Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55173 10.29039/rusjbpc.2022.0567 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ DINITROSYL IRON COMPLEXES AS LIPID PEROXIDATION INHIBITORS ДИНИТРОЗИЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ЖЕЛЕЗА КАК ИНГИБИТОРЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ Грачев Д. И. Grachev D. I. di.grachev@physics.msu.ru Медведева В. А. Medvedeva V. A. Шумаев К. Б. Shumaev K. B. tomorov@mail.ru

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Ланкин Вадим Зиновьевич Lankin Vadim Zinovievich lankin@cardio.ru

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Рууге Э. К. Ruuge E. K. Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова Москва Россия E.I. Chazov National Medical Research Centre of Cardiology Moscow Russian Federation Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Москва Россия Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Москва Россия Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова Москва Россия E.I. Chazov National Medical Research Centre of Cardiology Moscow Russian Federation ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Москва Россия Federal Research Centre “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences Moscow Russian Federation Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова Москва Россия E.I. Chazov National Medical Research Centre of Cardiology Moscow Russian Federation Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова Москва Россия E.I. Chazov National Medical Research Centre of Cardiology Moscow Russian Federation Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии имени академика Е.И. Чазова Москва Россия E.I. Chazov National Medical Research Centre of Cardiology Moscow Russian Federation Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Москва Россия Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation 24 11 2022 24 11 2022 7 4 600 603 27 07 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55173/view

В работе рассматривается влияние динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) на процессы свободнорадикального перекисного окисления липидов, вносящие существенный вклад в развитие многих патологических состояний. В этих процессах происходит повреждение липидов и других макромолекул, и, кроме того, конечные продукты перекисного окисления липидов являются мутагенами и канцерогенами. Поиск новых антиоксидантных соединений, способных подавлять перекисное окисление липидов, имеет достаточно продолжительную историю, однако по-прежнему остается немало вопросов, в том числе касающихся потенциального клинического применения. В рамках данной работы получены данные, которые позволяют расширить и дополнить представление о ДНКЖ как о значимых антиоксидантных агентах. С помощью методов спектроскопии ЭПР и спектрофотометрии показано, что динитрозильные комплексы железа способны ингибировать перекисное окисление липидов в модельных системах c гидропероксидом трет-бутила и цитохромом С, а также в экспериментах с липопротеинами низкой плотности при их окислении ионами меди. Предположительно, ДНКЖ могут быть использованы как терапевтическое средство, предотвращающее или снижающее повреждения липидов и накопление токсичных конечных продуктов их перекисного окисления.

The paper considers the effect of dinitrosyl iron complexes (DNIC) on the processes of free radical lipid peroxidation, which make a significant contribution to the development of many pathological conditions. These processes damage lipids and other macromolecules, and, in addition, the end products of lipid peroxidation are mutagens and carcinogens. The search for new antioxidant compounds capable of inhibiting lipid peroxidation has a fairly long history, but there are still many questions, including those related to potential clinical applications. In the framework of this work, data were obtained that allow expanding and supplementing the idea of DNIC as significant antioxidant agents. With the use of EPR spectroscopy and spectrophotometry, it was shown that dinitrosyl iron complexes are able to inhibit lipid peroxidation in model systems with tert-butyl hydroperoxide and cytochrome C, as well as in experiments with low-density lipoproteins during their oxidation with copper ions. Presumably, DNIC can be used as a therapeutic agent that prevents or reduces lipid damage and the accumulation of toxic end products of lipid peroxidation.

 перекисное окисление липидов динитрозильные комплексы железа антиоксиданты спектроскопия ЭПР lipid peroxidation dinitrosyl iron complexes antioxidants EPR spectroscopy Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (грант № 19-29-12052) и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

