Isatin, an endogenous nonpeptide biofactor: A review of its molecular targets, mechanisms of actions, and their biomedical implications

Abstract

Isatin (indole-2,3-dione) is an oxidized indole. It is widely distributed in mammalian tissues and body fluids, where isatin concentrations vary significantly from <0.1 to > 10 µM. Isatin output is increased under conditions of stress. Exogenously administered isatin is characterized by low toxicity, mutagenicity, and genotoxicity in vivo. Cytotoxic effects of isatin on various cell cultures are usually observed at concentrations exceeding 100 µM. Binding of [ H]isatin to rat brain sections is consistent with its physiological concentrations. Proteomic analysis of mouse and rat brain isatin-binding proteins revealed about 90 individual proteins, which demonstrated significant interspecies differences (rat versus mouse). Certain evidence exist that redox state(s) and possibly other types of posttranslational modifications regulate affinity of target proteins to isatin. Recent data suggest that interacting with numerous intracellular isatin binding proteins, isatin can act as a regulator of complex protein networks in norm and pathology. Physiological concentrations of isatin in vitro inhibit monoamine oxidase B and natriuretic peptide receptor guanylate cyclase, higher (neuroprotective) concentrations (50-400 μM) cause apoptosis of various (including malignant tumor) cell lines and influence expression of certain apoptosis-related genes. Being administered in vivo, isatin exhibits various behavioral effects; it attenuates manifestations of MPTP-induced parkinsonism and tumor growth in experimental animal models. © 2017 BioFactors, 44(2):95-108, 2018.

2‐Phenyloxazole‐4‐carboxamide as a Scaffold for Selective Inhibition of Human Monoamine Oxidase B

“…All the compounds were found to act as competitive inhibitors: they decreased the affinity of the enzyme for its substrate ( K M increases), whereas V max was not significantly affected, as shown in the examples of Figure . The Lineweaver–Burk plots in Figure A show the results obtained for the subseries 4 m – o , taken as an example, along with isatin, a well‐known competitive MAO inhibitor and a physiological endogenous bio‐factor widely distributed in mammalian tissues . Compound 3 a , a lead for the subseries 4 a – c , was also assayed under the same experimental conditions.…”

Comparative proteomic analysis of mouse liver and brain isatin-binding proteins

“…обСУЖДение Изатин (индолдион-2,3) -эндогенный индол, содержащийся в мозге, периферических тканях и биологических жидкостях млекопитающих [1][2][3][4]. Интерес исследователей к изатину связан с потенциальным фармакологическим эффектом как самого изатина, так и его многочисленных аналогов [12][13][14][15].…”

“…На сегодняшний день известно всего несколько белков-мишеней изатина, активность которых изменяется (снижается) в присутствии физиологических концентраций этого индола [1]. Для подавляющего большинства идентифицированных изатин-связывающих белков (особенно ферментов) функциональное значение взаимодействия с изатином остается неясным.…”

“…Изатин (индол-2,3-дион) -эндогенный индол, обнаруженный в мозге, периферических тканях и биологических жидкостях человека и животных [1][2][3][4]. Обладая широким спектром биологической активности, изатин взаимодействует с многочисленными изатин-связывающими белками, многие из которых были идентифицированы в ходе протеомного профилирования препаратов мозга мышей и крыс [1,5,6].…”

“…Обладая широким спектром биологической активности, изатин взаимодействует с многочисленными изатин-связывающими белками, многие из которых были идентифицированы в ходе протеомного профилирования препаратов мозга мышей и крыс [1,5,6]. Поскольку ряд обнаруженных изатин-связывающих белков играет важную роль в развитии нейродегенеративной патологии [1,6], интерес исследователей именно к изатин-связывающим белкам мозга вполне объясним. Вместе с тем, данные биосенсорного анализа, проведённого более пятнадцати лет назад [7], свидетельствуют о существовании в мембранной и растворимой фракциях печени, почек и сердца изатин-связывающих белков, которые до сих пор не охарактеризованы.…”