О фотосенсибилизации образования синглетного кислорода водорастворимым производным бактериохлорина – тетрагидропорфирин-тетратозилатом в аэрированных водных растворах
Аннотация
Cинтетический водорастворимый фотосенсибилизатор, «тетрагидропорфирин-тетратозилат» (THPTS), являющийся 1/5 молярной смесью тозилатов N-метилированных мезо-тетра(3-пиридил)хлорина и мезо-тетра(3-пиридил)бактериохлорина, известен как эффективный противоопухолевый и противомикробный фотосенсибилизатор для ФДТ, который, благодаря интенсивной инфракрасной полосе поглощения (760 нм), пригоден в том числе, для обнаружения и лечения подкожных новообразований. В последние годы синтез этого соединения был оптимизирован и упрощен, что сделало его доступным по стоимости для широкого применения в медицине. В настоящей работе проведено исследование фотогенерации синглетного молекулярного кислорода (1O2), а также спектры поглощения и параметры флуоресценции вновь синтезированного THPTS в этаноле, D2O и H2O. Синглетный кислород регистрировали по инфракрасной люминесценции при 1270 нм и по окислению химической ловушки синглетного кислорода 1,3-дифенилизобензофурана (DPIBF). Обнаружено, что бактериохлориновый компонент THPTS фотосенсибилизирует 1O2 c практически одинаковым квантовым выходом (Ф∆ = 0,45–0,65) во всех использованных средах. Эти результаты противоречат данным работы Ryiad et al. (J. Phys. Chem. B 2014, 118, 11646–11658), которые не обнаружили 1O2 в водных растворах THPTS, и поэтому предположили, что в водной среде и в живых организмах THPTS теряет способность генерировать 1О2 и его фотосенсибилизирующее действие – исключительно результат радикальной реакции типа I. Наши данные показывают, что THPTS одинаково эффективно генерирует 1О2 как в водных средах, так и этаноле, поэтому при фотодинамическом действии THPTS механизм типа II должен быть более вероятным. Обсуждаются причины расхождения результатов.
Литература
Bonnett R. J. Heterocyclic Chem. 2002, 39, 455-470. https://doi.org/10.1002/jhet.5570390303
Mironov A.F. In: Results of Science and Technology. Modern problems of laser physics. Vol. 3 (Akhmanov S.A., Chernyaeva V.B., Eds.) Moscow: VINITI 1990, p. 5-62.
Lukyanets E.A. Photodynamic Therapy and Photodiagnostics 2013, 2, 3-16.
Abrahamse H., Hamblin M.R. Biochem. J. 2016, 473, 347-364. https://doi.org/10.1042/BJ20150942
Berezin D.B., Bondareva T.V., Shukhto O.V., Kustova T.V., Razgovorov P.B., Kustov A.V. ChemChemTech (Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.) 2025, 68, 70-82. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20256806.7166
Kustov A.V. ChemChemTech (Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.) 2023, 66, 32-40. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236612.6902
Krasnovsky A.A. Jr. Biophysics (Biofizika) 1977, 22, 927-928. https://doi.org/10.1037/015635
Krasnovsky A.A. Jr. Photochem. Photobiol. 1979, 29, 29-36. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1979.tb09255.x
Venediktov E.A., Krasnovsky A.A. Jr. Zh. Prikl. Spektr. (J. Applied Spectroscopy, Minsk) 1982, 36, 152-154.
Krasnovsky A.A. Jr., Vychegzhanina I.V., Drozdova N.N., Krasnovsky A.A. (senior). Dokl. AN SSSR (Biophysics) 1985, 283, 161-163.
Krasnovsky A.A. Jr., Benditkis A.S., Kozlov A.S. Macroheterocycles 2024, 17, 58-64. https://doi.org/10.6060/mhc245924k
Shastak S., Shulga A., Berr F., Wiedemann P. US patent 6410568 B1 2002.
Oertel M., Shastak S.I., Tannapfel A., Hermann R., Sack U., Moessner J., Berr F. J. Photochem. Photobiol. B 2003, 71, 1-10. https://doi.org/10.1016/S1011-1344(03)00091-5
Shastak S., Jean B., Handzel R., Kostenich G., Hermann R., Sack U., Orenstein A., Wang Y., Wiedemann P. J. Photochem. Photobiol. B 2005, 78, 203-213. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2004.11.006
Koifman O.I., Ponomarev G.V., Syrbu S.A., Zharov E.V., Sergeeva T.V., Lukovkin A.V. RF Patent 2535097 C1, 2013.
Makarova E.A., Jakubovskaja R.I., Vorozhtsov G.N., Lastovoj A.P., Luk'janets E.A., Morozova N.B., Plotnikova E.A. RF Patent 2549953 C2, 2013.
