АНТИОКСИДАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЧЕСНОКА, ВОЗМОЖНО, ПРЕУВЕЛИЧЕНЫ

АНТИОКСИДАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЧЕСНОКА, ВОЗМОЖНО, ПРЕУВЕЛИЧЕНЫ

Новые механистические исследования, проведенные на стыке химии и биологии, показывают, что тиосульфинаты чеснока не являются такими суперзвездами мира антиоксидантов, которыми они считались до настоящего времени.

Аллицин, тиосульфинат чеснока, известен благодаря своей противомикробной активности, эта молекула и ее производные изучают на предмет лечения различных заболеваний, в том числе – сердечно-сосудистых и нейродегенеративных. Долгое время фармацевты надеялись, что биоцидные свойства аллицина могут быть транслированы в терапевтические эффекты непосредственно в клетках человека. Ранее исследования, проводившиесяin vitro, в растворах органических соединений подавали надежду на то, что аллицин и петивирицин, похожий по структуре тиосульфинат, входящий в состав южноамериканского растения Petiveria alliacea, являются потенциальными ловушками радикалов и антиоксидантами – тиольная группа этих соединений восстанавливает свободные радикалы, ингибируя нежелательное окисление важных биологически активных молекул.

В новой работе исследователи из группы Дерека Пратта (Derek Pratt) из Университета Оттавы безжалостно развеяли эти надежды, изучив влияние этих природных соединений и их синтетических аналогов в более релевантных биологических условиях – в бифазной системе липосом и клеток.

Пратт заявляет, что в соответствии с данными, полученными в его исследовательской группе, аллицин и петиверицин в клетках вообще не работают как антиоксиданты. Эти вещества просто убивают клетки, ограничивая их рост. В модельной системе при введении аллицина и петиверицина понижалось содержание глутатиона, что инициировало каскад химических реакций, вызывавший смерть клеток. Таким образом оказалось, что тиосульфинаты чеснока не антиоксиданты – они просто цитотоксичны. Пратт предположил, что гидрофильные сульфеновые кислоты выводятся в цитозоль, где они физически отделены от свободнорадикальных частиц, находящихся в липидной мембране, поэтому они просто не могут улавливать радикалы.

Аллицин и петиверицин являются эффективными ловушками радикалов и антиоксидантами в органических растворах, но не в липосомах и в клетках. (Рисунок из Chem. Sci., 2015, DOI: 10.1039/c5sc02270c)

Как комментирует результаты нового исследования биохимик Тони Постл (Tony Postle) из Университета Саутгемптона – Пратт объединил химию с биологическим контекстом, в рамках которого межфазные эффекты могут оказывать на систему влияние, которое не обнаруживается для простой растворной химии. То, что в растворе и на границе раздела фаз мы получаем разные результаты, должно быть важным предупреждением для фармакологов.

Не менее интересно и то, что для синтетических аналогов петиверицина наблюдается совсем иная картина. В отличие от природных тиосульфинатов более липофильный аналог – гексилированный петиверицин – не понижает концентрацию глутатиона и не убивает культивируемые клетки. Пратт предполагает, что эта гидрофобная молекула накапливается в клеточной мембране, локализуясь на границе липид-цитозоль. Здесь липофильное производное петиверицина может реагировать с клеточными тиолами, высвобождая липофильную сульфеновую кислоту, которая, закрепившись на мембране, может улавливать пероксильные радикалы, предотвращая пероксидирование липидов, связанное с некоторыми заболеваниями.

Как поясняет Пратт, такой механизм действия похож на кооперативную работу витаминов E и C. Витамин Е улавливает радикалы в двойном липидном слое, а витамин С регенерирует его, восстанавливая. По словам Пратта, эти липофильные аналоги петиверицина теперь будут изучаться на животных моделях сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний, такое исследование будет проводиться в сотрудничестве с физиологами.

Источник: Chem. Sci., 2015, DOI: 10.1039/c5sc02270c