Халкон-вмісні калікс[4]арени — нанорозмірні модулятори поляризації мембран мітохондрій та вмісту йонізованого Ca в них

Abstract

Мітохондрії виконують різноманітні ессенціальні функції, отже, впливають на біологію клітини в цілому. Ключовим чинником у функціонуванні мітохондрій є поляризація внутрішньої мембрани цих органел. Отже, важливе значення як з теоретичної, так і практичної точки зору має пошук оборотніх ефекторів, що здатні модифікувати рівень поляризації внутрішньої мембрани цих органел і концентрацію йонізованого Са у матриксі. Калікс[4]арени, завдяки їхній здатності утворювати комплекси з біологічно важливими молекулами та йонами, можуть впливати на перебіг різноманітних біохімічних процесів. Ми показали, що халкон-вмісні калікс[4]арени С-136 та С-137 збільшують поляризацію мембран мітохондрій міометрію та рівень йонізованого Са у матриксі цих органел. Ступінь впливу халкон-вмісних калікс[4]аренів на рівень йонізованого Са у матриксі мітохондрій залежить від Са²⁺-акумулювальної активности самих мітохондрій, а саме, чим активніше мітохондрії накопичують йони Са, тим більший вплив досліджуваних калікс[4]аренів. Автори припускають, що калікс[4]арени С-136 та С-137 можуть стати у нагоді за необхідности корекції рівня поляризації мембран мітохондрій та збільшення концентрації йонізованого Са у матриксі цих органел.

Митохондрии выполняют разнообразные функции, что влияет на биологию клетки в целом. Ключевым параметром для функционирования митохондрий является поляризация внутренней мембраны этих органелл. Таким образом, с теоретической и практической точек зрения большое значение имеет поиск обратимых эффекторов, которые могут модулировать уровень поляризации внутренней мембраны этих органелл и концентрацию ионизированного Са в матриксе. Каликс[4]арены, благодаря их способности образовывать комплексы с биологически важными молекулами, могут оказывать влияние на ход разнообразных биохимических процессов. Мы показали, что халкон-содержащие каликс[4]арены С-136 и С-137 увеличивают поляризацию мембран митохондрий миометрия и уровень ионизированного Са в матриксе этих органелл. Степень влияния халкон-содержащих каликс[4]аренов на уровень ионизированного Са в матриксе митохондрий зависит от Са²⁺-аккумулирующей активности самих митохондрий, а именно, чем активнее митохондрии накапливают ионы Са, тем большее влияние оказывают исследуемые каликс[4]арены. Высказано предположение, что каликс[4]арены С-136 и С-137 могут быть использованы при необходимости коррекции уровня поляризации мембран митохондрий и увеличения концентрации ионизированного Са в матриксе этих органелл.

Mitochondria are known to be ‘power plants’ of cells, and thus, affect the biology of cells in general. A key factor in the mitochondria functioning is the polarization of the inner membrane. So, the search of effectors, which are able to modify the level of polarization of the inner mitochondrial membrane and the concentration of ionized Ca in the matrix of these organelles, is important from both theoretical and practical points of view. Сalix[4]arenes, due to their ability to form complexes with biologically important molecules and ions, can influence the course of various biochemical processes. As shown, the calix[4]arene chalcone amides C-136 and C-137 increase the polarization of myometrial mitochondria membranes and ionized-Ca concentration in the matrix of these organelles. The degree of calix[4]arene chalcone amides’ influence on the ionized-Ca concentration within the matrix of mitochondria depends on Са2+-accumulating activity of the mitochondria, namely, if the mitochondria accumulate Ca²⁺ more actively, there is the greater calix[4]arene chalcone amides’ impact. As suggested, the calix[4]arene chalcone amides C-136 and C-137 might be useful when mitochondria membrane potential and ionized-Ca concentration corrections are required.