ВПЛИВ ПОХІДНОГО 1,4-НАФТОХІНОНУ СПОЛУКИ Les6400 НА АКТИВНІСТЬ ЕНЗИМІВ АРГІНАЗО-NO-СИНТАЗНОЇ СИСТЕМИ СПЕPМАТОЗОЇДІВ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2025.v.i2.15276Ключові слова:
1-(фуран-2-іл)-9-гідрокси-3,11-дигідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріону11-(фуран-2-іл)-9-гідрокси-3,11-дигідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріону(Les6400), сперматозоїди, аргіназа, ізоформи NO-синтазиАнотація
РЕЗЮМЕ. При проведенні досліджень 11-(фуран-2-іл)-9-гідрокси-3,11-дигідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріону (Les6400) окреслено ймовірні молекулярно-біологічні шляхи реалізації протипухлинної дії. Проте існує обмаль робіт, які присвячені детальному встановленню механізмів реалізації біологічної активності даного класу сполук.
Мета роботи – вивчення впливу 11-(фуран-2-іл)-9-гідрокси-3,11-дигідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріону (Les6400) на активність ензимів аргіназо-NO-синтазної системи клітин (сперматозоїдів).
Матеріал і методи. Дослідження охопило 29 зразків сперми чоловіків із нормозооспермією. Визначення активності аргінази сперматозоїдів, пермеабілізованих сапоніном, проводили за утворенням сечовини. Активність окремих ізоформ NO-синтази визначали за концентрацією цитруліну високоспецифічним методом за кольоровою реакцією з антипірином.
Результати. Показано, що в конценраціях 10-6–10-4М Les6400 достовірно призводить до підвищення аргіназної активності у сперматозоїдах Однак, найвиразніший її ефект спостерігався при 10-5 М концентрації. Активність достовірно зростала в 1,2 раза. При дії Les6400 в концентраціях 10-4 М на cNOS, її активність достовірно знижується в 1,21 раза. Активність iNOS сперматозоїдів фертильних чоловіків ідентифікується в незначній мірі, порівняно з активністю cNOS, та становить 0,28±0,09 пмоль цитруліну/хв·мг протеїну. При вивченні впливу Les6400 на активність iNOS сперматозоїдів практично здорових чоловіків її активації ми не спостерігали, а інгібувальний ефект неможливо було визначити чeрез низьку активність ензиму. Преінкубація сперматозоїдів із 0,2 мМ Н2О2 призводила до зростання активності iNOS в 21,2 раза. На фоні активації iNOS гідроген пероксидом, Les6400 в концентраціях 10-6 –10-4 М призводить до інгібування активності ензиму в 1,3–1,5 раза.
Висновки. Виявлено, що сполука Les6400 призводить до зростання аргіназної активності та інгібування обох ізоформ NO-синтази. Оскільки аргіназа та ізоформи NO-синтази конкурують за фізіологічних умов у клітині за один субстрат – L-аргінін, то, ймовірно, зростання аргіназної активності призводить до зниження NO-синтазної активності.
Посилання
Pereyra CE, Dantas RF, Ferreira SB, Gomes LP, Silva-Jr FP. The diverse mechanisms and anticancer potential of naphthoquinones. Cancer Cell Int. 2019;19:1–20. DOI:10.1186/s12935-019-0925-8 DOI: https://doi.org/10.1186/s12935-019-0925-8
Tandon VK, Kumar S. Recent development on naphthoquinone derivatives and their therapeutic applications as anticancer agents. Expert Opin Ther Pat. 2013; 23(9):1087–1108. DOI:10.1517/13543776.2013.798303 DOI: https://doi.org/10.1517/13543776.2013.798303
Santos TB, deMoraes LGC, Pacheco PAF, dosSantos DG, et al. Naphthoquinones as a promising class of compounds for facing the challenge of Parkinson’s disease. Pharmaceuticals. 2023;16:1577. DOI:10.3390/ph16111577 DOI: https://doi.org/10.3390/ph16111577
Lozynskyi A, Senkiv J, Ivasechko I, Finiuk N, Klyuchivska O, et al. 1,4-Naphthoquinone Motif in the Synthesis of New Thiopyrano[2,3-d]thiazoles as Potential Biologically Active Compounds. Molecules. 2022;27(21):7575 DOI: 10.3390/molecules27217575 DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27217575
Lozynskyi AV. In silico doslidzhennya likopodibnosti, parametriv toksychnosti ta mekhanizmu protypukhlynnoyi aktyvnosti 11-(furan-2-il)-9-hidroksy3,11-dyhidro-2N-benzo[6,7]tiokhromeno[2,3-d]tiazol-2,5,10-trionu (Les6400). [In silico study of drug similarity, toxicity parameters and mechanism of antitumor activity of 11-(furan-2-yl)-9-hydroxy3,11-dihydro-2H-benzo[6,7]thiochromeno[2,3-d]thiazole-2,5,10-trione (Les6400)]. Farmatsevtychnyy chasopys. 2023;2:5-10. Ukrainian DOI: https://doi.org/10.11603/2312-0967.2023.2.14051
