ИСТИНА

Недавно нами было показано, что предшественники стабилизированных фосфониевых илидов такие, как (децилоксикарбонилметил)трифенилфосфоний бромид (CMTPP-C10) и его аналоги с разной длиной алкила, переносят ионы водорода через искусственные липидные мембраны, а также мембраны митохондрий и хлоропластов [1]. Протонный транспорт осуществляется в результате циклического движения катионной и нейтральной (фосфорного илида) форм фосфониевого производного в липидных мембранах. Известно, что константа скорости флип-флопа через липидные мембраны алкилтрифенилфосфония, являющегося катионом, значительно увеличивается при введении метильных групп в фенильные кольца [2]. Механизм действия протонофоров, являющихся слабыми кислотами, предполагает, что протонный транспорт линейно растет с увеличением их коэффициента адсорбции [3]. Мы предположили, что введение метильных групп в фенильные кольца трифенилфосфония увеличит скорость проникновения катионной формы соединений, а уменьшение длины алкила на такое же количество метиленовых групп позволит сохранить липофильность соединений и коэффициент их адсорбции на поверхности мембраны. Нами были синтезированы и изучены на плоских бислойных липидных мембранах предшественники стабилизированных илидов трифенилфосфония с одной или двумя метильными группами в фенильных кольцах: (гептилоксикарбонилметил)три(п-толил)фосфоний бромид (CMTTP-C7) и (бутилоксикарбонилметил)три(3,5-диметилфенил)фосфоний бромид (CMTPP-diMe-C4). При низком рН (рН=2.2) добавление фосфониевых солей к плоской бислойной липидной мембране (БЛМ), сформированной из дифитанилфосфатидилхолина, приводило к появлению релаксации тока через мембрану после скачкообразного прикладывания напряжения. Кинетика релаксации ускорялась с увеличением напряжения. Значения характерного времени релаксации при снятии напряжения были равны 2.30.1 c, 8.21.0 c и 31.49.0 c для CMTPP-diMe-C4, CMTTP-C7 и CMTPP-C10, соответственно. При увеличении рН водного раствора кинетики релаксации тока ускорялись, стационарный ток через БЛМ увеличивался для всех соединений. Зависимость стационарного тока от рН имела колоколообразную форму с максимумом при рН=5.0 для CMTPP-C10, рН=7.0 для CMTTP-C7 и рН=8.0 для CMTPP-diMe-C4. Значения стационарного тока БЛМ при рН=8.0 значительно увеличивались с ростом числа метильных групп в фенильных кольцах. Для всех соединений ток через мембрану был обусловлен транспортом протонов, так как сдвиг вольт-амперной характеристики БЛМ при создании градиента концентрации протонов был близок к теоретическим значениям. При формировании БЛМ из липида со сложноэфирными связями (дифитаноилфосфатидилхолина) стационарная проводимость мембраны, вызванная добавлением производных карбоксиметилтриарилфосфония, уменьшалась в десятки раз по сравнению с БЛМ из липида с простыми эфирными связями. Это объясняется замедлением транслокации через БЛМ липофильных катионов вследствие увеличения скачка дипольного потенциала мембраны. Последующее добавление липофильного аниона тетрафенилбората к БЛМ из дифитаноилфосфатидилхолина в концентрациях на два порядка ниже концентрации фосфониевых катионов приводило к значительному возрастанию стационарного протонного тока. Наши данные подтверждают предположение о том, что стадия транслокации катионной формы соединений является лимитирующей в транспорте протонов через бислойные липидные мембраны. Увеличение константы скорости транслокации заряженной формы протонофоров приводит к увеличению потока протонов через мембраны. [1] Kirsanov, R.S. et al. Ester-stabilized phosphorus ylides as protonophores on bilayer lipid membranes, mitochondria and chloroplasts. Bioelectrochemistry 2023, 150, 108369. [2] Rokitskaya, T.I. et al. Effect of Methyl and Halogen Substituents on the Transmembrane Movement of Lipophilic Ions. Phys. Chem. Chem. Phys. 2019, 21, 23355-23363. [3] McLaughlin, S. The Mechanism of Action of DNP on Phospholipid Bilayer Membranes. J. Membr. Biol. 1972, 9, 361-372.