Показать меню
15 июн 14:32Политика

Самособирающимся пептидным нанотрубкам найдут применение для адресной доставки лекарств

Самособирающимся пептидным нанотрубкам найдут применение для адресной доставки лекарств

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида дифениланина. Полученные данные будут полезны для создания на основе пептидных нанотрубок капсул адресной доставки фармацевтических препаратов и лекарств.

Пептиды — это молекулы, представляющие собой цепочки из аминокислот. Еще в 1960-х годах Брюс Меррифилд с коллегами создал метод синтеза пептидов, за что позже получил Нобелевскую премию по химии. Пептидные нанотрубки из дифенилаланина, своеобразные аналоги углеродных нанотрубок, последнее время находятся в центре внимания многих исследователей из-за своих особенных механических, оптических и электрических свойств.

Очень интересным свойством является способность аминокислот и коротких пептидов самостоятельно организовываться в разнообразные сложные биомолекулярные наноструктуры. Во время самосборки молекулы закручиваются в правую или левую сторону, в зависимости от исходных блоков аминокислот. Самособранные пептидные дифенилаланиновые нанотрубки могут применяться при адресной доставке лекарств. При этом их биологическая активность может быть совершенно различной, поскольку «правые» и «левые» лекарства, взаимодействуя с соответствующими молекулами в организме, например с ферментами, могут действовать по-разному. В результате несоответствия хиральности терапевтическое действие может в лучшем случае отсутствовать, а в худшем — дать нежелательные побочные эффекты вплоть до летального исхода. Поэтому контроль хиральности тут становится существенным фактором. Кроме экспериментальных методов, для правильного контроля самосборки молекулярных структур необходимым и важным является также и компьютерное моделирование процессов.

«Метод визуально-дифференциального анализа позволяет рассмотреть процесс изнутри структуры. Наблюдатель как будто находится в центре нанотрубки и видит, как атомы перемещаются относительно центральной оси сложной молекулы. Но самым интересным в нашем методе, пожалуй, является трансформация сложной структурной информации — ключевой в функционировании биомакромолекул — в наглядную карту, где всё видно как на ладони. Мы с помощью нашего метода исследовали поведение и взаимодействие разных биологических молекул. В данном случае это были дифенилаланиновые нанотрубки с водой», — говорит научный сотрудник отдела перспективных информационных технологий ИМПБ РАН Сергей Филиппов.

Наложение трех гипсометрических карт: внутренней поверхности канала нанотрубки (бирюзовой), внешней поверхности молекул воды в исходном состоянии (до оптимизации / пурпурной) и, наконец, желтым цветом показан рельеф внешней поверхности оптимизированной воды. © Сергей Филиппов

Для анализа структурных особенностей ученые ИМПБ использовали разработанный ими уникальный метод визуально-дифференциального анализа (ВДА). Этот метод компьютерного моделирования и исследования основан на построении проекций поверхностей макромолекулярных структур.

Ученые сначала рассмотрели право- и левоспиральные нанотрубки с пустой внутренней полостью, их самоорганизацию и свойства. Но, поскольку пептидные нанотрубки выращивают в воде, вторым этапом было моделирование взаимодействия структур с водой. Впервые было рассчитано оптимальное количество молекул воды внутри полости трубки. Оказалось, что спиральная нанотрубка выстраивает внутри себя молекулы воды также в определенные спиральные структуры. Этот процесс индуцируется внутри нанотрубок значительным электрическим полем, создаваемым сильно ориентированными дипольными моментами дипептидов. Кластеры воды, находящиеся внутри, тоже поляризуются и приобретают высокий дипольный момент. То есть нанотрубка действует как оператор (модулятор) на воду, создавая упорядоченную структуру. Это происходит как в право-, так и в левоспиральных нанотрубках, но разными способами в соответствии с их различной внутренней структурой и хиральностью. В результате кластеры воды закручиваются тоже либо в правую, либо в левую сторону.

Работа опубликована в Journal of Molecular Modeling.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Эксперты «X5 Клуба» выяснили самые популярные вкусы лапши у россиян08:48Пятнадцать лет света: как психологический центр «Свет Маяка» помогает людям находить путь к себе08:09Каскадер Игорь Панин и художник Алексей Сергиенко просят власти сохранить Парк КиноПриключений14:28Intelion стал членом Российского газового общества13:53Импорт стоматологических материалов в 2025 году: что доступно стоматологам и пациентам22:04В Москве пройдет фестиваль социальных предпринимателей «Импульс добра»20:37На «Конгрессе индустрии детских товаров-2025» BMJ-Logistics представит способы маркировки товаров для импортеров16:38Fix Price посадит деревья на территории детской больницы в Пскове00:52Тренды сезона: 4 бренда с Московской недели моды 2025, которые стоит изучить11:48Виктория Данилина: Наследие прошлого: как формируются сценарии поведения13:25Энергия игры: Как прошла презентация UGREEN x Genshin Impact в Москве22:46Ретроспектива Студии Ивана Старостина состоялась в Московской консерватории00:31Три миллиона поклонников и хитовые треки: МИМИКА на пути к звёздному статусу23:13В Фонде «Родина» рассказали, как мошенники обманывают семьи участников СВО13:54Столичный бизнесмен выложил 5 млн рублей за копию портрета «Путин в очках» на фоне ромашек18:25Названы лучшие представители спортивной отрасли Петербурга20:00Эксперты «X5 Клуба» выяснили, как россияне относятся к скидкам13:49Продукция отечественного производителя шин расширяет присутствие в корпоративном сегменте02:07
Популярные новости