Gaschler M.M., Stockwell B.R. Lipid peroxidation in cell death. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2017, vol. 482, no. 3, pp. 419-425. Gaschler M.M., Stockwell B.R. Lipid peroxidation in cell death. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2017, vol. 482, no. 3, pp. 419-425. Radi R. et al. Peroxynitrite-induced membrane lipid peroxidation: The cytotoxic potential of superoxide and nitric oxide. Arch. Biochem. Biophys., 1991, vol. 288, no. 2, pp. 481-487. Radi R. et al. Peroxynitrite-induced membrane lipid peroxidation: The cytotoxic potential of superoxide and nitric oxide. Arch. Biochem. Biophys., 1991, vol. 288, no. 2, pp. 481-487. Pisarenko O. et al. Protective efficacy of dinitrosyl iron complexes with reduced glutathione in cardioplegia and reperfusion. Pflugers Arch. Eur. J. Physiol., 2019, vol. 471, no. 4, pp. 583-593. Pisarenko O. et al. Protective efficacy of dinitrosyl iron complexes with reduced glutathione in cardioplegia and reperfusion. Pflugers Arch. Eur. J. Physiol., 2019, vol. 471, no. 4, pp. 583-593. Shumaev K.B. et al. Interaction of reactive oxygen and nitrogen species with albumin- and methemoglobin-bound dinitrosyl-iron complexes. Nitric Oxide, 2008, vol. 18, no. 1, pp. 37-46. Shumaev K.B. et al. Interaction of reactive oxygen and nitrogen species with albumin- and methemoglobin-bound dinitrosyl-iron complexes. Nitric Oxide, 2008, vol. 18, no. 1, pp. 37-46. Lankin V. et al. The initiation of free radical peroxidation of low-density lipoproteins by glucose and its metabolite methylglyoxal: a common molecular mechanism of vascular wall injure in atherosclerosis and diabetes. Mol. Cell. Biochem., 2014, vol. 395, no. 1, pp. 241-252. Lankin V. et al. The initiation of free radical peroxidation of low-density lipoproteins by glucose and its metabolite methylglyoxal: a common molecular mechanism of vascular wall injure in atherosclerosis and diabetes. Mol. Cell. Biochem., 2014, vol. 395, no. 1, pp. 241-252. Шумаев К.Б. и др. Механизм образования супероксидного радикала при взаимодействии L-лизина с дикарбонильными соединениями. Биохимия, 2009, vol. 74, № 4, pp. 568-574. Shumaev K.B. et al. Superoxide formation as a result of interaction of L-lysine with dicarbonyl compounds and its possible mechanism. Biochemistry (Moscow), 2009, vol. 74, no. 4, pp. 461-466. (In Russ.) Shumaev K.B. et al. Protective Effect of Dinitrosyl Iron Complexes with Glutathione in Red Blood Cell Lysis Induced by Hypochlorous Acid. Oxid. Med. Cell. Longev., 2019, vol. 2019, p. 2798154. Shumaev K.B. et al. Protective Effect of Dinitrosyl Iron Complexes with Glutathione in Red Blood Cell Lysis Induced by Hypochlorous Acid. Oxid. Med. Cell. Longev., 2019, vol. 2019, p. 2798154. Шумаев К.Б. и др. Возможный механизм антиоксидантного действия динитрозильных комплексов железа. Биомедицинская химия, 2021, т. 67, № 2, с. 162-168. Shumaev K.B. et al. A possible mechanism of the antioxidant action of dinitrosyl iron complexes. Biochemistry (Moscow), Supplement Series B: Biomedical Chemistry, 2021, vol. 15, no. 4, pp. 313-319. (In Russ.) Li Q. et al. Nitrosothiol Formation and Protection against Fenton Chemistry by Nitric Oxide-induced Dinitrosyliron Complex Formation from Anoxia-initiated Cellular Chelatable Iron Increase*. J. Biol. Chem., 2014, vol. 289, no. 29, pp. 19917-19927. Li Q. et al. Nitrosothiol Formation and Protection against Fenton Chemistry by Nitric Oxide-induced Dinitrosyliron Complex Formation from Anoxia-initiated Cellular Chelatable Iron Increase*. J. Biol. Chem., 2014, vol. 289, no. 29, pp. 19917-19927. Pryor W.A. et al. Free radical biology and medicine: it’s a gas, man! Am. J. Physiol. Integr. Comp. Physiol. American Physiological Society, 2006, vol. 291, no. 3, pp. R491-R511. Pryor W.A. et al. Free radical biology and medicine: it’s a gas, man! Am. J. Physiol. Integr. Comp. Physiol. American Physiological Society, 2006, vol. 291, no. 3, pp. R491-R511.