Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
Метод ЯМР применяют также для изучения взаимодействия низкомолекулярных веществ с биополимерами, причем он наиболее эффективен среди используемых в этой области других физико-химических методов. В спектре биополимера многие резонансные сигналы перекрываются, поэтому для получения четкого спектра приходится использовать особые методы. Так, можно изменять резонансные частоты, вводя в молекулу или в среду парамагнитные ионы, например лантаниды (лантан, европий), или спиновую метку, представляющую собой стабильный сводный радикал (например, нитроксил). Применяют также и релаксационный метод (например, с помощью Tb как
383" описано выше). Кроме того, можно изменять молекулу лекарственного вещества, вводя в нее группы, содержащие 13C или 19F. Подробнее об этих методах см. Jardetzky, Roberts (1981).
Спин-спиновая релаксация. Адсорбция лекарственного вещества макромолекулой вызывает уширение сигналов в определенной части спектра ЯМР агента. Метод спин-спиновой релаксации основан на том, что скорость релаксации (1/Тг), а следовательно и ширина ЯМР-сигналов определяется движением молекулы относительно одной оси. При ограничении дви« жения молекулы время релаксации ядра уменьшается, а шири-? на его сигнала в спектре ЯМР увеличивается. Таким образом, при связывании молекулы лекарственного вещества с макрот молекулой происходит уширение линий в ее спектре ЯМР в 100—1000 раз, что в первом приближении пропорционально увеличению эффективной относительной молекулярной массы» Если в связывании участвует только одна группа молекулы агента, то происходит избирательное уширение сигнала только этой группы, а сигналы несвязанных групп остаются сравнительно узкими. Это позволяет определить часть молекулы, связанную с макромолекулой [Jardetzky, Jardetzky, 1962]. Напри^ мер, при связывании атропина (7.16) с ацетилхолинэстеразой происходит уширение сигналов фенильной и N-метильной групп, т. е. оба конца молекулы прочно связываются с ферментом. Аналогично было показано, что молекула физостигмина обра^ зует связи за счет обеих N-метильных групп [Kato, Yung, Ihnat, 1970; Kato, 1975].
Установлено, что существуют два типа комплексов: 1) ван-дер-ваальсовы, в которых прочность связывания (а также скорость релаксации для связанной молекулы) увеличивается с возрастанием полярности растворителя и 2) электростатические, для которых справедливо обратное. В качестве примера образования ван-дер-ваальсовых комплексов можно привести связывание боковых цепей молекулы пенициллина или сульфаниламидного остатка с сывороточным альбумином [Fischer, Jardetzky, 1965]; примером электростатического комплекса может служить соединение производных холина с антихолиновым антителом. Такое антитело было получено для феноксихолина при создании иммунохимической модели холинергических рецепторов. К сожалению, избирательность этого антитела оказалась слишком низкой для выявления различий между агонистами и антагонистами или между мускариновыми и никотиновыми хо-линомиметиками [Marlow, Metealf, Burgen, 1969].
С помощью рассматриваемого метода удобно изучать комплексы обычного типа, для которых константы связывания Ks лежат в пределах IO3—IO5. Такие комплексы находятся в состоянии быстрого равновесия с исходными компонентами, скорость их образования kR имеет обычно порядок IO8—IO10 лX Xмоль-1 XS-1, а скорость диссоциации kD IO3—IO5 s-1 (величину последней получают из соотношения Ks=kR/ko).
384" С помощью методов ЯМР 1H, 13C и 31P была обнаружена интеркаляция актиномицина (4.38) между пурин-пиримидино-выми парами дезоксиолигонуклеозидов по изменению химических сдвигов сигналов пурин-пиримидиновых фрагментов, вызываемому полями кольцевых токов ядра феноксазона. Это-позволило яснее определить структуру интеркалирующих компонентов и подтвердило, что интеркаляция происходит в месте-центральных пар Г—Ц [Patel, 1974]. Дополнительные данные-были получены при изучении актиномицина, обогащенного 15N-[Brown, Shafer, Mirau, 1982].
С помощью спектроскопии 31P ЯМР буферных водных растворов дихлордиэтиламида амидофосфорной кислоты (3.39), активного продукта метаболизма циклофосфамида (3.38), были, определены константы скорости первого порядка превращения соединения (3.39) в азиридиниевый катион (разд. 3.6, т. 1). Изменение скорости в зависимости от pH указывает на то, что при pH от 7,4 до 6,0 распад соединения (3.39) происходит в; десять раз быстрее. Это позволяет предположить, что повышенная кислотность раковых клеток может обеспечить избирательность действия препарата [Engle, Zon, Egan, 1979]. Циклофосфан в настоящее время выпускают в виде рацемата, однако его можно разделить на ( + )- и (—)-энантиомеры, хорошо различаемые в спектрах ЯМР 1H или 31P в присутствии соединений, европия. Этот метод обладает некоторыми преимуществами па сравнению с традиционными измерениями оптического вращения [Ludeman, Bartlett, Zon, 1979].
При исследовании систем, в которых происходят быстрые-обменные процессы для установления различий между возможными структурами образующегося комплекса данных ЯМР-спектроскопии недостаточно. Однако на основании этих данных можно предположить, какие из ассоциатов предпочтительнее^ а затем по данным рентгеноструктурного анализа выбрать подходящую [см. обзор Williams, 1977].
