Специалисты Сибирского федерального университета (СФУ) разработали инновационный метод контроля качества некоторых лекарственных препаратов. Он основан на использовании `молекулы-индикатора`, которая присоединяется к белкам в составе медикаментов и подает сигнал при любых изменениях в их пространственной структуре. Результаты этого исследования были опубликованы в научном журнале Biophysical Chemistry.
Ученые СФУ пояснили, что белки представляют собой крупные молекулы, состоящие из аминокислотных цепей. Их биологическая активность и функциональность в клетке напрямую зависят от уникальной пространственной `укладки` этой цепочки, а также от физических характеристик их поверхностей и внутренних полостей, таких как электрический заряд.
Как отметили в университете, нарушение естественной пространственной конфигурации белка приводит к потере его биологических функций. Профессор кафедры фотоники и лазерных технологий СФУ Евгения Слюсарева сравнила использование лекарств, содержащих такие деформированные молекулы, с попыткой открыть замок испорченным ключом, подчеркнув, что это может негативно сказаться на организме.
Разработанная в университете система предназначена для идентификации `поврежденных` белков как в фармацевтических, так и в косметических продуктах. В основе метода лежит использование специальной `метки-индикатора`, присоединенной к белку, которая меняет характер своего свечения в зависимости от физического состояния белковой структуры.
Евгения Слюсарева пояснила: “Мы создали надежный способ крепления этой метки к поверхности различных типов белков, включая транспортные, антибактериальные и даже те, что отвечают за биолюминесценцию некоторых бактерий. В случае разрушения биологически активной молекулы, молекула-индикатор изменяет свое свечение, что указывает на непригодность препарата, способного не просто оказаться неэффективным, но и нанести вред.”
Как уточнила профессор, проверка пригодности лекарственного средства проводится в лабораторных условиях, вне живого организма. Молекула-индикатор, представляющая собой флуоресцеин, прочно связывается с белком ковалентной химической связью. Оценка функционального состояния белка осуществляется по ряду физических параметров, таких как интенсивность и спектр (цвет) его люминесценции.
Профессор сравнила флуоресцеин с `пуговицей на одежде`, подчеркнув, что он не просто прикрепляется, а надежно удерживается на поверхности белка. Она добавила, что разработанная система позволяет `пришивать` такие индикаторы к белкам различных размеров, не нарушая их естественной структуры, что делает `пуговицу` универсальной и безопасной для разнообразных молекулярных `изделий`.
В перспективе исследователи намерены адаптировать эту методику для закрепления молекул-индикаторов на других биологически значимых молекулах, а также на более сложных структурах, в частности, на раковых клетках.
Данное исследование было проведено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
