Naslov (srp)

Ispitivanje in vitro interakcija jedinjenja zlata sa Na+/K+ ATPazom : doktorska disertacija

Autor

Petrović, Voin, 1985-

Doprinosi

Vujčić, Zoran, 1960-
Vasić, Vesna
Gavrilović-Jankulović, Marija
Sovilj, Sofija, 1948-

Opis (srp)

Na+/K+ ATPaza je membranski enzim koji koristi energiju oslobođenu iz molekula adenozin trifosfata da bi regulisao odnos koncentracije jona kalijuma i natrijuma sa obe strane ćelijske membrane većine živih bića. Pored transporterske uloge, on obavlja i funkciju signalnog molekula, jer je uključen u regulaciju aktivnosti Src kinaze, koja je dalje uključena u signalne puteve unutar ćelije i reguliše preživljavanje ćelije. Zbog ovoih svojstava Na+/K+ ATPaza je prepoznata kao važna terapeutska meta u velikom broju različitih patogenih stanja uključujući i tumore. Kompleksi plemenitih metala, a naročito zlata predstavljaju novu veliku grupu jedinjenja koja pokazuje sposobnost inhibicije Na+/K+ ATPaze. Ovo ih čini potencijalnim terapeuticima, analognim kompleksima platine koji su u sastavu modernih hemoterapija. Osim kompleksnih jedinjenja zlata, interesantna svojstva pokazuju i nanočestice zlata. U ovoj studiji ispitivani su efekti 9 kompleksnih jedinjenja zlata i 3 tipa koloidnih nanočestica zlata na različite preparate enzima Na+/K+ ATPaze. Dobijeni rezultati ukazuju na to da 6 od 9 ispitivanih kompleksa ima umereno jak inhibitorni uticaj na Na+/K+ ATPazu. Pored toga, pokazano je da je reč o nekompetitivnoj reverzibilnoj inhibiciji, koja se može otkloniti dodatkom donora –SH grupe kao što su cistein i glutation. Osim toga, inhibicija se može i u potpunosti preduprediti istim ovim supstancijama. Stoga je zaključeno da se vezivanje kompleksa za enzim odvija preko –SH ostataka cisteina u enzimu. Pokazano je da neki od ispitivanih kompleksa imaju izuzetno jak citostatski efekat, što ih čini dobrim kandidatima za dalje medicinske studije. Upotrebom MALDI TOF masene spektrometrije pokazano je da postoji direktna reakcija između kompleksa i donora –SH grupe, tj da ove dve vrste direktno reaguju kada su prisutne u rastvoru. Nanočestice zlata koje su ispitivane nisu dale zapažen inhibitorni efekat. Tip nanočestica obeležen kao C3 koji sadrži nanočestice zlata prečnika 9,5 nm, pokazao je neobična svojstva - dodatkom u preparat sinaptozomalnih plazma membrana, doveo je do porasta aktivnosti Na+/K+ ATPaze u tom preparatu dvostruko, dok se aktivnost ostalih prisutnih enzima nije menjala. Ispitivanjem ove interakcije pokazano je da je u pitanju fizička promena u preparatu do koje dolazi usled dva tipa hemijske interakcije između koloida i preparata enzima. Uočene su promene u UV-vis i FTIR spektrima koloida po dodatku enzima, a upotrebom atomske mikroskopije uočeno je da dolazi do promena u nanostrukturi preparata enzima koje izaziva povećanje aktivne površine ćelijske membrane, te tako veći broj molekula enzima postaje dostupan za reakciju i javlja se porast aktivnosti enzima u preparatu. Selektivnost enzima za njegove prirodne ligande ostaje neizmenjena, a dobijeni preparat pojačane aktivnosti stabilan je najmanje sat vremena. Zaključeno je da ispitivani kompleksi zlata mogu da budu od značaja za dalji razvoj antitumorskih terapija, kao i da koloidne nanočestice zlata mogu poslužiti za razvoj osetljivijih testova za merenje aktivnosti membranskih enzima.

Opis (srp)

Prirodno-matematičke nauke - Biohemija / Life sciences - Biochemistry Datum odbrane: 7.12.2013.

Opis (eng)

Na+/K+ ATPase is a membrane enzyme that uses the enegry released from the molecule of adenosine triphosphate to regulate the sodium and potasium ion concentration on either side of the cell membrane in most living creatures. Appart from its transporter role, it also has a role as a signal molecule, because it regulates the activity of Src kinase, an important enzyme in cell signaling and survival. Beacuse of these properties, Na+/K+ ATPase is recognized as an important molecular target in many disorders including tumors. Noble metal complexes, and especially gold complexes have shown the tendency to inhibit Na+/K+ ATPase. This makes them potential terapeutics, analogous to platinum based complexes that are a part of modern chemotherapy. Colloid nanoparticles of gold have also shown interesting properties in the past. This study presents the findings on the interaction of several preparations of Na+/K+ ATPase with 9 different complexes of gold and 3 different types of gold colloid nanoparticles. Results shown in this thesis indicate that 6 out of 9 investigated complexes have a moderatley strong inhibitory effect upon the Na+/K+ ATPase. It is shown that this inhibition is noncompetitive and reversible, and that it can be reversed by –SH group donors such as cysteine and glutathione. Moreover, this inhibition can be fully prevented by adding these substances prior to the addition of the complex. Therefore it is concluded that the binding of these complexes takes place through –SH groups of cysteine residues in the enzyme. Some of the investigated complexes have shown a strong cytotoxic effect upon human lymphocytes, which makes them good candidates for further clinical studies. MALDI TOF mass spectroscopy has shown that there is a direct reaction between –SH group donors and the gold complex. Investigated nanoparticles yielded no significant inhibitory effect. One type of the nanoparticles, however, has shown some very unusual properties. Upon the addition of this type of colloid nanoparticles, labeled C3 and with an average diameter of 9.5 nm, to the preparation of synaptosomal plasma membranes, the activity of Na+/K+ ATPase doubled, while the activity of other present enzymes remained the same. Further investigation of this interaction has shown that the cause of this is a physical change in the structure of the membrane fragments. It is the result of two paralel chemical interactions that take place when the nanoparticles are added to the enzyme preparation. Changes in UV/vis and FTIR spectra of the nanoparticles were observed and using atomic force microscopy it was possible to visualize the change in the nanostructure of the enzyme preparation upon the addition of nanoparticles. This change resulted in an increase of the active membrane surface, exposing more molecules of the enzyme and making them available for the reaction. This caused an increase of the enzyme activity. Selectivity of the Na+/K+ ATPase towards its natural ligands was preserved, and the effect of increased activity persisted for at least an hour before diminishing. In conclusion, investigated complexes and nanoparticles of gold have shown important properties. The effects of gold complexes make them potential antitumor drugs, while the nanoparticles of gold may be used to develop better assays for membrane enzymes.

Jezik

srpski

Datum

2013

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Deliti pod istim uslovima 2.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Biohemija

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Biohemija

Na+/K+ ATPaza, kompleksi, zlato, nanočestice, inhibicija, reaktivacija,sprečavanje, koloid, citotoksičnost, imobilizacija