Interakcija kompleksa platine i rutenijuma sa pankreasnom fosfolipazom A2 i fosfolipidima
The interaction of platinum and ruthenium complexes with pancreatic phospholipase A2 and phospholipids
Докторанд
Kamčeva, Tina T.Ментор
Mojović, MilošPetković, Marijana
Чланови комисије
Bačić, Goran B.Bugarčić, Živadin
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Kompleksi platine se koriste u tretmanima razlicitih tipova kancera od kasnih
sedamdesetih godina prošlog veka, kada je zvanicno odobrena upotreba neorganskog
kompleksa cis-diamino-dihloroplatine (II). Princip terapije zasnovane na kompleksima
platine je interakcija sa molekulom DNK, pri cemu se onemogucava dalja deoba celija i
podstice programirana smrt celija, odnosno apoptoza. Glavni nedostaci ovog vida
terapije su sporedni toksicni efekti, koji su rezultat interakcije kompleksa sa zdravim
celijama i razlicitim biomolekulima na njihovom putu do celijskog jedra, kao i
razvijanje celijske rezistencije na lek. Osim sinteze novih kompleksa, kombinacijom
drugih liganada i metalnih centara i razvoja metoda za ciljanu dostavu lekova, jedan od
nacina poboljšanja hemoterapije jeste izucavanje novih celijskih meta, kao što su enzimi
neophodni za rast i razvoj tkiva kancera i stvaranje metastaza.
Jedan od enzima oznacenih kao „meta“ ili ciljani molekul u terapiji kancera i
zapaljen...skih procesa je fosfolipaza A2. Ovaj enzim katalizuje hidrolizu membranskih
fosfolipida, pri cemu se oslobadaju odgovarajuci lizolipidi i masne kiseline, odnosno
signalni molekuli koji ucestvuju u procesima apoptoze, karcinogeneze i zapaljenskih
procesa. Nivo fosfolipaze A2 i njena aktivnost su povišeni u kanceroznim tkvima i
celijama, dok je pokazano da specificni inhibitori ovog enzima umanjuju metastatski
potencijal kancera.
U ovom radu ispitan je uticaj kompleksa platine i rutenijuma: [PtCl2(dach)],
[PtCl4(bipy)], [PtCl4(en)], [PtCl2(en)], [RuCl2(bipy)2]Cl, [RuCl2(en)2]Cl i cis-
[PtCl2(NH3)2] na strukturu i aktivnost pankreasne fosfolipaze A2. Imajuci u vidu da
enzimska aktivnost fosfolipaze A2 zavisi od sastava i organizacije supstrata, odnosno
membranskih lipida, istovremeno je ispitan i efekat koji isti kompleksi metala imaju na
fosfolipidni dvosloj (lipozome i eritrocite) i strukturu fosfolipida.
viii
Eksperimentalni rezultati interakcije kompleksa sa fosfolipazom A2 i sa
fosfolipidima prikupljeni su korišcenjem metoda: MALDI-TOF masene spektrometrije,
fluorescentne spektrometrije, tankoslojne hromatografije, nuklearne magnetne
rezonancije i UV/VIS spektrofotometrije. Svi ispitani kompleksi uticu na organizaciju i
propustljivost fosfolipidnih membrana i posredno uticu na aktivnost fosfolipaze A2.
Primenom navedenih metoda nije detektovano stvaranje adukata izmedu kompleksa
metala i fosfolipida. Dva kompleksa, [PtCl4(bipy)] i [RuCl2(bipy)2]Cl, stvaraju adukte sa
fosfolipazom A2 i direktno inhibiraju njenu enzimatsku aktivnost. Tip inhibicije je
akompetetivan, što znaci da se oba kompleksa intenzivnije vezuju i inhibiraju enzim u
prisustvu supstrata, što je potvrdeno odgovarajucim kinetickih parametarima i razlikom
u masenim spektrima kompleksa i enzima sa i bez dodatka supstrata.
Platinum complexes have been used for treatments of various types of cancer
since the late seventies, when the use of inorganic complex cisdiamminedichloroplatinum(
II) was officially approved. The principle of therapy based
on platinum complexes is their interaction with DNA molecules, which prevents further
cell division and promotes programmed cell death or apoptosis. The main disadvantages
of this therapy are toxic side effects, as a consequence of interaction of platinum
complexes with a variety of biomolecules and healthy cells on their way to the cell
nucleus, as well as the development of cellular resistance to the drug. In addition to the
synthesis of new metal complexes with different ligands or/and metal centers and to the
development of targeted drug delivery, the improvement of chemotherapy is possible to
achieve by revealing new cellular targets, such as enzymes necessary for the growth and
spread of cancer tissues and formation of metastasis.
One of the enzym...es marked as a target of cancer and inflammation
therapeutics is phospholipase A2. Phospholipase A2 catalyzes the hydrolysis of
membrane phospholipids followed by the release of appropriate lysophospholipids and
fatty acids, signaling molecules involved in apoptosis, inflammation and carcinogenesis.
Cancer tissues are associated to elevated concentration and activity of phospholipase A2
and it is well known that specific inhibitors of this enzyme reduce the metastatic
potential of cancer.
In this dissertation the effect of platinum and ruthenium complexes:
[PtCl2(dach)], [PtCl4(bipy)], [PtCl4(en)], [PtCl2(en)], [RuCl2(bipy)2]Cl, [RuCl2(en)2]Cl
and cis-[PtCl2(NH3)2] on the structure and activity of pancreatic phospholipase A2 is
investigated. Bearing in mind that the enzymatic activity of phospholipase A2 depends
on the composition and organization of the substrate, the effect of same metal
complexes on the phospholipid bilayers (liposomes and erythrocytes) is examined.
x
Experimental results were obtained by following methods: MALDI-TOF mass
spectrometry, fluorescence spectrometry, thin-layer chromatography, nuclear magnetic
resonance and UV/VIS spectrophotometry. All investigated complexes affect the
organization and permeability of phospholipid membranes and indirectly modify the
activity of phospholipase A2. Adducts between metal complexes and phospholipids
were not detected by chosen methods. Complexes, [PtCl4(bipy)] and [RuCl2(bipy)2]Cl,
create adducts with phospholipase A2 and directly inhibit its enzymatic activity. The
mechanism of inhibition is mainly uncompetetive, which means that both complexes
bind and inhibit the enzyme intensively in the presence of substrate. Type of inhibition
is determined due to calculation of kinetic parameters and confirmed by the differences
in mass spectra of the enzyme and metal complexes with and without the presence of
substrate.
Факултет:
Универзитет у Београду, Факултет за физичку хемијуДатум одбране:
11-10-2013Пројекти:
- Испитивање механизма реакција комплекса јона прелазних метала са биолошки значајним молекулима (RS-172011)