Калікс[4]арен C-90 як перспективна супрамолекулярна сполука для реґуляції активности Са²⁺, Mg²⁺-АТРази плазматичної мембрани гладеньком’язових клітин

Abstract

Метою роботи було з’ясувати біохімічні та фізико-хімічні закономірності впливу калікс[4]арену С-90 та його аналогів на активність Са²⁺, Mg²⁺-АТРази плазматичної мембрани (ПМ) міометрія, а також функціональний відгук гладеньком’язових клітин на калікс[4]арен С-90. Для цього були використані методи ензимології, лазерно-кореляційної спектроскопії та кінетичного аналізу. Показано, що інгібувальна дія калікс[4]арену С-90 на активність Са²⁺, Mg²⁺-АТРази ПМ пов’язана з кооперативним впливом чотирьох просторово орієнтованих на каліксареновій платформі фенілсульфонил-трифторометилацетімідоамідних груп. Калікс[4]арен С-90 у межах концентрації 1–50 мкМ не впливає на коефіцієнти активації йонами Са, Mg та АТР Са²⁺, Mg²⁺-АТРази ПМ; натомість дана сполука дозозалежно зменшує максимальну швидкість ензиматичного гідролізу АТР. Отже, калікс[4]арен С-90 діє як повний неконкурентний інгібітор транспортної Са²⁺, Mg²⁺-АТРази ПМ. Також показано, що калікс[4]арен С-90, подібно до утеротоніку окситоцину, призводить до зменшення ефективного гідродинамічного діаметра гладеньком’язових клітин, що свідчить про скорочення міоцитів. Результати, що були одержані, можуть бути корисними для подальших досліджень, спрямованих на використання каліксаренів як потенційних фармакологічних сполук, здатних модулювати скоротливу функцію матки при патологіях її скоротливої активності.

Целью работы было выяснить биохимические и физико-химические закономерности влияния каликс[4]арена С-90 и его аналогов на активность Са²⁺, Mg²⁺-АТРазы плазматической мембраны (ПМ) миометрия, а также функциональный отклик гладкомышечных клеток на каликс[4]арен С-90. Для этого были использованы методы энзимологии, лазерно-корреляционной спектроскопии и кинетического анализа. Показано, что ингибирующее действие каликс[4]арена С-90 на активность Са²⁺, Mg²⁺-АТРазы ПМ связано с кооперативным влиянием четверых пространственно ориентированных на каликсареновой платформе фенилсульфонил-трифторометилацетимидоамидных групп. Каликс[4]арен С-90 в пределах концентрации 1–50 мкм не влияет на коэффициенты активации ионами Са, Mg и АТР Са²⁺, Mg²⁺-АТРазы ПМ; вместо этого, данное соединение дозозависимо уменьшает максимальную скорость энзиматического гидролиза АТР. Итак, каликс[4]арен С-90 действует как полный неконкурентный ингибитор транспортной Са²⁺, Mg²⁺-АТРазы ПМ. Также показано, что каликс[4]арен С-90, подобно утеротонику окситоцина, приводит к уменьшению эффективного гидродинамического диаметра гладкомышечных клеток, что свидетельствует о сокращении миоцитов. Результаты, которые были получены, могут быть полезными для дальнейших исследований, направленных на использование каликсаренов как потенциальных фармакологических соединений, способных модулировать сократительную функцию матки при патологиях её сократительной активности.

The aim is to reveal the biochemical and physicochemical regularities of сalix[4]arene C-90 and its analogues’ effects on the activity of plasma membrane (PM) Ca²⁺, Mg²⁺-ATPase of myometrium, and functional response of the smooth muscle cells in the presence of calix[4]arene C-90. For this purpose, we use methods of enzymology, dynamic light scattering, and kinetic analysis. We show that the inhibitory effect of calix[4]arene C-90 on the activity of PM Ca²⁺, Mg²⁺-ATPase is caused by cooperative influence of four trifluoromethyl(phenylsulfonylimino)methylamino groups spatially oriented on calixarene platform. Calix[4]arene C-90 within the concentration range 1–50 mM do not influence on the coefficients of PM Ca²⁺, Mg²⁺-ATPase activation by ions of Ca, Mg and ATP, while mentioned compound dose-dependently decreases the maximum rate of enzymatic hydrolysis of ATP. Therefore, calix[4]arene C-90 is a complete non-competitive inhibitor of PM Ca²⁺, Mg²⁺-ATPase. We also show that calix[4]arene C-90, like uterotonik oxytocin, reduces the effective hydrodynamic diameter of the smooth muscle cells indicating a contraction of myocytes. Obtained results may be useful for the future studies aimed at using of calixarenes as potential pharmacological compounds for modulation of the uterine contractile function during the pathology of contractile activity.