Окислительный стресс, то есть дисбаланс между образованием активных форм кислорода и возможностями их обезвреживания антиоксидантной системой клеток, лежит в основе патогенеза многих заболеваний. Однако свободнорадикальные процессы важны не только как фактор повреждения: образование радикалов при разложении пероксидов комплексами цитохрома C с анионными липидами является ключевым звеном апоптоза, программируемой клеточной смерти, необходимой для противоопухолевого иммунитета, обновления тканей и эмбриогенеза. Поэтому оценка влияния антиоксидантов на апоптотические процессы важна для понимания их биологического действия и поиска перспективных соединений для направленной терапии.

Авторы из Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н. И. Пирогова, Новосибирского государственного педагогического университета и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН сравнили два новых синтетических соединения с классическими антиоксидантами α-токоферолом и Trolox. Первое соединение представляет собой гибридный серосодержащий пространственно-затруднённый фенол (SHP), синтезированный в Новосибирском государственном педагогическом университете. Второе — водорастворимое производное фуллерена C₆₀ с пятью присоединенными остатками тиенилуксусной кислоты (LV-418), полученное в Черноголовке. Авторы изучили способность этих соединений подавлять перекисное окисление липидов и пероксидазную активность, индуцированную комплексами цитохрома C с анионными липидами кардиолипином и фосфатидной кислотой.

В экспериментах с термической генерацией пероксидных радикалов было показано, что Trolox обладает выраженным индукционным периодом, практически отсутствующим у LV-418. Trolox действует как сильный антиоксидант с высокой константой скорости захвата пероксидных радикалов и почти полностью подавляет окисление до момента собственного расходования, тогда как LV-418 лишь значительно снижает скорость окисления. Однако благодаря длительному сохранению антиоксидантных свойств рассчитанная относительная антиоксидантная активность LV-418 оказалась в 1,6 раза выше, чем у Trolox. Это указывает на то, что при эквивалентных концентрациях производное фуллерена является более эффективным антиоксидантом.

В тестах на перекисное окисление липидов, индуцированное цитохромом C, наибольший эффект показали α-токоферол (витамин E) и SHP, тогда как производное фуллерена и Trolox уступали им. В системе с фосфатидной кислотой SHP также оказался эффективнее витамина E и Trolox.

Анализ пероксидазной активности комплексов цитохрома C с анионными липидами подтвердили, что SHP и LV-418 обладают антиоксидантными свойствами, сравнимыми с Trolox и витамином E соответственно. При этом SHP проявлял значительно более сильное ингибирующее действие на пероксидазную активность цитохрома C по сравнению с LV-418 и витамином E (в ~8 и ~11 раз соответственно), но несколько уступал Trolox (в ~2 раза). В липосомах с фосфатидной кислотой антиоксидантные свойства SHP были в ~3 раза выше, чем у витамина E, и в ~6 раз ниже, чем у Trolox.

Таким образом, новые соединения SHP и LV-418 обладают выраженными антиоксидантными свойствами и могут использоваться для регуляции окислительных процессов, индуцированных комплексами цитохрома C с анионными липидами. Во всех системах, содержащих цитохром C, гибридный антиоксидант SHP превосходил водорастворимое производное фуллерена независимо от природы источника радикалов. Различия в эффективности SHP в системах с разными анионными липидами могут быть связаны с несколькими факторами и требуют дальнейшего изучения. Работа поддержана Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Российским научным фондом.

В работе принимали участие научные сотрудники ФИЦ ПХФ и МХ РАН: В. Большакова, О. Краевая и П. Трошин