Войти
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК 3a-Гидрокси-6-метил-1 -фенил-2,3-дигидропирроло [2,3-b] хинолин-4-он | |
| Другие названия (S) -Блеббистатин, (-) - Блеббистатин | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| PubChem CID | |
| UNII | |
SMILES
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C18H16N2O2 |
| Молярная масса | 292,338 г · моль |
| Внешний вид | Желтое твердое вещество |
| Растворимость в воде | 10 мкМ |
| Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандарте d состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на ink | |
Блеббистатин - ингибитор миозина, наиболее специфичный для миозина II. Он широко используется в исследованиях для ингибирования миозина сердечной мышцы и миозина скелетных мышц. Блеббистатин особенно полезен при оптическом картировании сердца, а его недавнее использование в культурах клеток сердечной мышцы позволило увеличить время выживания клеток. Однако его неблагоприятные характеристики, например его цитотоксичность и нестабильность в отношении синего света или низкая растворимость в воде часто затрудняют его применение. Недавно его применимость была улучшена за счет химического дизайна, и его производные преодолевают ограничения блеббистатина. Например. пара-нитроблеббистатин и пара-аминоблеббистатин являются фотостабильными, они не являются ни цитотоксическими, ни флуоресцентными.
Блеббистатин подавляет активность миозин-АТФазы и, таким образом, актомиозин подвижность. Он связывается на полпути между карманом связывания нуклеотидов и актин-связывающей щелью миозина, преимущественно в конформации, отделенной от актина. Этот тип ингибирования расслабляет актомиозиновые миофиламенты и приводит к нескольким биологическим эффектам.
Блеббистатин ингибирует образование пузырьков в культуре клеток меланомы, отсюда и его название. На клеточном уровне блеббистатин также ингибирует цитокинез и может также нарушать формирование митотического веретена. Миграция клеток может быть либо усилена, либо подавлена в зависимости от других условий. Было обнаружено, что в нейронах блеббистатин способствует росту нейритов. На уровне органов блеббистатин останавливает сокращение скелетной мышцы или сердечной мышцы. Также было обнаружено, что блеббистатин стабилизирует супер расслабленное состояние в миофиламентах, где миозиновые головки расположены в спиральном порядке и взаимодействуют друг с другом, но не с актином.
Ряд из физико-химические недостатки препятствуют использованию блеббистатина в качестве химического средства в определенных областях применения.
При освещении синим светом блеббистатин становится неактивным и фототоксичным из-за изменений в структура соединения сопровождается генерацией ROS
. Блеббистатин является относительно сильным флуорофором. При растворении в воде он поглощает при длине волны 340 нм и излучает при 410 нм, однако в ДМСО или при перфузии через сердечную ткань он поглощает около 430 нм и излучает около 560 нм, поэтому при высоких концентрациях его флуоресценция мешает GFP визуализация или FRET эксперименты. Снижение концентрации блеббистатина до 6,25 мкМ позволяет получить FRET изображение изолированных клеток сердечной мышцы взрослых мышей.
Длительная инкубация с блеббистатином приводит к повреждению клеток и цитотоксичность, которые не зависят от ингибирующего действия миозина.
Эта фотонестабильность, фототоксичность и флуоресценция делают невозможным получение изображений in vivo образцов, обработанных блеббистатином.
Блеббистатин является мощным ингибитором немышечного миозина IIA и IIB, сердечного миозина, скелетного миозина и гладкой мускулатуры, но не ингибирует миозин I, V и X. Таблица ниже суммирует IC50 данные блеббистатина о различных изоформах миозина.
| виды | изоформа миозина или мышечный тип | тип анализа | IC50 |
|---|---|---|---|
| Dictyostelium discoideum | моторный домен миозина II | базальная АТФаза | 2,96 ± 0,45 мкМ, 4,4 ± 0,3 мкМ, 4,9 мкМ |
| Dictyostelium discoideum | моторный домен миозина II | АТФаза, активированная актином | 3,9 ± 0,3 мкМ |
| Кролик | скелетная мышца II | базальная АТФаза | 0,50 мкМ, 0,3 ± 0,03 мкМ, 0,41 ± 0,03 мкМ |
| Кролик | скелетная мышца II | АТФаза, активированная актином | 0,11 ± 0,009 мкМ |
| свинья | b-сердечная мышца | базальная АТФаза | 1,2 мкМ |
| гребешок | поперечнополосатая мышца | базальная АТФаза | 2,3 мкМ |
| человек | немышечная IIA | базальная АТФаза | 5,1 мкМ |
| цыпленок | немышечный IIB | базальная АТФаза | 1,8 мкМ |
| человек | немышечный IIA | АТФаза, активированная актином | 3,58 мкМ |
| Человеческая | немышечная IIB | АТФаза, активированная актином | 2,30 мкМ |
| Мышь | немышечный IIC | ac АТФаза, активированная оловом | 1,57 мкМ |
| Турция | гладкие мышцы | базальная АТФаза | 79,6 мкМ |
| Acanthamoeba | миозин II | базальная АТФаза | 83 мкМ |
| Крыса | миозин 1B | базальная АТФаза | >150 мкМ |
| Acanthamoeba | миозин IC | базальная АТФаза | >150 мкМ |
| Мышь | миозин V | базальная АТФаза | >150 мкМ |
| бычий | миозин X | базальная АТФаза | >150 мкМ |
| тяжелая цепь миозина IIA гладких мышц | АТФаза, активированная актином | 3 мкМ | |
| тяжелая цепь гладкомышечного миозина IIB | АТФаза, активированная актином | 3 мкМ | |
