу ють як мінімум два сай ти зв’я- зу ван ня біля Trp-212 і Trp-134. Вив чен ня спектрів кру го во го дих рої зму комп- лексів білків з I і II при мо ляр но му співвідно шенні 1:10 да ло мож ливість про де мо нстру ва ти зміни вто - рин ної струк ту ри, які відбу ва ють ся в аль бумінах під впли вом досліджу ва них спо лук ренію (таб ли ця). Основ ною відмінністю у впливі I і II на кон фор - мацію аль бумінів є те, що I збільшує рівень α-спі- ралізо ва них діля нок (на 4,97 і 1,71 %), змен шує вміст β-лис та (на 10,61 та 4,41 %) і не знач но підви - щує відсо ток не ре гу ляр ної струк ту ри (на 5,46 і 1,98 %); у той же час II, на впа ки, змен шує вміст α- спіралізо ва них діля нок (на 10,02 і 11,58 %), збіль- Концентрація сполук ренію, :М F0/F 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,0 1,5 2,0 2,5 2 1 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Концентрація сполук ренію, :М 1 2 ба F0/F Рис. 6. За лежність віднос ної флу о рес ценції BSA (а) і HSA (б) від кон цен трації I (1) і II (2) та рівнян ня Штер на-Воль ме ра для взаємодії II з BSA (2) і HSA (1) (в) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 F0/F Концентрація II, :М 1 y = 0,1175x + 1,0713 y = 0,2344x + 1,0167 в 2 шує час тку кон фор мації β-лис та (на 5,89 і 10,02 %) і дещо зни жує кількість не впо ряд ко ва них діля нок поліпеп тид но го лан цю га (на 2,09 і 6,71 %). У ціло му, II підви щує впо ряд ко ваність вто рин ної струк ту ри білка за ра ху нок пе ре хо ду від α-спіралізо ва них ді- ля нок до β-склад час то го лис та аль бумінів, що по- каза но та кож для ком плексів ру тенію, особ ливо транс-конфігу рації [3]. Зрос тан ня кон фор мації β- склад час то го лис та на 15,8 % та змен шен ня α-спі- ралізо ва них діля нок виз на че но та кож для HSA при йо го гліко зи лю ванні [15]. Зроб ле но при пу щен ня, про приєднан ня глю ко зи до HSA, яке при зво дить до транс фор мації α-спіра лей у β-лис ти, що підси - лює внутрішньо мо ле ку лярні гідро фобні взаємодії у мо ле кулі білка. Для I, на впа ки, в ціло му ха рак - терне збільшен ня не впо ряд ко ва ності про сто ро вої струк ту ри об ох аль бумінів. Вар то та кож відміти ти од но спря мо ваність впли- ву I і II на кон фор мацію об ох го мо логічних білків, зок ре ма, по я ву β-ви гинів як но вих еле ментів, що свідчить про де я ку за ко номірність взаємодії клас - тер них спо лук ренію пев ної про сто ро вої бу до ви з го мо логічни ми білка ми. Потрібно за зна чи ти, що гасіння флу о рес ценції І і ІІ, яке ми спос теріга ли, вклю чає ме ханізми, обу- мов лені не ли ше без по се реднім на бли жен ням І і ІІ до трип то фа но вих за лишків. Низ ка аміно кис лот - них за лишків, які зна хо дять ся в білках (на прик лад, гісти ди нові, аргінінові, пролінові), здатні га си ти трипто фа но ву флу о рес ценцію, як що струк турні зміни впли ва ють на їхню відстань до індоль них кі- лець трип то фанів. У на ших ек спе ри мен тах відміче но знач ну зміну вто рин ної струк ту ри білків під дією І і ІІ. Це озна - чає, що І і ІІ взаємодіють з BSA і HSA із знач ним по ру шен ням вод не вих зв’язків на тив ної кон фор - мації і утво рен ням но вих вод не вих зв’язків. Остан- нє мо же при звес ти до зміни по ляр ності ото чен ня трип то фа но вих за лишків. Вис нов ки. Отже, впер ше по ка за но, що в про це- сі взаємодії клас тер них спо лук ренію з аль буміна - ми змінюється ха рак тер спектрів в об ласті по гли - нан ня білка і клас тер но го фраг мен та ме тал–ме тал. Це свідчить про утво рен ня ком плексів білок–І і бі- лок–ІІ. При цьо му чет вер ний зв’я зок Re–Re збері- гається та відбу вається нук ле офільне заміщен ня аксіаль них лігандів і лабільних хло рид них лігандів в ек ва торіаль но му ото ченні клас те ру Re2 6+. Вста нов ле но, що ме ханізми взаємодії клас тер - них спо лук ренію з аль буміна ми знач но відрізня - ють ся як за кількісни ми ве ли чи на ми гасіння трип - то фа но вої флу о рес ценції, так і за якісни ми ха рак