Цитохалазин
Группа химических соединений

Цитохалазины — это грибковые метаболиты , которые обладают способностью связываться с актиновыми нитями и блокировать полимеризацию и удлинение актина. В результате ингибирования полимеризации актина цитохалазины могут изменять клеточную морфологию, ингибировать клеточные процессы, такие как деление клеток , и даже вызывать апоптоз клеток . [ 1] Цитохалазины обладают способностью проникать через клеточные мембраны, предотвращать клеточную транслокацию и вызывать энуклеацию клеток. [2] Цитохалазины также могут оказывать влияние на другие аспекты биологических процессов, не связанных с полимеризацией актина. Например, цитохалазин А и цитохалазин В также могут ингибировать транспорт моносахаридов через клеточную мембрану, [2] было обнаружено, что цитохалазин Н регулирует рост растений, [3] цитохалазин D ингибирует синтез белка [4] , а цитохалазин E предотвращает ангиогенез. [5]

Связывание с актиновыми нитями

Известно, что цитохалазины связываются с зазубренными, быстрорастущими плюс-концами микрофиламентов , что затем блокирует как сборку, так и разборку отдельных мономеров актина со связанного конца. После связывания цитохалазины по существу закрывают конец нового актинового филамента. Один цитохалазин связывается с одним актиновым филаментом. [2] Исследования, проведенные с цитохалазином D (CD), показали, что димеры CD-актина содержат АТФ-связанный актин при образовании. [6] Эти димеры CD-актина восстанавливаются до мономеров CD-актина в результате гидролиза АТФ. Полученный мономер CD-актина может связывать мономер АТФ-актина для реформирования димера CD-актина. [2] CD очень эффективен; для предотвращения взъерошивания мембраны и нарушения тредмиллинга необходимы только низкие концентрации (0,2 мкМ) . [7] Было проанализировано воздействие многих различных цитохалазинов на актиновые филаменты, и было обнаружено, что для удаления стрессовых волокон необходимы более высокие концентрации (2-20 мкМ) ЦД. [7]

Напротив, латрункулин ингибирует полимеризацию актиновых филаментов, связываясь с мономерами актина.

Использование и применение цитохалазинов

Актиновые микрофиламенты широко изучались с использованием цитохалазинов. Благодаря своей химической природе цитохалазины могут помочь исследователям понять важность актина в различных биологических процессах. Использование цитохалазинов позволило исследователям лучше понять полимеризацию актина, подвижность клеток, рябь, деление клеток, сокращение и жесткость клеток. Использование цитохалазинов было настолько важно для понимания движения цитоскелета и многих других биологических процессов, что исследователи создали два синтетических цитохалазина. [1]

Цитохалазин нашел практическое применение в анализах цельной крови тромбоэластометрией (ТЭМ) для оценки нарушений полимеризации фибриногена и фибрина в анализе FIBTEM на ROTEM. Этот тест основан на принципе, что цитохалазин D очень эффективно подавляет функцию тромбоцитов путем ингибирования сократительных элементов. [8] Ингибирование тромбоцитов более эффективно, чем при блокировке тромбоцитов антагонистами GPIIb/IIIa . [9] Данные in vitro и клинические данные указывают на то, что прочность сгустка в FIBTEM увеличивается в зависимости от концентрации фибриногена независимо от количества тромбоцитов. [10] Таким образом, дефицит фибриногена или нарушения полимеризации фибрина могут быть быстро обнаружены.

Химические структуры

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Haidle, AM; Myers, AG (2004). "Энантиоселективный, модульный и общий путь к цитохалазинам: синтез L-696,474 и цитохалазина B" (PDF) . Труды Национальной академии наук . 101 (33): 12048– 12053. Bibcode :2004PNAS..10112048H. doi : 10.1073/pnas.0402111101 . PMC  514432 . PMID  15208404.
  2. ^ abcd Cooper, JA (1987). "Влияние цитохалазина и фаллоидина на актин" (PDF) . Журнал клеточной биологии . 105 (4): 1473– 1478. doi :10.1083/jcb.105.4.1473. PMC 2114638 . PMID  3312229. 
  3. ^ Cox, RH; Cutler, HG; Hurd, RE; Cole, RJ (1983). «Исследования ядерного магнитного резонанса протонов и углерода-13 конформации производных цитохалазина H и регулирующие рост растений эффекты цитохалазинов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 31 (2): 405–408 . Bibcode : 1983JAFC...31..405C. doi : 10.1021/jf00116a055.
  4. ^ Орнеллес, ДА; Фей, ЭГ; Пенман, С. (1986). «Цитохалазин высвобождает мРНК из цитоскелетного каркаса и ингибирует синтез белка». Молекулярная и клеточная биология . 6 (5): 1650–1662 . doi :10.1128/mcb.6.5.1650. PMC 367692. PMID  3785175 . 
  5. ^ Udagawa, T.; Yuan, J.; Panigrahy, D.; Chang, Y.-H.; Shah, J.; D'Amato, RJ (2000). "Цитохалазин E, эпоксид, содержащий грибковый метаболит, полученный из Aspergillus, подавляет ангиогенез и рост опухолей" (PDF) . Журнал фармакологии и экспериментальной терапии . 294 (2): 421– 427. PMID  10900214.
  6. ^ Goddette, DW; Frieden, C. (1987). "Actin Polymerization - The Mechanism of Action of Cytochalasin D" (PDF) . Journal of Biological Chemistry . 261 (34): 15974– 15980. doi : 10.1016/S0021-9258(18)66662-1 . PMID  3023337.
  7. ^ ab Яхара, И.; Харада, Ф.; Секита, С.; Ёсихира, К.; Натори, С. (1982). «Корреляция между эффектами 24 различных цитохалазинов на клеточные структуры и клеточные события и эффектами на актин in vitro». Журнал клеточной биологии . 92 (1): 69–78 . doi :10.1083/jcb.92.1.69. PMC 2112011. PMID 7199054  . 
  8. ^ May, JA; Ratan, H.; Glenn, JR; Lösche, W.; Spangenberg, P.; Heptinstall, S. (1998). «Антагонисты GPIIb-IIIa вызывают быструю дезагрегацию тромбоцитов, предварительно обработанных цитохалазином D. Доказательства того, что стабильность агрегатов тромбоцитов зависит от нормальной сборки цитоскелета». Platelets . 9 ( 3– 4): 227– 232. doi :10.1080/09537109876744. PMID  16793707.
  9. ^ Ланг, Т.; Толлер, В.; Гютль, М.; Махла, Э.; Метцлер, Х.; Рехак, П.; Марц, В.; Хальвакс-Бауманн, Г. (2004). «Различные эффекты абциксимаба и цитохалазина D на прочность сгустка при тромбоэластографии». Журнал тромбоза и гемостаза . 2 (1): 147– 153. doi : 10.1111/j.1538-7836.2004.00555.x . PMID  14717978.
  10. ^ Ланг, Т.; Йоханнинг, К.; Метцлер, Х.; Пипенброк, С.; Соломон, К.; Рахе-Майер, Н.; Танака, КА (2009). «Влияние уровней фибриногена на тромбоэластометрические переменные при наличии тромбоцитопении» (PDF) . Анестезия и анальгезия . 108 (3): 751– 758. doi :10.1213/ane.0b013e3181966675. PMID  19224779. S2CID  11733489.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Цитохалазин&oldid=1253444333"