Слушать новости
Размер шрифта
Маленький текст
Средний текст
Большой текст

Новости науки

Российские ученые создали искусственный аналог клеточного рецептора

Российские ученые из Казанского федерального университета (КФУ) синтезировали синтетический аналог биологического рецептора (молекулы на поверхности клетки) анионов. Такая структура способна эффективно и избирательно связываться с отрицательно заряженными ионами, что позволяет использовать ее в качестве лекарственного и диагностического средства, а также при создании конструкций типа «электронный язык». Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в Beilstein Journal of Organic Chemistry.

Ионы – заряженные частицы, образующиеся из атомов в результате потери или принятия электронов, – играют важную роль в физиологии клетки и организма в целом. В частности, любые нарушения, связанные с обменом анионов (частиц, имеющих отрицательный заряд), могут привести к серьезным заболеваниям, а потому медикам необходимо своевременно обнаруживать пагубные изменения их содержания. В этом могут помочь синтетические аналоги природных структур (биомиметики), взаимодействующие с целью, анионом, а потом передающие полученную информацию о концентрации, виде иона и прочее на компьютер.

«Развитие исследований в области анион-рецепторных биомиметиков направлено на создание синтетических аналогов природных соединений. Это во многом необходимо для более глубокого понимания ряда биологических процессов. Нами получены новые эффективные и избирательные, синтетические рецепторы анионов на основе тиакаликсаренов», – рассказывает профессор Казанского федерального университета Иван Стойков.

Тиакаликсарены – органические соединения в форме чаши, центральная часть которой состоит из нескольких углеводородных колец, соединенных между собой атомами серы. Верхний обод представлен короткими разветвленными цепями из углерода и водорода, а в состав нижнего входят кислородсодержащие гидроксильные (связанные атомы водорода и кислорода) фрагменты. К последним в ходе химических реакций можно присоединить остатки сложных органических молекул, по-разному взаимодействующих с окружающими соединение веществами и потому определяющих свойства рецептора.

Так, в ходе работы в качестве остатков были использованы различные ацетамидные фрагменты – именно эти остатки сложных органических молекул и определили свойства рецепторов. Ученые проверяли, насколько хорошо новые рецепторы связываются с анионами, по изменению способности к поглощению, испусканию и отражению фотонов в ультрафиолетовом диапазоне. Оказалось, что исследуемые соединения эффективно связываются с ионами фтора, хлора, йода, брома, а также остатками азотной, фосфорной и уксусной кислот.

Однако более интересным открытием стало то, что синтезированные рецепторы в зависимости от своей формы (конформации) имеют разную избирательность к определенным видам ионов. Например, «чаша» в форме конуса охотнее взаимодействует с фтором, хлором, анионами уксусной и фосфорной кислот, тогда как частичный конус особо избирателен по отношению к иону фтора. Подобный результат свидетельствует о возможности применения различных конформаций производных тиакаликсарена в экспериментах и исследованиях, когда необходимо изучить содержание именно этих анионов.

«Синтезированные соединения могут найти практическое применение при разработке систем наподобие «электронного языка» – технологии, способной определить «вкус» образца, – новых материалов и диагностических конструкций. Разнообразие тиакаликсаренов, синтетически доступных и нетоксичных, делает их перспективными. В дальнейшем планируется получение структур с различным пространственным расположением боковых функциональных групп. Также будут получены материалы с функциями рецептора для систем доставки и дозирования лекарственных препаратов и создания новых улучшенных биосенсоров, где включены ферменты и ДНК, предназначенные для медицинской диагностики», – заключает Иван Стойков.

Выбор читателей
Популярное в соцсетях