те - рис ти ка ми утво ре них ком плексів білок–I і білок– II. Отже, мож на при пус ти ти, що ІІ взаємодіє з мо ле - ку ляр ним ото чен ням Trp-214 (HSA) і Trp-212 (BSA) у гідро фобній ки шені суб до ме ну IIА го мо логічних білків. Для І ха рак тер ний більш склад ний ме ханізм взаємодії з аль буміна ми, до яко го за лу че ний не ли - 470 ЛЕ УС І. В. ТА ІН. Кон фор мація BSA HSA BSA BSA + I BSA + II HSA HSA + I HSA + II α-Спіраль 60,21±1,35 65,18 ± 1,01 50,19 ± 0,92 64,82 ± 1,13 66,53 ± 1,25 53,24 ± 1,02 (+ 4,97 %) (– 10,02 %) (+ 1,71 %) (– 11,58 %) β-Лист 25,32±0,89 14,71 ± 0,61 31,21 ± 0,83 9,04 ± 0,11 4,63 ± 0,02 19,06 ± 0,26 (– 10,61 %) (+ 5,89 %) (– 4,41 %) (+ 10,02 %) Нерегулярна структура 14,06±0,47 19,52 ± 0,58 11,97 ± 0,32 26,14 ± 0,82 28,12 ± 0,43 19,43 ± 0,29 (+ 5,46 %) (– 2,09 %) (+ 1,98 %) (– 6,71 %) β-Вигин 0,41±0,01 0,59 ± 0,01 6,63 ± 0,06 – 0,72 ± 0,01 8,27 ± 0,09 (+ 0,18 %) (+ 6,22 %) (+ 0,72 %) (+ 8,27 %) П р и м і т к а. У дуж ках на ве де но збільшен ня (+) або змен шен ня (–) час тки пев но го еле мен та вто рин ної струк ту ри білків. Таб ли ця 1 Еле мен ти вто рин ної струк ту ри (%) на тив них білків та ком плексів аль бумінів з I і II у співвідно шенні 1:10 471 ВЗАЄМОДІЯ СИ РО ВАТ КО ВИХ АЛЬ БУМІНІВ З КЛАС ТЕР НИ МИ СПО ЛУ КА МИ РЕНІЮ ше суб до мен IIА, а й як мінімум дру гий сайт зв’я зу - ван ня спо лу ки ренію у суб до мені ІВ. Та кож впер ше по ка за но, що I і II чи нять різний вплив на вто рин ну струк ту ру го мо логічних аль - бумінів: під дією I і II по-різно му змінюється ото - чен ня трип то фа но вих залишків че рез не одна ко ву пе ре бу до ву білко вих мо ле кул, зміну по ло жень ото - чу ю чих іоно ген них і гідро фоб них аміно кис лот них за лишків у порівнянні з їхнім по ло жен ням у на - тивній кон фор мації білків. I. V. Leus, I. O. Klenina1, K. A. Zablotska2, O. A. Golichenko2, O. V. Shtemenko2, N. I. Shtemenkо Interaction of serum albumins with cluster rhenium compounds of cis- and trans-configuration Dnipropetrovsk National University named by Oles Gonchar 72, Gagarin Av., Dnipropetrovs’k, Ukraine, 49050 1Institute of Gastroenterology AMSU 96, Newspaper «Pravda» Av., Dnipropetrovs’k, Ukraine, 49074 2Ukrainian State University of Chemical Technology 8, Gagarin Av., Dnipropetrovs’k, Ukraine, 49005 Summary Aim. To investigate differences in the interactions of binuclear cluster rhenium(ІІІ) compounds of cis(I)- and trans(II)-configuration with bovine serum albumin (BSA) and human serum albumin (НSA). Ме- thods. Electronic spectroscopy, tryptophan fluorescence and circular dichroism spectroscopy. Results. It was shown that in the process of interaction of I and II with proteins different complexes were formed where the quadruple bond Re–Re remained. Conclusions. It is pro- posed that the trans-isomer interacts with molecular environment of Trp-214 (HSA) and Trp-212 (BSА) in hydrophobic pocket of the IIА subdomain of homological proteins. For the cis-isomer more complex mechanism operates that includes not only the subdomain IIА, but also at least one more binding site for the rhenium compound in the subdomain ІВ of the proteins. Different influence of I and II on the se- condary structure of homological proteins has been shown. Keywords: serum proteins, cluster rhenium compounds, fluores- cent spectra, electronic absorbtion spectra, secondary structure. И. В. Леус, И. А. Кле ни на, К. А. Заб лоц кая, А. А. Го ли чен ко, А. В. Ште мен ко, Н. И. Ште мен ко Вза и мо де йствие сы во ро точ ных аль бу ми нов с клас тер ны ми со е ди не ни я ми ре ния цис- и транс-кон фи гу ра ции Ре зю ме Цель. Изу чить раз ли чия во вза и мо де йствии би я дер ных кластер - ных со е ди не ний ре ния(III) цис-(I) и транс-(II) кон фи гу ра ций с бычьим сы во ро точ ным аль бу ми ном (BSA) и сы во ро точ ным аль - бу ми ном че ло ве ка (HSA). Ме то ды. Элек трон ная спек трос ко пия, трип то фа но вая флу о рес цен ция, кру го вой дих ро изм. Ре зуль