VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Биофизика клетки. Мембранные и транспортные процессы

Изучение механизма действия каспофунгина на модельные мембраны, имитирующие мембраны клеток-мишеней

В.С. Андриянов1*, А.А. Захарова1, С.С. Ефимова1, О.С. Остроумова1

1.ИНЦ РАН;

* vladimir.andriyanov.99(at)gmail.com

Каспофунгин (КФ) является полусинтетическим катионным липопептидом группы эхиноканиднов, в настоящее время использующихся в медицине в качестве высокоэффективных противогрибковых лекарственных средств первой линии для лечения кандидозов и аспергиллезов, в том числе, инвазивных. Основным механизмом противогрибкового действия каспофунгина считается ингибирование встроенного в грибковую мембрану фермента, 1,3-β-D-глюкан-синтазы, продуцирующей специфический компонент клеточной стенки чувствительных грибов. Принимая во внимание амфифильные свойства липопептида и его детергентное действие на липидный бислой [1], можно предположить, что КФ способен проявлять антимикотическую активность, также воздействуя на плазматические мембраны клеток – мишеней. Таким образом, целью данной работы являлось изучение влияния КФ на модельные липидные мембраны.

В ходе исследования применялся метод регистрации токов, протекающих через плоские липидные бислои, полученные методом Монтала и Мюллера [2] и содержащие липидные компоненты, характерные для плазматических мембран грибковых клеток. Введение каспофунгина в 0.1 М раствор KCl (pH 7.4), омывающий мембрану из эквимолярной смеси диолеилфосфатидилхолина (ДОФХ), диолеилфосфатидилсерина (ДОФС) и эргостерина (эрг), в диапазоне концентраций от 40 до 100 мкМ вызывает увеличение проводимости мембраны до 400 пСм при трансмембранном напряжении, равном 50 мВ. Замена ДОФХ на диолеилфосфатидилэтаноламин незначительно снижает максимальную амплитуду тока, вызванного липопептидом в тех же концентрациях, 300 пСм. Двукратное увеличение содержания в липидном бислое отрицательно заряженного ДОФС индуцирует рост проводимости мембраны до 40 пСм. Полученные результаты позволяют предположить, что включение в состав бислоя липида конической формы и увеличение концентрации отрицательно заряженного липида в мембране слабо влияют на мембранную активность КФ. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 22-74-10023.

Список использованной литературы:

1. Cleary J.D., Stover K.R. Antifungal-Associated Drug-Induced Cardiac Disease // Clinical Infectious Diseases. 2015. Vol. 61, № Suppl 6. P. S662–S668.

2. Montal, M., Mueller, P. Formation of bimolecular membranes from lipid monolayers and a study of their electrical properties. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 1972, 65, 3561–3566.

Studying the mechanism of caspofungin effect on model membranes imitating target cell membranes

V.S. Andriianov1*, A.A. Zakharova1, S.S. Efimova1, O.S. Ostroumova1

1.Institute of Cytology of the Russian Academy of Science;

* vladimir.andriyanov.99(at)gmail.com

Caspofungin (CF) is a semi-synthetic cationic lipopeptide of the echinocanides group currently used in medicine as highly effective first-line antifungal drug for the treatment of candidiasis and aspergillosis, including invasive ones. The main mechanism of the antifungal action of caspofungin is the inhibition of an enzyme built into the fungal membrane, 1,3-β-D-glucan synthase, which produces a specific component of the cell wall of sensitive fungi. Taking into account the amphiphilic properties of the lipopeptide and its detergent effect on the lipid bilayer [1], it can be assumed that CP has a complex antimycotic activity, also affecting the plasma membranes of target cells. Our goal was to study the effect of CF on model lipid membranes.

In achieving this we have utilized the method of recording currents flowing through flat lipid bilayers obtained by the Montal and Muller method [2] and containing lipid components characteristic of the plasma membranes of fungal cells. The introduction of caspofungin into a 0.1 M KCl solution (pH 7.4), bathing the membrane made of an equimolar mixture of dioleoylphosphatidylcholine (DOPC), dioleylphosphatidylserine (DOPS) and ergosterol (erg), in concentration ranging from 40 to 100 μM increase the membrane conductivity to 400 pS (transmembrane voltage equals 50 mV). With the replacement of DOPC with dioleylphosphatidylethanolamine addition of lipopeptide in the same concentrations decreases current membrane conductivity to 300 pS. A twofold increase of the negatively charged DOPS lipid decreases the membrane conductivity up to 40 pS. The results obtained may lead to an assumption that the inclusion of a conical lipid in the bilayer and an increase in the concentration of a negatively charged lipid in the membrane is weakly related to the change of CF membrane activity. The work is supported by the Russian Science Foundation grant No. 22-74-10023.

The reference list:

1. Cleary J.D., Stover K.R. Antifungal-Associated Drug-Induced Cardiac Disease // Clinical Infectious Diseases. 2015. Vol. 61, № Suppl 6. P. S662–S668.

2. Montal, M., Mueller, P. Formation of bimolecular membranes from lipid monolayers and a study of their electrical properties. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 1972, 65, 3561–3566.


Докладчик: Андриянов В.С.
85
2023-02-15

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists