Mesterséges fenolszármazékok hatása az SR kálciumpumpa működésére

Az izom kontrakciója során az akciós potenciál hatására a dihidropiridin receptorok (DHPR) konformáció változása megnyitja az SR kalcium csatornáit (rianodin receptor, RyR1), ami a mioplazmatikus kalcium szint emelkedését és a vázizom kontrakcióját eredményezi. A kalcium koncentráció csökkentését azaz az izom relaxációját az SR Ca2+-ATPáz valósítja meg.
Korábbi irodalmi adatok és saját eredményeink alapján ismert, hogy az élelmiszer és kozmetikai iparban és a gyógyászatban széles körben elterjedt thymol és szerkezeti analógjai (carvacrol, vanilin, cineole, trans-anethole) módosítják a RyR1 és a SERCA aktivitását. Korábbi munkánkat folytatva célunk további hasonló felépítésű vegyületek, a fenol, toulul, m-cresol és szerkezeti analógjainak (4-chloro-orto-cresol, 4-chloro-meta-cresol, valamint a 3-chloro-para-cresol) SR Ca2+-ATPázra gyakorolt hatásának leírása és a hatás kialakításában szerepet játszó molekularészletek feltérképezése volt.
Kísérleteinkben az SR Ca2+-pumpa aktivitását nyúl vázizomból (m. longissimus dorsi) preparált LSR vezikulán „kapcsolt enzim assay” technikával vizsgáltuk 37ºC-on. A pumpa hidrolitikus aktivitását a NADH abszorbanciájának 340 nm-en mért csökkenéséből határoztuk meg. A SERCA specifikus aktivitás meghatározásánál a 20 µM CPA (SR Ca2+-pumpa gátló) jelenlétében mért ún. bazális aktivitást is korrekcióba vettük.
A vizsgált anyagok hatásuk és affinitásuk alapján három eltérő csoportba voltak sorolhatóak. A fenol, toluol, cresol, a vizsgált koncentráció tartományban (0-2 mM) nem módosította szignifikánsan a pumpa hidrolitikus aktivitását. Ezzel szemben a 4-chloro-orto-cresol (IC50=1370 ± 88 µM) mind a 4-chloro-meta-cresol (IC50=167 ± µM) gátolta a SERCA működését. A 3-chloro-para-cresol esetében a kezdeti aktivációt (EC50=91 ± 17 µM), követően gátlást tapasztaltunk (IC50=848 ± 9 µM).
A korábbi eredményeinkben a SERCA gátlása a fenol gyűrűhöz kapcsolódó metil csoportok számával korrelált. Az újonnan vizsgált anyagok szerkezetének és hatásának ismeretében megállapítottuk, hogy a gátlásában meghatározó szereppel bír a fenol gyűrű negyedik szén atomjához kapcsolódó Cl- ion, ugyanakkor a metil csoportok pozíciója is befolyásolja az adott szer hatását.