Введение к работе
Актуальность темы. Пирнмидинфосфорилазы - уридинфосфорилаза и тимидинфосфорилаза - широко распространенные в природе ферменты, принимающие участие в реакциях катаболизма ферментов. Эти ферменты катализируют обратимый фосфоролиз уридина и тимидина до рибозо-1 '-фосфата (дезоксирибозо-1 '-фосфата) и урацила (тимина), соответственно.
С медицинской точки зрения эти ферменты привлекают пристальное внимание исследователей вследствие вовлечения их в метаболизм противораковых и противовирусных препаратов - аналогов нуклеозидов. При химиотерапии опухолей уридинфосфорилаза/тимидинфосфорилаза в клетке катализирует превращение 5-фторуридина (FUR) и 5-фтордезоксиуридина (FUdR) в 5-фторурацил (5FU), причем равновесие реакции в физиологических условиях сдвинуто в сторону образования 5FU. В этом случае блокируется их дальнейший метаболизм (в случае FUdR в 5-фторуридинмонофосфат) и противоопухолевое действие (Martin D.S. et al., 1989). В случае подавления активности пиримидинфосфорилаз теоретически стало бы возможным применять в качестве лекарства 5FUdr в концентрациях, много меньших чем приходится применять 5FU, что снимало бы многочисленные побочные эффекты. Известно, что в тканях злокачественных опухолей концентрации уридин- и тимидинфосфорилазы повышены по сравнению с нормальными тканями (ligo М. et al., 1990). Высказано также предположение, что тимидинфосфорилаза играет важную роль в пролиферации и дифференциации лейкоцитов, а также в пролиферации опухолевых клеток (Yoshimura A. et al., 1990).
Недавно было установлено, что тимидинфосфорилаза вовлечена в процесс ангиогенеза и ее функционирование необходимо для прорастания кровеносных сосудов в солидных опухолях (Usuki К. et al., 1992).
В свете вышесказанного, поиск новых ингибиторов пиримидинфосфорилаз и изучение свойств уже известных ингибиторов является
актуальной задачей, так как это предоставляет новые возможности для изучения механизма действия ферментов, а также имеет практическое применение. Цель работы. - изучение взаимодействия нового класса ингибиторов - фосфанов с ферментами фосфорного обмена: уридинфосфорилазой, тимидинфосфорилазой, пирофосфатазой, а также с щелочной фосфатазой; - определение сайта связывания фосфанов на молекуле уридинфосфорилазы Научная новизна и практическая ценность. В Институте физиологически активных веществ РАН (лаб. В.И.Фетисова) впервые был синтезирован целый ряд аналогов одного из субстратов реакции образования фосфоангидридиой связи - фосфата (Таблица 1). В данной работе впервые изучено действие нового класса соединений, структурных аналогов фосфата, на уридинфосфорилазу и некоторые другие ферменты фосфорного обмена. Влияние одного из этих соединений, 5,5-бис(гидроксиметил)-2-(1-гексафторизобутирил-амидо-1-трифторометил-2,2,2-трифторэтил)-2-оксо-1,3,2-диоксафосфана (СА-423), на действие ферментов было изучено более подробно. Таблица 1
3 .
Все известные к настоящему времени ингибиторы уридинфосфорилазы (тимидинфосфорилазы) являются структурными аналогами нуклеозидов, в то время как исследуемая группа соединений принципиально отличается тем, что представляет собой аналоги второго субстрата - фосфата. Полученные результаты показали, что фосфаны являются ингибиторами этих ферментов. Кроме того, весьма существенным является обнаруженный нами факт необратимой инактивации уридинфосфорилазы под действием СА-423, в то время как широко изучаемые бензилациклоуридины и ангидроуридины обратимо инактивируют данный фермент (Drabikowska А.К., et al., 1987, Veres Z.H., et al., 1985).
Апробация работы. Материалы по теме диссертации опубликованы в 3 статьях и доложены на XII Международном симпозиуме по медицинской химии (Базель, Швейцария, 1992), на 13-м Европейском симпозиуме по химии фтора (Милан, Италия, 1992), на Международной конференции "Современная энзимология: проблемы и направления" (Санкт-Петербург, Россия, 1992), на VII Международной конференции молодых ученых по органической и биологической химии (Варна, Болгария, 1990), на 22-м Симпозиуме FEBS (Стокгольм, Швеция, 1993), а также на семинарах и ежегодных конференциях ГосНИИГенетики.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов работы, экспериментальной части и выводов.