Ivasechko I, Lozynskyi A, Senkiv J, Roszczenko P, Kozak Y, et al. Molecular design, synthesis and anticancer activity of new thiopyrano[2,3-d]thiazoles based on 5-hydroxy-1, 4-naphthoquinone (juglone). European Journal of Medicinal Chemistry. 2023;115304. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2023.115304
Finiuk N, Zelisko N, Klyuchivska O, Yushyn I, Lozynskyi A, et al. Thiopyrano[2,3-d]thiazole structures as promising scaffold with anticancer potential. Chemico-Biological Interactions. 2022;368:110246. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.110246
Fafula RV, Iefremova UP, Onufrovych OK, Maksymyuk HV, Besedina AS, et al. Alterations in Arginase-NO-synthase System of Spermatozoa in Human Subjects with Different Fertility Potential. J Med Biochem. 2018;37(2):134-140. DOI: 10.1515/jomb-2017-0049. DOI: https://doi.org/10.1515/jomb-2017-0049
Vorobets ZD., Kocheshkova NS. Neplidnist' ta erektyl'na dysfunktsiya cholovikiv: biokhimichni i klinichni aspekty [Infertility and erectile dysfunction in men: biochemical and clinical aspects]. Ternopil: Ukrmedknyga; 2008. Ukrainian.
Ravaieva MYu, Chuyan OM. Zmina aktyvnosti systemy syntezu oksydu azotu pid diyeyu nyz'kointensyvnoho milimetrovoho vyprominyuvannya [Change in the activity of the nitric oxide synthesis system under the influence of low-intensity millimeter radiation]. Vcheni zap Tavr nats un-tu im VI Vernads'koho. Seriya: Biolohiya, khimiya. 2011;24(63):201–210. Ukrainian.
Fafula RV, Iefremova UP, Onufrovych OK, Maksymyuk HV, Vorobets DZ, VorobetsZD. The kinetic properties of arginase in sperm cells of inferile men. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2018;9(1):80-84. DOI: https://doi.org/10.15421/021811
Fafula RV, Vorobets MZ, Melnyk OV, Onufrovych OK, Besedina AS, Vorobets DZ, Vorobets ZD. Indicators of oxidative-nitrosative stress in men with idiopathic infertility and infertility associated with rheumatoid arthritis. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2024;15(4):802-807. URL: https://doi.org/10.15421/0224115. DOI: https://doi.org/10.15421/0224115
Melnyk OV, Vorobets MZ, Fafula RV, Onufrovych OK, & Vorobets ZD. Features of spermogram indicators in idiophatic infertility in men. Bulletin of Problems in Biology and Medicine. 2022;167:187–192. DOI: https://doi.org/10.29254/2077-4214-2022-4-167-187-192
Melnyk OV, Vorobets MZ, Fafula RV, Kovalenko IV, Vorobets ZD. Patohenetychni osoblyvosti funktsionuvannya arhinaza/NO-syntaznoyi systemy v sim'yaniy plazmi cholovikiv z idiopatychnym nepliddyam [Pathogenetic features of the functioning of the arginase/NO-synthase system in the seminal plasma of men with idiopathic infertility]. Medychna ta klinichna khimiya. 2022;24(3):5-12. DOI: 10.11603/mcch.2410-681X.2022.i3.13357. Ukrainian. DOI: https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2022.i3.13357
Fafula RV, Оnufrovych ОK, Iefremova UP, Vorobets DZ, Melnyk OV, Vorobets ZD. The peculiarities of arginase pathway of L-arginine metabolism in spermatozoa of men with different forms of pathospermia. International Journal of Physiology and Pathophysiology. 2017:8(4):309-318. DOI: 10.1615/IntJPhysPathophys.v8.i4.30. DOI: https://doi.org/10.1615/IntJPhysPathophys.v8.i4.30
Chakraborty S, Ain R. Nitric-oxide synthase trafficking inducer is a pleiotropic regulator of endothelial cell function and signaling. J Biol Chem. 2017;292(16):6600-6620. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M116.742627
Forstermann U, Sessa WC. Nitric oxide synthase: regulation and function. EurHeart J. 2012;33(7):829-837. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehr304
Colantuoni A, Martini R, Caprari P et al. COVID-19. Sepsis and Microcirculation Dysfunction. Frontiers in Physiology. 2020;11:747. DOI: 10.3389/fphys.2020.00747. DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00747
Ritter A, Kreis NN, Louwen F, Yuan J. Obesity and Covid-19: Molecular mechanisms linking both pandemics. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(16):1–28. DOI: 10.3390/ijms21165793. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21165793
