Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
Одним из первых инсектицидов группы фосфорорганических соединений был тетраэтилпирофосфат, обладавший не очень высокой избирательностью [Schrader, 1936, 1944]. В 1945 г. был создан паратион (13.24), получивший сразу же широкое применение [Schrader, 1963]; его избирательность была несколько выше, но все еще далека от современных требований, предъявляемых к инсектицидам.
EtO4 ,О—C6H4NO2(P) EtO4 у О—C6H4NO2(P)
EK)/ 4^S Etf*/ ^O
Паратион Параоксон
(13.24) (13.25)
Me2CHO4 /F
Me2CHO/ ^O
Днфлос
(13.26)
А. Фосфорорганические соединения: химизм действия. Еще
в самом начале изучения этих соединений было замечено, что у лиц, работающих с соединениями типа дифлоса (13.26), возможны одышка, повышенная чувствительность к свету, временная потеря сознания и обратимая потеря зрения [Lange, Kreuger, 1932; Schrader, 1963]. Указанное действие фосфорорганических соединений предположительно связывали с ингибированием АХЭ1. Изучение фосфорилирования фермента с применением радиоактивного изотопа 32P, интенсивного источника ?-частиц с периодом полураспада 14 дней, показало, что дифлос (0,0-дии-зопропилфторфосфат) (13.26) ацилирует гидроксигруппу остатка серина в ферменте, являющуюся каталитическим сайтом для АХ. При этом происходит отщепление фтористого водорода [Schaffёг, May, Summerson, 1954]. При гидролизе фосфорилиро-ванного фермента выделяется 0,0-диизопропилфосфорилсерин.
1 Во время второй мировой войны в Германии были созданы некоторые фосфорорганические соединения с целью применения их в качестве боевых отравляющих веществ («нервные газы»). Из трех таких соединений — зомаиа, табуиа и зарина — наиболее активен последний [Schrader, 1963; Windholz, 1976].
284" Дифлос использовали для снижения внутриглазного давления при глаукоме, но в настоящее время для этой цели созданы новые, менее токсичные лекарственные препараты.
Действие органических фосфатов изучали также на примере параоксона (13.25), представляющего собой активную форму препарата паратиона (13.24) [Gage, 1953]. Параоксон подобна Дифлосу фосфорилирует гидроксигруппу серина, при этом выделяется пара-нитрофенол [Hartley, Kilby, 1952]. На основании этих исследований был сделан вывод, что в АХЭ существует только один каталитический активный участок—• гидроксигруппа серина. Однако субстрату АХЭ равно необходим второй активный участок, связывание субстрата с которым вызывает конформационные изменения фермента, способствующие каталитическому действию активного центра [O'Brien, 1971]. Предполагают, что есть три типа таких «вторичных» активных центров: первый — для АХЭ и тетраэтиламмониевых солей, второй — для фосфорорганических соединений и третий —для карбаматов. Таким образом, «вторичный» активный центр (см. модель рецептора на рис. 12.3) является не анионным, а липофильным.
Кинетические исследования показали, что фосфорорганичес-кие соединения и фермент сначала образуют переходный комплекс, характеризующийся константой аффинности К [Aldridge, 1950; Main, 1964]. В результате фосфорилирования фермента этот комплекс распадается и выталкивает уходящую группу. Характеристикой этого практически необратимого процесса служит кр — константа фосфорилирования (или инактивации). Значения К и кр определены для многих фосфорорганических соединений и АХЭ, выделенных из разных источников.
Эти кинетические исследования послужили основой для изучения связи структура — активность. Например, для ряда аналогов параоксона (13.25) при изменении алкоксигрупп (от ме-токси до бутокси) и варьировании электроноакцепторных заместителей в бензольном кольце было установлено, что ни алкоксигруппы, ни природа уходящей группы не влияют на величину кр. Это справедливо и в случае изменения четырех алкильных заместителей в молекуле малаоксона (13.27). Однако значения К для производных параоксона в 2—10 раз выше, чем для малаоксона. По-видимому, вышеуказанные изменения химической структуры могут изменять сродство к ферменту, но не влиять на фосфорилирующую активность [Chiu, Main, Dau-terman, 1969]. Присутствие в молекуле электроноакцепторных заместителей в уходящей группе способствует повышению анти-холинэстеразной активности до определенного максимума, однако значительное уменьшение прочности связи уходящей группы с остальной частью молекулы приводит к образованию соединений, легко гидролизующихся под действием воды [Aldridger Barnes, 1952; Aldridge, Davison, 1952]. Ниже этого максимума существует линейная зависимость между логарифмом константы гидролиза и логарифмом константы скорости бимолекуляр-
285" о
(MeO)0P-F -
HO-R —> Фермент
О
- (MeO)2P-OR + HF Ингибироаанный фермент
X2C=NO (H+) Реактивирующий апэнт
I
t О
HO-Rt(MeO)2P-ONiCX2
Реактивированный фермент
Рис. T 3.2. Инактивация фосфорнлированием и реактивация фермента при условии отсутствия его «старения».
Выдержка QO времени
і I
і
О
"O(MeO)P-OR
Необратимо
ингибированный
фермент
ной реакции взаимодействия фосфорорганического соединения с ферментом.
