Каликс4арен C-956, инхибитор на Mg2-АТФ-зависимата калциева помпа на саркоплазмения ретикулум, индуцира повишаване на концентрацията на Ca2 в аортните миоцити, причинява активиране на механични стрес вълни и подобрява мускулната подготовка за контракция
О. Цимбалюк
, Т. Веклич
, О. Малюк
, Р. Родик
, О. Карахим
, С. Костерин
Abstract: Цел: Саркоплазменият ретикулум е едно от най-важните вътреклетъчни Ca2+ депа и в него Ca2+, Mg2+-АТФазата медиира натрупването на Ca2+. Голям брой патологии са причинени от нарушено отлагане на Ca2+, така че е важно да се търсят нетоксични съединения, които модифицират тези процеси. Някои каликсерени, по-специално Calix4arene C-956, могат да бъдат такива модификатори. Материали и методи: Изследването е проведено върху изолирани миоцити и пръстеновидни препарати от аорта на плъх. Изследвана е ензимната активност на Ca2+, Mg2+-ATPase в саркоплазмения ретикулум в миоцитите. Промените в концентрацията на Ca2+ в миоцитите са регистрирани с помощта на конфокална микроскопия. Измерванията на щама са извършени в изометричен и изотоничен режим. Кинетичният анализ на контракциите е извършен по метода на Костерин-Бурдига. Резултати: Каликс4арен C-956 има най-значителен инхибиращ ефект върху Ca2+, Mg2+-ATPase активността в саркоплазмения ретикулум в сравнение с други аналози. Прилагането на C-956 върху миоцитите води до повишаване на вътреклетъчната концентрация на Ca2+. Каликс4арен C-956 също така активира вълни на напрежение и увеличава амплитудата на контракциите, без да променя техните кинетични характеристики. Дискусия: Тъй като Calix4arene C-956 инхибира активността на Ca2+, Mg2+-ATPase в саркоплазмения ретикулум, повишава концентрацията на Ca2+ йони в цитоплазмата и активира свиването на аортните пръстени, без да променя нормализираните им максимални скорости, може да се предположи, че той действа като селективен инхибитор на този ензим. Заключения: Calix4arene C-956 е обещаващо съединение - инхибитор на Ca2+, Mg2+-ATPase в аортния саркоплазмен ретикулум, което може да има теоретично и практическо значение.
Keywords: аорта; Calix4arene C-956; Mg2-ATPase; саркоплазмен ретикулум; гладкомускулни клетки; Ca2
| References: (click to open/close) | [1] Kosterin, S.O., Babich, L.G., Shlykov, S.G., Danylovych, Iu.V., Veklich, Т.О., Mazur, Yu.Yu., 2016. Biochemical properties and regulation of smooth muscle cell Са2+-transporting systems. К.: Science opinion, 210 р. [In Ukrainian]
[2] Kosterin, S.O., 1990. Calcium transport in smooth muscles. К.: Science opinion, 216р. [In Ukrainian]
[3] Noblel, D., Herchuelz, A., 2007. Role of Na/Ca exchange and the plasma membrane Ca2+-ATPase in cell function. EMBO Reports 8(3), 228-232.
[4] Wray, S., Shmygol, A., 2007. Roleof the calcium store in uterine contractility. Seminars in Cell & Developmental Biology 18, 315-320.
[5] Shmigol, A.V., Eisner, D.A., Wray, S., 1999. The role of the sarcoplasmic reticulum as a Са2+ sink in rat uterine smooth muscle cells. The Journal of Physiology 520(1), 153-163.
[6] Foskett, J.K., White, C., Cheung King-Ho, Mak Don-On, D., 2007. Inositol Trisphosphate Receptor Ca2+ Release Channels. Physiological Reviews 87, 593-658.
[7] Humphrey, J.D., 2021. Mechanisms of Vascular Remodeling in Hypertension. American Journal of Hypertension 34(5), 432-441.
[8] Zub, P., Tsymbalyuk, O., Chunikhin, A., Davydovska, T., Myakushko, S., Sholota, Kh., Voiteshenko, I., Tsuvariev, O., Sukhopara, S., Skryshevskyi, V., 2025. Modulation of rat aortic contractions by ultradisperse TiO2 nanoparticles of crystalline forms of anatase and rutile. Studia Biologica, 19(2), 3-22.
[9] Melo, B.F., Prieto-Lloret, J., Cabral, M.D., Martins, F.O., Martins, I.B., Sacramento, J.F., Ruivo, P., Carvalho, T., Conde, S.V., 2021. Type 2 diabetes progression differently affects endothelial function and vascular contractility in the aorta and the pulmonary artery. Scientific Reports 11(1), 6052.
