Жизнь без старости (Скулачёв, Скулачев) - страница 108

Расчет, приведенный выше, применим к любому одновалентному катиону с коэффициентом распределения между мембраной и водой порядка 10^>4. А дальше вступают в силу три других фактора, также важные для эффективности вещества как антиоксиданта, адресованного в митохондрии, а именно: 1) собственно антиоксидантная активность SkQ, 2) способность к регенерации восстановленной формы SkQ из окисленной и поддержание высокого отношения SkQH2/SkQ (поскольку именно восстановленная форма антиоксиданта действует как гаситель АФК) и 3) размер «окна» между анти- и прооксидантными эффектами исследуемого вещества (как уже отмечалось, антиоксидантное действие производных хинона переходит в прооксидантное при повышении их концентрации).

Рис. II.7.3.2 Схема, объясняющая почему проникающие катионы SkQ накапливаются в слое внутренней митохондриальной мембраны, обращенном в сторону матрикса митохондрий, и почему в этом слое концентрация SkQ оказывается в 100 млн раз большей, чем снаружи клетки. Разность потенциалов на внешней мембране клетки и внутренней мембране митохондрий приняты соответственно за 60 и 180 мВ, а коэффициент распределения SkQ между мембраной и водой за 10.000. (По М.В. Скулачеву и др. [315]).

Антиоксидантная активность трех катионных произоводных хинона: убихинона (MitoQ), пластохинона (SkQ1) и метилпластохинона (SkQ3) сравнивались выше (см. рис. II.7.2.3). С этой целью к митохондриям in vitro добавляли ионы железа и аскорбат, что провоцировало превращение перекиси водорода, образуемой митохондриями, в радикал ОН.

Последний вызывал перекисное окисление фосфолипидов митохондрий, которые пытались затормозить MitoQ, SkQ1 или SkQ3. Как видно из нижней части графика, активность этих трех веществ падает в ряду SkQ1>>SkQ3>MitoQ. Интересно, что SkQ3, отличающийся от SkQ1 только наличием еще одной метильной группы, расположенной, как и в MitoQ, при 5-ом углероде хинонового кольца, уже сильно проигрывает SkQ 1 как антиоксидант. В то же время, переход антиоксидантной активности в прооксидантную наблюдается примерно в одной и той же области концентраций всех трех веществ (прооксидантную активность измеряли по скорости генерации H2O2 митохондриями, окисляющими глутамат и малат). Это означает, что «окно» между 20 % анти- и прооксидантными активностями уменьшается в ряду SkQ1>>SkQ3>MitoQ, причем у SkQ1 оно оказывается, судя по этому параметру, около 1 000 раз, а у MitoQ — около 2 раз [409,328]. В то же время, скорость окисления SkQ1H2 кислородом с образованием семихинона SkQ^>-. и супероксида оказалась втрое ниже, чем у MitoQH2 [409]. Это свидетельствует о более низкой прямой прооксидантной активности SkQ1 по сравнению с MitoQ. Кроме того, данное обстоятельство должно повышать степень восстановленности SkQ1, тем самым увеличивая его антиоксидантную активность [409,328]. Следует отметить, что в рамках проекта нами были синтезированы не только уби- и пластохиноновые коньюгаты децилтрифенилфосфония, но и два вещества, занимающих по структуре промежуточное положение между SkQ и MitoQ. Это дезметоксиMitoQ (DMMitoQ, одна из метоксильных групп убихинона заменена на водород) и уже упомянутый выше SkQ3 (обе метоксильные группы заменены на Н, но сохранена метильная группа убихинона). И DMMitoQ, и SkQ3 оказались более активными антиоксидантами, чем MitoQ, но сильно уступали по активности SkQ1 [328] [329]