28 марта 2016
Ученые КФУ объяснят механизмы действия противоопухолевых препаратов

Это лишь один аспект работы, которую проводит старший преподаватель кафедры неорганической химии, младший научный сотрудник Михаил Бухаров, недавно выигравший грант РФФИ.

«Наш проект направлен на исследование взаимосвязи между строением комплексных соединений и их динамическим поведением в растворе, - рассказал Михаил Бухаров. - В качестве модельных соединений мы взяли комплексы меди с аминокислотами и некоторыми олигопептидами, и этот выбор совсем не случаен. Если говорить об аминокислотах, то они являются структурными единицами нашего организма и присутствуют во всех белках. Так же значимы для организма человека и ионы меди, которые служат активными центрами в некоторых медьсодержащих ферментах. Соответственно, изучая модельные соединения, можно судить о структуре таких ферментов и приблизиться к пониманию их функционирования».

Если говорить о практическом применении получаемых учеными результатов, то следует отметить, что в Научно-исследовательской лаборатории координационных соединений Химического института им. А.М. Бутлерова ведутся исследования потенциальных противоопухолевых препаратов, которые состоят из композиций аминокислот с микроэлементами, и, таким образом, проводимые исследования помогут объяснить механизм действия этих композиций, а значит, и добиться определенных результатов в лечении онкологических заболеваний.

Кстати, принципиальная новизна реализуемого проекта заключается, во-первых, в том, что исследователи применяют совокупность методов при изучении комплексов меди с аминокислотами, а во-вторых, в том, что казанские ученые одни из немногих, кто стремится понять механизмы действия лекарств, понять происходящие при этом химические процессы.

 «На сегодняшний день мы уже исследовали комплексы меди с некоторыми аминокислотами, и по результатам этих работ опубликованы статьи в таких крупных журналах, как «Physical Chemistry Chemical Physics» и  «Inorganic Chemistry», - рассказал Михаил Бухаров о полученных результатах. – Кроме того, нам удалось доказать, что координационное число меди(II) в растворе, то есть конкретное число лигандов (атомов, молекул, ионов), которые присоединяются к иону меди, зависит от самих лигандов. Раньше традиционно считалось, что медь(II) в растворе имеет шесть координационных положений для связывания с лигандами, поскольку именно такая схема чаще всего реализуется в кристаллах, однако с начала 2000 г. в литературе часто появляется информация о возможной пента- или тетракоординации меди(II). В наших работах мы показали, что количество мест для координации зависит от самих координирующихся лигандов: чем сильнее связываются лиганды, тем более вероятна пентакоординационная структура». Такие знания необходимы ученым, чтобы понять механизмы фермент-субстратных взаимодействий и, соответственно, они могут быть полезными при разработке новых биологически активных соединений.

В дальнейшем исследователи планируют расширить количество рассматриваемых аминокислот и олигопептидов, понять, от каких именно особенностей структуры лигандов зависит динамическое поведение комплексов в растворе.

О значимости реализуемого проекта свидетельствует тот факт, что его результаты были доложены на крупных международных конференциях: например, Международной Чугаевской конференции, Международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Биомедицина, материалы и технологии XXI века». «Ежегодно наша научная группа ездит в город Саров на конференцию по математическому моделированию - «Математика и математическое моделирование»- подчеркнул Михаил Бухаров. – Дело в том, что в нашей работе широко используются методы математического моделирования: мы не только экспериментально исследуем выбранные соединения, но и моделируем их структуру и поведение методами квантовой химии и молекулярной динамики».

В реализации проекта задействованы четыре сотрудника лаборатории координационных соединений, включая заведующего лабораторией В.Г. Штырлина, главного инженера проекта Э.М. Гилязетдинов и аспиранта Н.Ю. Серова, однако в проведении исследований помогают и представители кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики КФУ и немецкие коллеги из Технического университета Ильменау.

Источник информации: Анна Кирпичникова, менеджер по связям с общественностью