Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
СН
СНз
Рифамицин, рифампидин
Рифамицин S V—R—Н;
Рифампицин R——CH=N—N
° i Чо-ОН
Присоединяясь к той части РНК-полимеразы, которая была выше обозначена как минимальный энзим, рифамицин не влияет на ее присоединение к матрице и подавляет именно стадию инициации, предотвращая образование первого фосфодиэстерного мостика. На стадии элонгации его действие гораздо менее выражено. Характерна его избирательность — преимущественное подавление РНК-полимераз микроорганизмов, а не животных. Более того, и среди микроорганизмов его эффективность широко варьирует. Рифамицин и его аналоги получили широкое распространение как в исследовательской практике, так и при лечении таких бактериальных болезней, как туберкулез, инфекции, вызываемые нейссериями и др. В эксперименте in vitro показана также эффективность антибиотиков этого типа по отношению к некоторым вирусам (оспенным, например). При описании ингибиторов ДНК-полимераз уже отмечалась способность производных рифамицина, а также стрептоварицина подавлять РНК-зависи-мую ДНК-полимеразу онкогенных вирусов (Brockman et al., 1971; Gallo et al., 1970).
Интересно, что и другой непосредственный ингибитор РНК-полимеразы на стадиях инициации и элонгации — а-аманитин (яд поганки Amanitium phallosum) — имеет ту же внешнюю особенность строения — обширную кольцевую структуру. Однако в случае а-аманитина элементами структуры являются аминокислоты, в том числе необычные производные аминокислот. Есть указания на то, что рифамицин и а-аманитин в животной клетке действуют на разные РНК-полимеразы. В частности, последний не подавляет ядрышковую РНК-полимеразу. Это лишний аргумент за принципиальную возможность изыскания или создания целого набора ингибиторов РНК-полимераз, который позволял бы по желанию болеё или менее 'избирательно тормозить разные стадии синтеза РНК. Об этом же свидетельствуют данные
о способности еще одного агента — циклогексимида (подробно описываемого ниже в разделе «Ингибиторы трансляции») избирательно подавлять не ядерную, а только ядрышковую РНК-полиме-разу. Правда, циклогексимид проявляет этот эффект в концентрациях, больших, нежели те, которые достаточны для ингибирования трансляции (Muramatsu et al., 1970; Horgen, Griffin, 1971).
H.COH
I . '
CHaCOH I
CH„CH
Про OH
Илей
/\А/\
S NH он
К этой же группе ингибиторов РНК-полимеразы относится антибиотик стрептолидигин. Взаимодействуя с энзимом, он способен тормозить и инициацию, и элонгацию.
Кроме перечисленных выше антибиотиков, которые с большей или меньшей определенностью могут быть отнесены к одной из первых двух групп ингибиторов транскрипции, следует упомянуть и некоторые интересные агенты, которые обладают более сложным механизмом действия. Таковы лютеоскирин и канхано-мицин, последний — довольно эффективный противобактериаль-ный и (в эксперименте) противоопухолевый антибиотик.' Они взаимодействуют и с РНК-полимеразой, и с ее матрицей (по денатурированным участкамт—Goldberg, Friedman, 1971).
Сложным является также механизм подавления или искажения матричного синтеза РНК некоторыми аналогами обычных ри-бонуклеозидов: рибозил-6-метилпурином, арабинозил-цитидином, арабинозил-меркаптопурином, З'-дезоксиаденозином, 2', З'-дидезо-ксиаденозином и рядом других. Своеобразным нуклеозидным аналогом является и экзотоксин В. turingiensis (Sebesta, Horska, 1970), а также шоудомицин. Непосредственное их действие на матричный синтез РНК in vivo маскируется разнообразными косвенными влияниями через системы синтеза предшественников. Кроме того, они, по-видимому, могут оказывать влияние на элон-
гацию, взаимодействуя с 1-м центром энзима (центр связывания З'-ОН-конца полирибонуклеотида). Наконец, те из них, которые содержат измененную пентозу— без ОН-группы в положении 3' или с иначе направленной З'-ОН-группой, могут препятствовать образованию очередного фосфодиэстерного мостика, включаясь в синтезируемый полирибонуклеотид (разумеется, после превращения в трифосфат). Многие аналоги нуклеозидов проявляют противовирусное действие и тормозят опухолевый рост in vitro (Chu, Fisher, 1968, и др.). Есть даже сообщения об успешном применении цитозинарабинозида в клинике, например при лечении герпеса (Chow et al., 1971).
Особое место среди аналогов нуклеозидов занял З'-дезокси-аденозин (кордицепин). Он оказался преимущественным ингибитором синтеза концевых полиадениловых фрагментов мРНК. Как показано в главе III, присоединение этих фрагментов является важным условием переноса мРНК из ядра в цитоплазму. Поэтому З'-дезоксиаденозин используется сейчас как довольно специфический ингибитор именно этого процесса (Sarkar et al., 1973).
Значительное внимание привлек феномен подавления транскрипции гистонами и протаминами — основными белками хроматина— в опытах in vitro в системах из ДНК, энзима и нуклео-зидтрифосфатов или в суспензиях клеточных ядер. Однако in vivo введение гистонов подавляет синтез РНК лишь в случаях, когда эти агенты сравнительно легко проникают в ядро или нуклеоид, например в культурах животных клеток. В тканях целого организма гистоны, вводимые извне в субтоксических дозах, не вызывают значительного торможения транскрипции. При воздействии на бактерии также не наблюдается, как правило, значительного подавления синтеза РНК даже при тех концентрациях гистонов, которые достаточны для торможения роста. Полагают, что последнее связано с действием на мембраны, а не на транскрипцию.
