Полученные сведения о спектральных свойствах оливомицина и структуре его комплекса с ионами магния позволили непосредственно перейти к изучению механизма реакции взаимодействия комплекса оливомицин — Mg2+ с ДНК.
В форме комплекса с Mg2+ антибиотик взаимодействует с ДНК, при этом интенсивность флуоресценции возрастает и в ее спектре возникает новая полоса, обусловленная характером микроокружения хромофора оливомицина в малом желобе. Константа связывания оливомицина с ДНК в присутствии Mg2+ на порядок превышает таковую в отсутствие этих ионов, а число участков связывания совпадает в обоих случаях.
Реакция связывания с ДНК протекает в две стадии согласно схеме:
[ОЛ Mg2+] +ДНК ↔ [ОЛ Mg2+ДНК]I ↔ [ОЛ Mg2+ ДНК]II.
I стадия обусловлена «неспецифическим» взаимодействием сахарных остатков антибиотика с дезоксирибозой, II стадия определяется «специфическим» взаимодействием кето-кислорода боковой цепи хромофора с NН2-группой гуанина, экспонированной в малый желоб ДНК, где также располагаются и сахарные остатки (смотрите рисунок ниже).
Комплекс оливомицина и ДНК (структурная модель)
Несмотря на детальные исследования, до сих пор непонятно высокое сродство оливомицина именно к хроматину в клетке. Можно допустить, что оливомицин переносится через мембрану с помощью сахарных остатков (по механизму переноса сахаров), а далее диффундирует по эндоплазматической сети, фактически путешествуя по всей клетке и в силу большого сродства с ДНК «застревает» на этой молекуле.
Возможно, существуют неизвестные нам более направленные внутриклеточные механизмы транспорта оливомицина. Очевидно, что при анализе его транспорта в опухолевой клетке и избирательного действия необходимо понимать особенности такой клетки применительно к гликозидам вообще и к глюкозидным антибиотикам в частности.
Для понимания биологической активности оливомицина следует также учитывать его способность к хелатообразованию, индуцированную ионом магния конформацию, сродство к ДНК, связанное, в частности, со стереосоответствием малому желобу ДНК и т. д.
Таким образом, пример оливомицина показывает, что по крайней мере ряд веществ претерпевает сложные структурные изменения еще до взаимодействия с мишенью. Сам этот процесс, складывающийся из первичного узнавания и окончательной «посадки» на место, лишь финальный этап в серии процессов транспорта для участия в которых от вещества требуются иные свойства, чем для финального этапа.
Очевидно, что связь «структура — активность» в данном случае очень сложна. Она может быть выявлена, если общий механизм взаимодействия будет разделен на этапы с определенным биофизическим смыслом. Для каждого такого этапа связь «структура-активность» может быть выражена в явной форме, поддающейся алгоритмизации.
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков