Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
Попав в лизосомы, ФАП расщепляется лизосомальными ферментами. Распаду подвергается не только связь ФАВ — полимер, но и сам полимер-носитель, если он способен к биодеструкции. Гидролиз происходит под действием ферментов в ли-зосомах в кислой среде. Поскольку ФАВ не должно разрушаться в лизосомах, далеко не все ФАВ пригодны для «лизосомо-тропных» ФАП. Это существенное ограничение. Высвободившееся в лизосомах ФАВ может действовать и на другие элементы клетки, если ФАВ способны преодолеть лизосомальную мембрану. Таким образом для «лизосомотропных» ФАП необходима относительно прочная связь между ФАВ и полимером, не разрушающаяся в ходе транспортирования ФАП от места введения до лизосом клетки-мишени, но расщепляемая (желательно вместе с носителем) в лизосомах. Функция полимера в данном случае только транспортная.
Для ряда эндогенных ФАВ, например белков и гормонов, существует и другой механизм проникновения в клетки — эидо-цитоз, медиируемый рецепторами или адсорбтивный эндоцитоз [6] (рис. 2.3). Его суть заключается в связывании ФАВ из раствора по специфическим для них рецепторам на поверхности клетки, в группировании рецепторов с ФАВ в кластеры и их проникновении внутрь клетки в виде рецептосом-вакуолей, покрытых клатрином. В этом случае ФАП попадает в клетки в ин-тактном виде, сначала в аппарат Гольджи, а затем, иногда только спустя много суток, в лизосомы. Некоторые вещества вообще практически не подвергаются деградации.
Во многих случаях в качестве полимеров-носителей в ФАП, для которых предусматривается рецептор-медиируемый эндоцитоз, используют белки. Гормоны различной природы специально присоединяют к полимерному носителю. Некоторые ФАВ в составе ФАП (те же гормоны) способны сами по себе вызывать рецептор-медиируемый эндоцитоз. Склонность различных клеток к этому процессу весьма различна, что может быть использовано для целенаправленного транспорта ФАП. Более того, экспрессия тех или иных рецепторов на поверхности клетки отражает ее физиологическое состояние в данный момент (например, потребность в каком-либо гормоне). Этот фактор может быть использован для высокоспецифичного транспорта ФАВ в составе ФАП, в частности в патологически измененные клетки. На сегодня рецептор-медиируемый эндоцитоз — единствен-
I
ФАВ
.'Ъ
Рис. 2.3. Рецептор-медиируемый адсорбтивный эндоцитоз макромолекул:
1 — поверхность клетки; 2—рецептор; 3—ФАП; стадии эндоцитоза: А—взаимодействие лиганда, связанного с полимером, с рецептором (абсорбиия) на клеточной мембране; Б — кластернрование рецепторов; В — образование рецептосомы; Г—попадание рецептосомы в аппарат Гольджи (5) и слияние рецептосомы с лизосомой, переваривание макромолекул с выбросом ФАВ
*
ный способ поступления ФАВ в клетки, который поддается регулированию по принципу обратной связи [7].
Таким образом, конструкция ФАП (включая выбор ФАВ, полимера-носителя и структуры связывающего ФАВ узла) определяется локализацией места воздействия, способом проникновения ФАП к мишени и механизмом действия ФАВ. Набор химических связей, используемых для присоединения ФАВ к полимерам-носителям, достаточно велик. Простое электрова-лентное связывание низкомолекулярных ФАВ с полиэлектролитом-носителем в большинстве случаев недостаточно прочно,
и ФАВ быстро отщепляется от полимера при изменении pH и ионной силы. Связывание двух полиэлектролитов (электрова-лентная иммобилизация белков на растворимых полиэлектролитах) — полезный прием, особенно если желательно постепенное высвобождение белка. Электростатические силы могут быть дополнены гидрофобным взаимодействием (антибиотик лево-рин, см. разд. 4.6). Водорастворимые нестехиометрические по-лиэлектролитные комплексы, содержащие ФАВ в петлях «дефектов» и высвобождающие их при перестройке комплексов, представляют собой пример оригинального использования поли* мерных систем для создания ФАП [7].
Гидролитическая устойчивость ковалентных связей выше, чем электровалентных, и зависит от характера связи, ее положения относительно главной полимерной цепи (пространственная затрудненность), «вставки» и соседних групп. По устойчивости ковалентные связи можно условно разделить на четыре группы:
1) лабильные связи, которые постепенно гидролизуются при физиологических значениях pH и ионной силы без участия ферментов; к ним относятся широко применяемая при синтезе ФАП альдиминовая связь, а также кетиминовая; альдиминовая связь может быть стабилизирована сопряжением с двойной связью или хелатообразованием, а также превращена восстановлением в очень прочную аминную связь;
2) относительно лабильные связи, которые медленно гидролизуются без участия ферментов и довольно быстро разрушаются гидролазами; к ним относятся сложноэфирная, карбонатная и иминоуретановая связи; склонность к ферментативному гидролизу в этом и других случаях сильно зависит от окружения, «вставки» и зарядовых эффектов;
