Химик РУДН совместно с коллегами впервые создали молекулы-ловушки для молекул-источников энергии в клетках
Коллектив российских учёных совместно с РУДН впервые синтезировал каликсарены, способные «вылавливать» молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и заключать их внутрь своей полости. Молекулы АТФ – универсальный источник энергии для большинства биохимических процессов. Они также выполняют роль межклеточного медиатора. Авторы создали своего рода молекулярный сенсор, который может не просто распознать молекулу АТФ среди других, но и «захватить» ее. Этого удалось добиться благодаря присоединению к верхней части «чаши» молекулярных рецепторов – групп атомов, которые селективно связываются только с соединениями определенного типа. Введённые учёными атомные группы, содержащие азот, показали высокую эффективность в связывании АТФ в растворе.
Учёные синтезировали несколько типов каликсаренов. Первый тип включал соединения с двумя или четырьмя присоединёнными рецепторами в верхней части молекулы, второй – в нижней части молекулы. Остальные несколько типов включали комбинации первых двух. Проведя детальный анализ химических свойств каждого типа соединений, учёные выявили различия в их поведении и свойствах. Так, например, при встраивании двух определённых групп в нижней части молекулы, она начинает эффективнее связывать аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) – соединение, образующееся при частичном распаде АТФ.
Чтобы определить, насколько хорошо синтезированная молекула связывает АТФ или АДФ, химики использовали методику замены красителя. Для этого исследователи готовили растворы синтезированных молекул и добавляли в них краситель «эозин Y». Каликсарены образовывали связь известной силы с молекулами красителя. Затем авторы работы добавляли в раствор различные концентрации АТФ или АДФ и сравнивали их оптические спектры. При добавлении АТФ или АДФ в спектрах происходил сдвиг полосы поглощения красителя. Это значит, что концентрация красителя в растворе увеличилась. Следовательно, АТФ или АДФ вытеснили молекулы красителя с рецепторов каликсаренов. Этим экспериментом учёные показали лучшее сродство синтезированных ими каликсаренов к АТФ и АДФ, чем к молекулам красителя.
«В течение последних двух десятилетий многие исследовательские группы уделяли большое внимание синтезу молекул-хозяев с высоким сродством к биологически важным веществам. Среди этих методов особенно важную область исследований представляет распознавание и перенос нуклеотидов – аденозиндифосфорной и аденозинтрифосфорной кислот – благодаря их большой биологической значимости. Аденинсодержащие нуклеотиды важны как универсальный источник энергии и как внутриклеточные медиаторы во многих биологических процессах. Мы впервые создали молекулы на основе каликсаренов, способные распознавать в растворе АТФ и АДФ и связываться с ними при небольших концентрациях», – говорит один из авторов работы, доктор химических наук, заведующий кафедрой неорганической химии РУДН Виктор Хрусталёв.
Работа выполнена совместно с учеными Казанского федерального университета и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».
Статья опубликована в Beilstein Journal of Organic Chemistry
Всего несколько лет в РУДН работает лаборатория ресурсосберегающих технологий и микропластика, однако её коллектив уже добился впечатляющих результатов. Проводимые здесь исследования направлены на создание экологичных материалов, разработку новых методов синтеза и переход к устойчивому будущему.
Коллектив исследователей Центра смарт-технологий устойчивого развития городской среды АТИ РУДН получил продление гранта Российского научного фонда на
В структуре НИИ молекулярной и клеточной медицины медицинского института РУДН со 2 апреля 2024 года работает научная лаборатория бактериологии. Возглавляет её кандидат медицинских наук Александр Николаевич Сенягин. В составе коллектива также кандидат медицинских наук, доцент, старший научный сотрудник Ирина Викторовна Подопригора, стажёры-исследователи Милана Сергеевна Дас и Юрий Александрович Сорокин. О том, как устроена работа лаборатории, какие задачи решают учёные и какие разработки уже находят применение в медицине, мы поговорили с её заведующим.