та - ты. По ка за но, что в про цес се вза и мо де йствия I и II с аль бу ми на - ми про ис хо дит об ра зо ва ние раз лич ных ком плек сов, где чет вер- ная связь Re–Re со хра ня ет ся. Вы во ды. Сде ла но пред по ло же ние о том, что II вза и мо де йству ет с мо ле ку ляр ным окру же ни ем Trp- 214 (HSA) и Trp-212 (BSA) в гид ро фоб ном кар ма не суб до ме на IIА го мо ло гич ных бел ков. Для I ха рак те рен бо лее слож ный ме ха низм вза и мо де йствия с аль бу ми на ми, вклю ча ю щий не толь ко суб до мен IIА, но и как ми ни мум вто рой сайт свя зы ва ния со е ди не ния ре ния в суб до ме не ІВ. По ка за но, что I и II по-раз но му из ме ня ют вто рич - ную струк ту ру го мо ло гич ных аль бу ми нов. Клю че вые сло ва: сы во ро точ ные аль бу ми ны, клас тер ные со е - ди не ния ре ния, спек тры флу о рес цен ции, элек тро нные спек тры по гло ще ния, вто рич ная струк ту ра. ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ 1. Gabbiani C. Proteins as possible targets for antitumor metal complexes: biophysical studies of their interactions–Firense: Univ. press, 2009.–74 p. 2. Marcon G., Messori L., Orioli P., Cinellu M. A., Minghetti G. Re- actions of gold(III) complexes with serum albumin // Eur. J. Bio- chem.–2003.–270, N 23.–P. 4655–4661. 3. Trynda-Lemiesz L., Pruchnik F. P. Studies on the interaction bet- ween human serum albumin and [Rh2(OAc)2(bpy)2(H2O)2] (OAc)2 // J. Inorg. Biochem.–1997.–66, N 3.–P. 187–192. 4. Kratz F., Hartmann M., Keppler B., Messori L. The binding pro- perties of two antitumor ruthenium(III) complexes to apotrans- ferrin // J. Biol. Chem.–1994.–269, N 4.–P. 2581–2588. 5. Stewart A. J., Blindauer C. A., Berezenko S., Sleep D., Sadler P. J. Interdomain zinc site on human albumin // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2003.–100, N 7.–P. 3701–3706. 6. Carter D. C., Ho J. X. Structure of serum albumin // Adv. Pro- tein Chem.–1994.–45.–P. 153–203. 7. Shtemenko A. V., Collery P., Shtemenko N. I., Domasevitch K. V., Zabitskaya E. D., Golichenko A. A. Synthesis, characteriza- tion, in vivo antitumor properties of the cluster rhenium com- pound with GABA ligands and its synergism with cisplatin // Dalton Trans.–2009.–N 26.–P. 5132–5136. 8. Trynda-Lemiesz L., Kozlowski H., Katsaros N. Interaction of сis- and trans-RuCl2(DMSO)4 with human serum albumin // Met. Based Drugs.–2000.–7, N 6.–P. 293–299. 9. Golichenko A. A., Shtemenko A. V., Kozhura O. V. New method of synthesis of isomers of dirhenium(III) galogenocarboxylates // Voprosy khimii i khim. tekhnologii.–2001.–N 6.–P. 14–16. 10. Papadopoulou A., Green R. J., Frazier R. A. Interaction of flavo- noids with bovine serum albumin: a fluorescence quenching stu- dy // J. Agric. Food Chem.–2005.–53, N 1.–P. 158–163. 11. Perez-Iratxeta C., Andrade-Navarro M. A. K2D2: estimation of protein secondary structure from circular dichroism spectra // BMC Struct. Biol.–2008.–8.–P. 25. 12. Shtemenko O. V., Zelenyuk M. A., Shtemenko N. I., Verbytska Ya. S. The spectrophotometric investigation of interaction bet- ween rhenium complexes with phosphatidylcholine under their liposomes producing // Ukr. Biochem. J.–2002.–74, N 6.– P. 91–96. 13. Messori L., Orioli P., Vullo D., Alessio E., Iengo E. A spectro- scopic study of the reaction of NAMI, a novel ruthenium(III) anti-neoplastic complex, with bovine serum albumin // Eur. J. Biochem.–2000.–267, N 4.–P. 1206–1213. 14. Johansson J. S. Binding of the volatile anesthetic chloroform to albumin demonstrated using tryptophan fluorescence quenching // J. Biol. Chem.–1997.–272, N 29.–P. 17961–17965. 15. Khan M. W., Rasheed Z., Khan W., Ali R. Biochemical, biophy- sical and thermodynamic analysis of in vitro glycated human se- rum albumin // Biochemistry (Mosc.).–2007.–72, N 2.– P. 146– 152. UDC 546.719:54–386; 547.96 Received 11.08.11

Взаємодія сироваткових альбумінів з кластерними сполуками ренію цис- і транс-конфігурації

Institution

Ähnliche Einträge