было показано, что после пришивки дипептида EW к N-концу ос-спирального полипептида (LSSLLSL)3 удлиненный полипептид связывается с поверхностью клеточной мембраны, проникает в ее бислойную фосфолипидную структуру, образует в мембране ионные каналы и тем самым изменяет селективность ион-

2 Зак. № 3913

33

ного транспорта (Lear et al., 1997). Это один из нескольких примеров того, что триптофановый остаток вблизи N-конца полипептидной цепи повышает селективность взаимодействия полипептида с внешней поверхностью клеточной мембраны.

Вилон

Дипептид вилон (L-Lys—L-Glu) был сконструирован на основании статистического анализа аминокислотного состава препарата Тималин (Морозов и др., 20006; Хавинсон, 20016). Данные табл. III Приложения свидетельствует о том, что этот дипептид представляет собой структурный элемент многих тимических гормонов. Как показывает рис. 3, отличительной особенностью этого дипептида является отчетливое разделение электростатических зарядов между двумя его концами: положительно заряженные аминогруппы принадлежат остатку лизина, а отрицательные заряды сосредоточены на остатке глутаминовой кислоты. Такая структура свидетельствует о способности вилона активно участвовать в электростатических (ион-ионных и ион-дипольных) взаимодействиях.

Изучение влияния тимогена и вилона на развитие орга-нотипических культур тимуса и селезенки обнаружило их одинаковое стимулирующее действие на эксплантаты тимуса, но различное — на эксплантаты селезенки, полученные от животных разного возраста: тимоген стимулировал рост ткани как старых, так и молодых животных, а вилон — только старых (Хавинсон и др., 1999; Чалисова и др., 1999). Дальнейшие исследования показали, что вилон обладает выраженным стабилизирующим и регенерирующим воздействием на морфофункциональные характеристики органоти-пической культуры селезенки и оказывает стимулирующее влияние на стромальное микроокружение клеток в старых и переживающих культурах. В различных моделях преждевременного старения, вызванного гамма-облучением, обнаружено, что вилон модулирует иммунный гомеостаз животных, стимулирует репаративные процессы в вилочковой железе, повышает пролиферативную активность тимоцитов, таким образом ускоряя компенсацию микроциркуляторных расстройств в тимусе и селезенке (Хавинсон и др., 2001д; Князькин, Полякова, 2002; Князькин и др., 2002). Другими авторами было установлено, что вилон является наиболее

34

коротким регуляторным фрагментом, который способствует доставке трансфакторов в ядро или входит в структуру функционально активных центров трансфакторных комплексов, необходимых для активации транскрипции гена ин-терлейкина-2 в лимфоцитах (Хавинсон и др., 2000в). Дальнейшие исследования показали, что вилон способен усиливать активность нейтральной сфингомиелиназы, либо модулируя прохождение по сфингомиелиновому пути известных сигналов биологически активных веществ, в частности ИЛ-1р\ либо прямо передавая свою информацию в тимоциты через этот путь сигнальной трансдукции (Хавинсон и др., 20026).

Исследование биологической активности вилона, проведенное на мышах линии СВА, обнаружило существенное увеличение максимальной продолжительности жизни этих животных в результате введения им препарата. При этом применение вилона оказывало угнетающее действие на развитие злокачественных опухолей и новообразований у самок мышей СВА (Хавинсон, Анисимов, 2000; Анисимов В. Н. и др., 2002а). Изучение влияния вилона на экспрессию генов показало, что гены, уровень экспрессии которых изменялся под действием пептида, относятся к самым разным клеточным системам. Однако наиболее широко среди них представлены гены клеточного деления и защитных'систем клетки и организма. В частности, значимым можно считать изменение экспрессии генов, имеющих отношение к регуляции клеточного цикла и мембранного транспорта, а также генов, имеющих отношение к онкогенезу и обмену кальция (Анисимов С. В. и др., 2002).

Таким образом, регуляторное и иммуномодулирующее действие вилона на механизмы регенерации и канцерогенеза опосредовано стромальными клетками микроокружения (макрофаги, фибробласты, тучные клетки, эндотелиальные и ретикулярные клетки) и реализуется через микроциркуля-торное русло. Данные, полученные при экспериментальных исследованиях биологического действия вилона, позволяют рекомендовать его дальнейшее изучение в качестве геро-протекторного препарата. Применение вилона в гериатрии является целесообразным для коррекции возрастных нарушений ангио- и иммуногенеза, а также модулирования клеточной пролиферации и ингибирования; канцерогенеза.

Значения суммарной гидрофобности боковых групп карнозина, вилона и тимогена, рассчитанные по данным

35

табл. 1 (1.5, 5.1 и 15.2 кДж/моль соответственно), показывают, что наименьшей гидрофобностью, т. е. наибольшей гидрофильностью, обладает молекула карнозина. По-видимому, его гидрофильность играет определенную роль в дестабилизации гидрофобных амилоидных Р-структур (см. раздел 1.2.3)

Чередования аминокислотных остатков с положительно и отрицательно заряженными боковыми группами характерны для большинства гидрофильных дипептидов, проявляющих биологическую активность. Например, Lys—Asp и Glu—Arg рассматриваются как простейшие регуляторы и стимуляторы физиологических функций (Белокрылов и др., 1998). При этом спектр функций, которые оказываются под влиянием рассматриваемых пептидов, очень широк и не обнаруживает тканеспецифичности. Можно предполагать, что эти молекулы не только сами проявляют регу-ляторную активность, но и могут быть агонистами других эндогенных регуляторов (в том числе непептидных), повышая чувствительность клеточных рецепторов к их действию.

Рассмотренные выше биологически активные дипептиды имеют сравнительно простую структуру и при этом способны участвовать в межмолекулярных взаимодействиях разного типа. Удлинение пептидной цепи повышает полифункциональность молекулы и увеличивает спектр ее регуляторных функций. В качестве примера можно привести синтетический тетрапептид Эпиталон (Анисимов и др., 2001).

1.2.2. Окислительно-восстановительные свойства простых пептидов

Известно, что пептиды, боковые группы которых способны участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, т. е. в процессах присоединения и передачи электрона, обладают высокой биологической активностью. Дыхательные цепи и реакции фосфорилирования в значительной степени определяются ходом окислительно-восстановительных реакций.

Окислители и восстановители всегда функционируют как сопряженные пары, аналогично кислотно-основным равновесиям (Ленинджер, 1974):

[донор электрона] = е~ + [акцептор электрона].

36

Равновесие этой реакции определяется величиной окислительно-восстановительного потенциала. В настоящее время в качестве стандартного принят потенциал реакции

Н2 = 2Н+ + 2е"

который при рН 7.0 в водном растворе равен -0.42 V.

Измерение окислительно-восстановительного потенциала позволяет оценить изменение свободной энергии при переносе электрона. Например, перенос пары электрон-