| Кролик | бедренная, почечная и подкожная артерия | тоническое сокращение | 5 мкМ |
| Куриное | мышечное сокращение | сокращение | 20 мкМ |
| Куриное | гладкая мускулатура желудка HMM | базальная АТФаза | 15 ± 0,6 мкМ |
| Курица | гладкие мышцы желудка | АТФаза, активированная актином | 6,47 мкМ |
| Крыса | мочевой пузырь | сокращение | 100% ингибирование при 15 мкМ |
| Мышь | интактная стимуляция сердечной папиллярной мышцы | сокращение | 1,3 мкМ |
| Мышь | Са-активированная проницаемая сердечная папиллярная мышца мышца | сокращение | 2,8 мкМ |
| Крыса | кожные трабекулы сердца | Сила активации Са | 0,38 ± 0,03 мкМ |
| Крыса | нативные демембранованные трабекулы правого желудочка | развитие изометрической силы | 3,17 ± 0,43 мкМ |
| Дрозофила | немышечный миозин-2 | актин активированная АТФаза | без ингибирования |
| Дрозофила | немышечная мутация миозина-2 M466I | АТФаза, активированная актином | 36,3 ± 4,1 мкМ |
| Дрозофила | сердечная трубки | движение стенки сердца | 100 мкМ привело к полному ингибированию |
| Морская звезда | немышечный миозин-2 | цитокинез ооцитов | эффективен при 300 мкМ |
| С. elegans | немышечный миозин-2 | колокализационная микроскопия актомиозина | эффективна при 100 мкМ |
| C. elegans | немышечный миозин-2 | вентральная оболочка | эффективная при 100 мкМ |
| Podocoryna carnea (книдарий ) | немышечный миозин-2 | столон пульсации на кончике и желудочно-сосудистый кровоток | эффективен при 255 мкМ |
Основными целями работы по изучению взаимосвязи структуры и активности блеббистатинового каркаса являются улучшение физико-химических свойств и ингибирования АТФазы. эффективность, для использования в качестве химических или фармакологических средств. Было разработано несколько аналогов с превосходными свойствами, и были описаны руководящие принципы их оптимального использования.
2D-структура пара-нитроблеббистатина Нефлуоресцентное, нефотоксичное, нецитотоксическое производное, разработанное в 2014 году. Его ингибирующие свойства миозина аналогичны свойствам блеббистатина (для миозина скелетных мышц кролика IC50 = 0,4 мкМ, для моторного домена миозина II Dictyostelium discoideum IC50 = 2,3 мкМ, для субфрагмента 1 β-сердечного миозина человека IC50 = 13 мкМ, для тяжелого меромиозиновый фрагмент миозина скелетных мышц курицы IC50 = 0,4 мкМ). Он успешно использовался в экспериментах по флуоресцентной визуализации с участием миозина IIA-GFP, экспрессирующих живые дендритные клетки
2D-структура парааминоблеббистатина Водорастворимое производное блеббистатина, разработанное в 2016 году, его высокая растворимость в воде (~ 400 мкМ) позволяет проводить исследования in vivo. Парааминоблбистатин является немного более слабым ингибитором миозина, чем блеббистатин (для миозина S1 скелетных мышц кролика IC50 = 1,3 мкМ, для моторного домена миозина II Dictyostelium discoideum IC50 = 6,6 мкМ с максимальным только 90% ингибированием), он не флуоресцентный, фотостабильный, ни цитотоксичен, ни фототоксичен.
Фотореактивный ингибитор миозина, разработанный в 2012 году. Постоянное ингибирование миозина может быть достигнуто путем ковалентного сшивания ингибитора азидоблббистатина с его мишенью посредством фотоаффинного мечения (PAL). Вкратце, при УФ-освещении арилазидный фрагмент в азидоблеббистатине образует реактивный нитрен. Эта реакция используется для образования ковалентной связи между ингибитором и миозином.
Азидоблббистатин также чувствителен к двухфотонному облучению, т.е. ковалентная сшивка также может быть получена с помощью микроскопа с двухфотонным возбуждением, поэтому азидоблеббистатин подходит для молекулярной татуировки.
Это производное было разработано в 2005 году для повышения фотостабильности и уменьшения флуоресценции блеббистатина. (S) -нитроблеббистатин действительно стабилен при длительном облучении при длине волны 450-490 нм и успешно используется для визуализации флуоресцентных живых клеток. Однако его сродство к миозину значительно снижалось при нитрозамещении (для немышечного миозина IIA IC 50 = 27 мкМ). Во многих случаях из-за низкой растворимости невозможно добиться полного ингибирования миозина с помощью (S) -нитроблеббистатина. Он эффективен для FRET-визуализации изолированных клеток сердечной мышцы взрослых мышей.
(+) - Блеббистатин (или (R) -блебистатин) является неактивным энантиомером блеббистатина. который подавляет активность АТФазы максимум на 10%. В исследованиях это полезное соединение для контрольного лечения, чтобы проверить немиозиновые токсические эффекты блеббистатина.
Каркас блеббистатина был модифицирован несколькими способами для оптимизации специфичности изоформы миозина или для улучшения ингибирующих свойств и для картирования взаимосвязи структура-активность. Основные этапы оптимизации включают работу Лукаса-Лопеса и др. с 2008 г. и работы Verhasselt et al. от 2017. Последние исследования также включают модификации A- и C-колец каркаса.
Фотостабильное нефлуоресцентное фототоксичное производное. Его флуоресценция составляет менее 1% от флуоресценции блеббистатина по ингибирующим свойствам миозина, аналогичным свойствам блеббистатина. Он даже более фототоксичен, чем блеббистатин.
