Водорастворимые комплексы метилпирофеофорбида-α с белками-носителями для фотодинамической терапии

Практическое использование фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии опухолей ограничивается недостаточной растворимостью тетрапиррольных красителей и их высокой гепатотропностью. Целью работы было исследование возможности использования модельного фотосенсибилизатора – метилпирофеофорбида-α, содержащего свободную карбоксильную группу (МПФФа) в виде комплексов с белками-носителями на основе альфа-фетопротеина человека ApE1 и ApE2. Было проведено сравнение характеристик комплекса ApE1-МПФФа и ApE2-МПФФа с характеристиками комплекса МПФФа с сывороточным альбумином. Был выявлен батохромный сдвиг флуоресценции МПФФа в комплексе с ApE1 и ApE2 по сравнению со свободным МПФФа. Этот сдвиг доказывает наличие плотного контакта красителя с ароматическими аминокислотами белка. Наличие такого сдвига позволяет ожидать высокой фотохимической активности комплексного фотосенсибилизатора in vivo. Полученные данные свидетельствуют о высокой устойчивости нековалентных комплексов белков-носителей ApE1 и ApE2 с модельным хлорином МПФФа, существенно превышающих прочность комплекса этого красителя с сывороточным альбумином. Это позволяет проводить препаративную очистку комплексов ApE1-МПФФа и ApE2-МПФФа, в том числе, с применением методов диализа и гель-хроматографии.

1. Megna M., Fabbrocini G., Marasca C., Monfrecola G. Photodynamic therapy and skin appendage disorders: A Review // Skin Appendage Disord. 2017. Vol. 2. № 3–4. P. 166–176. doi: 10.1159/000453273. Epub 2016 Dec 8. Review.

2. Dehghan Esmatabadi M.J., Bozorgmehr A., Hajjari S.N. et al. Review of new insights into antimicrobial agents. // Cell Mol. Biol. (Noisy-le-grand). 2017. Vol. 28. № 63. № 2. P. 40-48. doi: 10.14715/cmb/2017.63.2.6.

3. Zhiyentayev T.M., Boltaev U.T., Solov’eva A.B. et al. Complexes of chlorine with pluronics and polyvinylpyrrolidone: structure and photodynamic activity in cell culture // Photochem. Photobiol. 2014. Vol. 90. № 1. P. 171–182. doi: 10.1111/php.12181. Epub 2013 Nov 28.

4. Mishra P.P., Patel S., Datta A. Effect of increased hydrophobicity on the binding of two model amphiphilic chlorine drugs for photodynamic therapy with blood plasma and its components // J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. P. 21238–21244.

5. Ashur I. et al. Photocatalytic generation of oxygen radicals by the water-soluble bacteriochlorophyll derivative WST11, noncovalently bound to serum albumin // J. Phys. Chem. A. 2009. Vol. 113. № 28. P. 8027–8037.

6. Pak V. Patent US 8071547 B2. 2011.

7. Костюков А.А., Позднякова Н.В., Шевелев А.Б. и соавт. Комплексы альфа-фетопротеина и сывороточного альбумина с бискарбоцианиновым красителем // Химия высоких энергий. 2017. Т. 51. № 3. С.248–250.

8. Pozdniakova N.V., Gorokhovets N.V., Gukasova N.V. et al. New protein vector ApE1 for targeted delivery of anticancer drugs // J. Biomed. Biotechnol. 2012. Vol. 2012. PMC 3357585.

9. Osuka A., Wada U., Shinoda S. // Tetrahedron. 1996. Vol. 52. № 12. Р. 4311.

10. Тулаева Л.А., Белых Д.В., Яковлева Н.М. и соавт. Синтез и исследование производных хлорофилла, содержащих свободную карбоксильную группу // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2006. Т. 49. № 4. С. 82–87.

11. Laemli U.K. // Nature. 1970. Vol. 227. P. 680–688.

12. Vincent S.G., Cunningham P.R., Stephens N.L. et al. Quantitative densitometry of proteins stained with coomassie blue using a HewlettPackard scanjet scanner and Scanplot software // Electrophoresis. 1997. Vol. 18. № 1. P. 67–71.

13. Phillips D. // Prog. React. Kinetics. 1997. Vol. 22. P. 175–300.

14. Giovannetti R. The Use of spectrophotometry UV-Vis for the study of porphyrins // In: Nanotechnology and Nanomaterials. Ed. by Jamal Uddin. 2012.

15. Irving C.S., Byers G.W., Leermakers P.A. Spectroscopic model for the visual pigments. Influence of microenvironmental polarizability // Biochemistry. 1970. Vol. 9. № 4. P. 858–864.

16. Syrbu S., Semeikin A., Lyubimova T., Stuzhin P. Unsymmetrical meso-phenyl substituted octamethyl porphyrins: synthesis by mixed condensation and chromatographic separation // First Internat. Conf. Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-1). Dijon. France. 2000. P. 576.

17. Komagoe K., Katsu T. Porphyrin-induced photogeneration of hydrogen peroxide determined using the luminol chemiluminescence method in aqueous solution: a structureactivity relationship study related to the aggregation of porphyrin // Anal. Sci. 2006. Vol. 22. № 2. P. 255–258.