Наличие двух различных активных центров на тиаминсвязывающем протеине плазматических мембран синаптосом

Abstract

Исследовано влияние тиаминтрифосфата на тиаминсвязывающую активность (ТСА) в препаратах плазматических мембран синаптосом (ПМС), изолированных из головного мозга крыс. Показано ингибирование тиаминтрифосфатом тиаминсвязывающей активности ПМС, которое носит конкурентный характер (Кi =1,0 ± 0,3 мкМ). В то же время тиамин в диапазоне концентраций 0,5–20 мкМ не оказывает ингибирующего действия на тиаминтрифосфатазную (ThTP-азную) активность, а, напротив, наблюдается ее активация с максимумом при концентрации 2,5 мкМ. Изучено влияние классических антагонистов тиамина (ампролиума, окситиамина и пиритиамина) на биологическую активность плазматических мембран, присущую тиаминсвязывающему протеину (ТСП). Величина IC50 для ингибирования ампролиумом тиаминсвязывающей активности ПМС определена равной 50 ± 4,0 мкМ, в то время как на ThTP-азную активность этот антагонист не оказывает влияния. Показано ингибирование окситиамином обоих видов активности ТСП. Величина IC50 составляет 125 ± 28 и 1000 ± 95 мкМ соответственно для ТСА и ThTP-азной активности. А величины IC50 для ингибирования ТСА и ThTP-азной активности пиритиамином отличаются на порядок, составляя соответственно 2,2 ± 0,2 и 43 ± 9 мкМ. Полученные данные свидетельствуют о том, что активные центры на ПМС, отвечающие за ТСА и ThTP-азную активность, обладают различной чувствительностью к антагонистам тиамина. Полученные результаты дают основание предположить, что за специфическое связывание и гидролиз тиаминфосфатов в ТСП синаптических мембран отвечают различные активные центры.

Досліджено вплив тіамінтрифосфату на тіамінзв’язуючу активність у препаратах плазматичних мембран синаптосом (ПМС), ізольованих з головного мозку щурів. Показано інгібування тіамінтрифосфатом тіамінзв’язувальної активності ПМС, яке має конкурентний характер (Кi =1,0 ± 0,3 мкМ). У той самий час тіамін у діапазоні концентрацій 0,5–20 мкМ не інгібує тіамінтрифосфатазну (ThTP-азну) активність, а навпаки, спостерігається її активація з максимумом концентрації близько 2,5 мкМ. Досліджено вплив класичних антагоністів тіаміну (ампроліуму, окситіаміну та піритіаміну) на біологічну активність плазматичних мембран, яка властива тіамінзв’язувальному протеїну (ТЗП). Величина IC50 для інгібування ампроліумом тіамінзв’язувальної активності ПМС складає 50 ± 4,0 мкМ, в той час як на ThTP-азну активність цей антагоніст не має впливу. Показано інгібування окситіаміном обох видів активності ТЗП. Величина IC50 складає 125 ± 28 та 1000 ± 95 мкМ для тіамінзв’язувальної та ThTP-азної активності відповідно. Визначені величини IC50 для інгібування тіамінзв’язувальної та ThTP-азної активності піритіаміном відрізнялись на порядок, складаючи, відповідно, 2,2 ± 0,2 та 43 ± 9 мкМ. Одержані дані свідчать про різну чутливість до антагоністів тіаміну активних центрів на ПМС, які відповідають за тіамінзв’язувальну та ThTP-азну активність. Наші результати дозволяють зробити припущення, що за специфічне зв’язування відповідають окремі активні центри.

The current work is aimed at understanding the structure and functionality of thiamine binding protein (TBP) in neural cells plasma membranes. The influence of thiamine triphosphate on thiamine binding by TBP in synaptic plasma membranes (SPM) isolated from the rat brain was investigated. It was shown that thiamine triphosphate inhibits thiamine binding activity of SPM in concurrent manner (Кi = 1.0 ± 0.3 μМ). At the same time thiamine had no effect on thiamine triphosphatase (ThTPase) activity at the concentration range 0.5–20 μМ. Otherwise, ThTPase activation with the maximum at the concentration about 2.5 μМ was observed. Further, the influence of classic thiamine antagonists (amprolium, oxythiamine and pyrithiamine) on both biological activities of TBP in SPM was studied. The IC50 value for inhibition of thiamine binding on SPM by amprolium comprised 50 ± 4.0 μМ. Still, this antagonist had no effect on ThTPase activity. For the oxythiamine inhibition of both TBP activities was detected. The values of IC50 were 125 ± 28 and 1000 ± 95 μМ for thiamine binding and ThTPase activity, respectively. The values of IC50 for thiamine binding and ThTPase activity inhibition differed by more than one order of magnitude and comprised 2.2 ± 0.2 and 43 ± 9 μМ, respectively. The obtained data indicate that the active sites on SPM responsible for thiamine binding and ThTPase activity have different sensitivity to thiamine antagonists. Our results allow us to suppose that different active protein sites are responsible for the specific binding and for thiamine phosphates hydrolysis by TBP of synaptic membranes.