Российские ученые получили синтетические аналоги рецепторов клетки
Российские химики синтезировали искусственные аналоги биологических рецепторов анионов. Такие молекулы эффективно и избирательно связывают отрицательно заряженные ионы, что позволит использовать их в составе лекарственных средств
Транспорт ионов через мембраны жизненно важен для любой живой клетки, и любые нарушения этого обмена могут привести к серьезным заболеваниям. Синтетические аналоги природных структур, отвечающих за трансмембранный перенос ионов, могут помочь и более глубокому пониманию базовых биологических процессов, и множеству практических задач. Например, их способность высокоэффективно и очень избирательно связывать ионы открывает возможность использования в детекторах типа «электронный нос».
Команда профессора Казанского федерального университета Ивана Стойкова исследовала тиакаликсарены — органические соединения, структуру которых обычно сравнивают с чашей, внутренний объем которой составляет примерно 10 кубических ангстрем. Центральный участок ее состоит из нескольких углеводородных колец, соединенных через атомы серы, верхний широкий «обод» сложен короткими разветвленными углеводородными цепочками, а нижний — гидроксильными фрагментами. Эти фрагменты можно функционализировать остатками других сложных молекул, которые по-разному взаимодействуют с веществами из окружающей среды и могут наделять тиакаликсарены свойствами белковых рецепторов.
Ученые продемонстрировали это, синтезировав соединения тиакаликсаренов с различными ацетамидными фрагментами. С помощью УФ-спектроскопии они оценили способности полученных молекул связываться с различными анионами, показав эффективное взаимодействие с ионами хлора, фтора, йода и брома, а также с остатками фосфорной, азотной и уксусной кислот. Оказалось, что форма «чаши» тиакаликсарена определяет его избирательность к тем или иным ионам. Например, конус хорошо взаимодействует с фтором и хлором, уксусной и фосфорной кислотой, а частичный конус — с фтором.
«Разнообразие тиакаликсаренов, синтетически доступных и нетоксичных, делает их перспективными, — объясняет Иван Стойков. — 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». Стойкова цитирует пресс-служба Российского научного фонда (РНФ), который поддержал исследование своим грантом.
Описание работы представлено в статье, опубликованной Beilstein Journal of Organic Chemistry.
Также недавно российские ученые уточнили механизм работы катализатора реакций синтеза.