[10] Georgiev, A., Kaneva, M., Shikova, L., Antonova, M., 2022.Experimental estimation and comparison of viscoelastic characteristics of rat aorta in vitro. Series on Biomechanics, 36 (1), 86-97.
[11] Singh, P., Venkatasubramanian, R., Mahoney, S. A., Darrah, M. A., Ludwig, K. R., Zhang, A., Kaneshiro, K., Najera, L. E., Wimer, L., Shanmugam, M. M., Morazan, E., Galligan, J. J., Trujillo, M. N., Sarpong, R., Seals, D. R.,
Kapahi, P., Clayton, Z. S., 2025. Methylglyoxal-induced glycation stress promotes aortic stiffening: putative mechanistic roles of oxidative stress and cellular senescence. Aging, 17(11), 2717–2743.
[12] Stoytchev, S., Nikolov, S., Antonova, M., Nenov, M., 2019. Critical buckling pressure of human abdominal aortic aneurysms (AAA) in the range of physiological pressures and axial strains. Series on Biomechanics, 33 (2), 12 - 17
[13] Agrawal, Y., Bhatt, H., 2004. Calixarenes and their biomimetic applications. Bioinorganic Chemistry and Applications 2(3-4), 237-274.
[14] Rodik, R.V., Boyko, V.I., Kalchenko, V.I., 2016. Calixarenes in Biotechnology and Bio-Medical Researches. Frontiers in Medicinal Chemistry 8, 206-301.
[15] Nimse, S., Kim, T., 2013. Biological applications of functionalized calixarenes. Chemical Society Reviews 42(1), 366-386.
[16] Coleman, A.W., Jebors, S., Cecillon, S., Perret, P., Garin, D., Marti-Battle, D., Moulin, M., 2008. Toxicity and biodistribution of para-sulfonato-calix[4]arene in mice. The New Journal of Chemistry 32, 780-782.
[17] Kosterin, S.O., Kalchenko, V.I., Veklich, Т.О., Babich, L.G., Shlykov, S.G., 2019. Calixarenes as modulators of ATP-hydrolizing systems of smooth muscles. К.: Science opinion, 256р. [In Ukrainian]
[18] Tsymbalyuk, O.V., Veklich, T.O., Rodik, R.V., Maliuk, O.V., Karakhim, S.O., Kalchenko, V.I., Kosterin, S.O. 2024. Modulation of myometrium contractive activity and intracellular Са2+ homeostasis by calyx[4]arene С-1130 selective inhibitor of the sodium pump. Series on Biomechanics, 38(1), 71-89.
[19] Rodik, R.V., Boyko, V.I., Danylyuk, O.B., Suwinska, K., Tsymbal, I.F., Slinchenko, N.V., Babich, L.G., Shlykov, S.O., Kosterin, S.O., Lipkowski, J., Kalchenko, V.I., 2005. Calix[4]-arenesulfonylamidines. Synthesis, structure and influence on Mg2+, ATP-dependent calcium pumps. Tetrahedron Letters 46, 7459-7462.
[20] Veklich, T.O., Rodik, R.V., Tsymbaluk, O.V., Shkrabak, O.A., Maliuk, O.V., Karakhim, S.O., Vyshnevskyi, S.H., Kalchenko, V.I., Kosterin, S.O., 2023. Thiacalix[4]arene С-1087 – is the selective inhibitor of the calcium pump in smooth muscle cell plasma membrane. The Ukrainian Biochemical Journal 95(6), 5-20.
[21] Tsymbaluk, O., Veklich, T., Rodik, R., Kosterin, S., 2024. Calix[4]arene C-956 as a selective inhibitor of Ca2+-pump of the plasma membrane and a modulator of the contractile function in the myometrium. Studia Biologica 18(3), 3-24.
[22] Mollard, P., Mironneau, J., Amedee, T., Mironneau, C., 1986. Electrophysiological characterization of single pregnant rat myometrial cells in short-term primary culture. The American Journal of Physiology-Cell Physiology 19(1), C47-C54.
[23] Rathbun, W., Betlach, V., 1969. Estimation of enzymically produced orthophosphate in the presence of cystein and adenosine triphosphate. Analytical Biochemistry 28(1-3), 436-445.
[24] Burdyga, Th.V., Kosterin, S.A., 1991. Kinetic analysis of smooth muscle relaxation. General Physiology and Biophysics 10(6), 589-598.
[25] Sanikidze, T., Mantskava, M., Zvetkova, E., Antonova, N., 2022. Pharmacological analysis of the effectiveness of calcium blockers and NO synthesis modulators to correct arterial pressure during hemorrhagic shock. Series on Biomechanics, 36 (1), 120-126.
|
|
| Date published: 2026-03-23
(Price of one pdf file: 25.00 EUR)
