Academic Journal
Роль ароматических аминокислот в механизме действия новых фунгицидных нуклеозидов с липофильной группой
| Title: | Роль ароматических аминокислот в механизме действия новых фунгицидных нуклеозидов с липофильной группой |
|---|---|
| Source: | VIII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов». |
| Publisher Information: | Crossref, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | ФУНГИЦИДНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ, АМИНОКИСЛОТЫ, АНТИМИКОТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, ГРИБКОВЫЕ ПАТОГЕНЫ |
| Description: | Целый ряд грибковых патогенов вызывают смертельно опасные заболевания человека [1], наносят ущерб сельскохозяйственным животным и растениям [2], а также индустриальным и культурным [3] объектам. При этом существует серьезный недостаток эффективных средств для борьбы с нежелательной грибной флорой. На данный момент наблюдается рост заболеваемости полирезистентными грибковыми заболеваниями, которые плохо поддаются лечению классическими антимикотическими препаратами [4]. Для решения проблемы высокой заболеваемости грибковыми заболеваниями, а также защиты продуктов сельского хозяйства и культурных объектов, необходимы создание и характеризация новых соединений, способных эффективно убивать клетки грибов. В данной работе проводилось исследование механизма действия новых потенциальных антимикотических соединений, которые ранее эффективно ингибировали рост грибов-деструкторов, способных повреждать произведения темперной живописи [5, 6]. На данном этапе был исследован ряд N4-алкильныех производных 2’-дезоксицитидина (SOV4, SOV5 и SOV8), которые содержали дополнительные модификации по 3’-положению остатка 2’-дезокси-рибозы [7]. В качестве модельного организма были использованы дрожжи Saccharomyces cerevisiae штамм BY4742. Для того, чтобы определить, уровень каких белков поднимается в ответ на обработку SOV, был использован метод анализа небольшой коллекции штаммов с GFP-меченными белками (64 белка) при помощи цитометрии [8]. В результате проведенного анализа нами было обнаружено, что в дрожжевых клетках повышается уровень белков, ответственных за биосинтез аминокислот, а также ряда других генов, в том числе, ответственных и за устойчивость клетки к окислительному стрессу. Это явление косвенно указывало на то, что аминокислоты играют определенную роль в механизме действия веществ SOV. Дальше нами было проверено, влияет ли продукция данных белков роль в токсичности SOV. Было обнаружено, что чувствительностью обладают мутанты, у которых был делетированы гены, ответственные за синтез ароматических аминокислот, причем наибольшей чувствительностью обладали штаммы, неспособные синтезировать тирозин и триптофан (ΔARO7, ΔARO1, ΔTRP5, ΔTYR1). При этом штамм, несущий делецию гена ΔPHA2 (ген, отвечающий за конечный этап синтеза фенилаланина) почти не отличался по чувствительности к SOV от дикого типа. Неспособность синтезировать другие аминокислоты не влияла на чувствительность к данному веществу. Дополнительно роль именно ароматических аминокислот в устойчивости к SOV была подтверждена тем, что штаммы с делетированными генами TAT1 и TAT2, которые кодируют низкоафинный и высокоафинный транспортеры ароматических аминокислот соответственно, также обладали повышенной чувствительностью к SOV. Таким образом, как собственная продукция, так и транспорт ароматических аминокислот извне играют важную роль в токсичности SOV. Проведя тесты по оценке временной динамики гибели клеток при обработке SOV, мы обнаружили, что гибель наступает уже в течение 5-10 минут, что говорит о высокой вероятности влияния SOV на клеточную мембрану, что согласуется с наличием протяженной гидрофобной группы. Поскольку при этом наблюдается появление большого (до 50% от общего числа клеток в популяции) количества пермеабилизированных клеток при использовании вещества в МИК, можно сделать заключение, что клетка теряет жизнеспособность именно в результате потери целостности клеточной мембраны. Далее, поскольку мы наблюдали индукцию белкового ответа на окислительный стресс в непермеабилизованных клетках, нами был проведены тесты на роль окислительного стресса в механизме действия SOV. Было показано, что инкубация клеток в питательной среде с SOV и одновременным добавлением антиоксиданта N-ацетилцистеина в концентрации 25 мM полностью снимает токсический эффект исследуемого вещества – снижается количество мертвых клеток, а также понижается уровень упомянутых выше белков. Эффект добавления антиоксиданта оказался дозозависимым. Таким образом, окислительный стресс играет важную роль в механизме действия SOV. На это также указывает повышение уровня тиоредоксина Trx2, участвующего в защите клетки от окислительного стресса. Однако, при этом, этот окислительный стресс не детектируется флуоресцентными красителями DCFH-DA или DHE. Полученные данные о токсичности соединений SOV4, SOV5 и SOV8 для клеток модельного объекта S. cerevisiae подтверждают ранее полученные данные о воздействии этих соединений на штаммы плесневых грибов-деструкторов темперной живописи [6, 7] и дают первое представление о возможных механизмах фунгицидной активности этих соединений. |
| Document Type: | Article Conference object |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38311 |
| Accession Number: | edsair.doi...........b10859ad49e847481d544a61a2a7739f |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38311 |
|---|