Dudkin S.V., Makarova E.A., Slivka L.K., Lukyanets E.A. J. Porphyrins Phthalocyanines 2014, 18, 107-114. https://doi.org/10.1142/S1088424613501162
Lyubimtsev A.V., Semeikin A.S., Koifman M.O., Koifman O.I. Doklady Chemistry 2023, 508, 13-22. https://doi.org/10.1134/S0012500823600128
Kishalova M.V., Zheglova N.V., Koifman M.O., Lyubimtsev A.V. Macroheterocycles 2024, 17, 190-196. https://doi.org/10.6060/mhc235562k
Riyad Y.M., Naumov S., Schastak S., Griebel J., Kahnt A., Haupl T., Neuhaus J., Abel B., Hermann R. J. Phys. Chem. B 2014, 118, 11646-11658. https://doi.org/10.1021/jp507270k
Gradyushko A.T., Sevchenko A.N., Solovyov K.N., Tsvirko M.P. Photochem. Photobiol. 1970, 11, 387-400. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1970.tb06011.x
Kalyanasundaram K., Neumann-Spallart M. J. Phys. Chem. 1982, 86, 5163-5169. https://doi.org/10.1021/j100223a022
Foote C.S., Wuesthoff M.T., Wexler S., Burstain I.G., Denny R., Schenck G.O., Schulte-Elte K-H. Tetrahedron 1967, 23, 2583-2599. https://doi.org/10.1016/0040-4020(67)85123-8
Krasnovsky A.A. Jr., Kozlov A.S., Roumbal Y.V. Photochem. Photobiol. Sci. 2012, 11, 988-997. https://doi.org/10.1039/c2pp05350k
Krasnovsky A.A., Kozlov A.S. J. Photochem. Photobiol. A 2016, 329, 167-174. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2016.06.026
Holmberg K. In: Surfactants. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH 2019, p. 1-56. https://doi.org/10.1002/14356007.a25_747.pub2
Malliaris A., Binana W. J. Colloid Interface Sci. 1984, 102, 305-330. https://doi.org/10.1016/0021-9797(84)90227-3
Wilkinson F., Helman W.P., Ross A.B. J. Phys. Chem. Ref. Data 1993, 22, 113-262. https://doi.org/10.1063/1.555934
Tanielian C., Wolff C., Esch M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6555-6560. https://doi.org/10.1021/jp952107s
Krasnovsky A.A., Benditkis A.S., Kozlov A.S. Biochemistry (Moscow) 2019, 84, 153-163. https://doi.org/10.1134/S0006297919020068
Krasnovsky A.A. Jr. J. Photochem. Photobiol. A 2008, 196, 210-218. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2007.12.015
Krasnovsky A.A. Jr. Physics of Wave Phenomena 2020, 28, 116-134. https://doi.org/10.3103/S1541308X20020090
Egorov S.Yu., Kamalov V.F., Koroteev N.I., Krasnovsky A.A. Jr., Toleutaev B.N., Zinukov S.V. Chem. Phys. Lett. 1989, 163, 421-424. https://doi.org/10.1016/0009-2614(89)85161-9
Lepeshkevich S.V., Stasheuski A.S., Parkhats M.V., Galievsky V.A., Dzhagarov B.M. J. Photochem. Photobiol. B 2013, 120, 130-141. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2012.12.012
Krasnovsky Jr. A.A., Venediktov E.A., Chernenko O.M. Biophysics (Biofizika) 1982, 27, 1009-1016.
Oliveros E., Suardi-Murasecco P., Aminian-Saghafi T., Braun A.M., Hansen H.-J. Helv. Chim. Acta 1991, 74, 79-90. https://doi.org/10.1002/hlca.19910740110
Schmidt R., Tanielian C., Dunsbach R., Wolff C. J. Photochem. Photobiol. A 1994, 79, 11-17. https://doi.org/10.1016/1010-6030(93)03746-4
Kochubeev G.A., Frolov A.A., Gurinovich G.P. Khim. Fizika 1989, 8, 1184-1190.
Zenkevich E., Sagun E., Knyukshto V., Shulga A., Mironov A., Efгemova O., Bonnett R., Songca S.P., Kassem M. J. Photochem. Photobiol. В 1996, 33, 171-180. https://doi.org/10.1016/1011-1344(95)07241-1
Bonnett R., Charlesworth P., Djelal B.D., Foley S., McGarvey D.J., Truscott T.G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1999, 2, 325-328. https://doi.org/10.1039/a805328f
Krasnovsky A.A. Jr. Chem. Phys. Lett. 1981, 81, 443-445. https://doi.org/10.1016/0009-2614(81)85647-3
Krasnovsky A.A. Jr. Membr. Cell Biology 1998, 12, 665-690. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.1998.96456.x
Hild M., Schmidt R. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 6091-6096. https://doi.org/10.1021/jp9906942
Minaev B.F. Russ. Chem. Rev. 2007, 76, 988-1010. https://doi.org/10.1070/RC2007v076n11ABEH003720
Dzhagarov B.M., Zharnikova E.S., Galievsky V.A., Stasheuski A.S., Parkhats M.V. Russian Physics Journal 2022, 64, 2008-2016. https://doi.org/10.1007/s11182-022-02550-3
Rodgers M.A.J. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6201-6205. https://doi.org/10.1021/ja00358a001
Takiff L., Boxer S.G. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4425-4426. https://doi.org/10.1021/ja00221a059
Krasnovsky A.A. Jr., Kovalev Yu.V. Biochemistry (Moscow) 2014, 79, 349-361. https://doi.org/10.1134/S000629791404004X
Krasnovsky A.A. Jr. Proc. Roy. Soc, Edinburg B 1994, 102, 219-235. https://doi.org/10.1017/S0269727000014147
