Молекулярные контейнеры для улавливания нейротрансмиттерных препаратов в воде

Молекулярные контейнеры, которые удаляют наркотики, токсины или неприятные вещества из окружающей среды, называются связывающими агентами. Ученые разработали класс молекулярных контейнеров, которые специфически изолируют антагонисты нейротрансмиттеров. Исследователи сообщают в журнале Angewandte Chemie, что бочкообразные молекулы, называемые Pillar [n] MaxQ, связывают нервно-мышечные блокирующие химические вещества в 100 000 раз прочнее, чем известные макроциклические детоксифицирующие агенты, сообщает сайт ascania-nova.

Молекулярные контейнеры типа циклодекстрина изолируют свои мишени комплексообразованием. Кольцевые или бочкообразные молекулы распознают молекулярные особенности молекул-мишеней и вытягивают их в центральную полость с помощью гидрофобных сил. Как только молекула-мишень находится внутри этого молекулярного контейнера, она нейтрализуется. Этот комплекс хозяин-гость представляет собой механизм, с помощью которого циклодекстрины, которые представляют собой крупные молекулы сахара в форме кольца, устраняют неприятные запахи.

Однако циклодекстрины не очень специфичны и не подходят для большинства алкалоидов - класса азотсодержащих химических веществ, включая нейротрансмиттеры и многие запрещенные наркотики. Для этих соединений полезен класс молекулярных контейнеров, называемых пиллараренами. Они держат алкалоиды плотно связанными в своей полости пилларарена, оборачивая кольцевую стенку ароматических бензольных звеньев вокруг богатого углеводородами молекулярного тела.

Лайл Айзекс и его исследовательская группа из Университета Мэриленда усовершенствовали структуру пиллараренов, чтобы сделать взаимодействие между хозяином и гостем более сильным и конкретным. «Мы предполагали создать более высокую плотность отрицательного заряда вокруг устья полости путем введения кислых сульфатных функциональных групп», - пишут авторы. Отрицательно заряженные сульфатные группы привлекают и связывают четвертичные ионы аммония, которые являются отличительной чертой нескольких клинически важных нервно-мышечных блокирующих агентов. Исследователи обнаружили, что сульфатные группы также усиливали молекулярную структуру бочек, так что гест лекарственного средства плавно втягивался в полость гидрофобными силами.

Исследователи окрестили молекулярные контейнеры Pillar [n] MaxQ, где n обозначает переменный диаметр, зависящий от размера мишени. Они обнаружили, что этот класс секвестрирующих агентов связывает нервно-мышечные блокаторы до 100 000 раз более плотно, чем контейнер с циклодекстрином Sugammadex, который находится в клиническом использовании. Кроме того, секвестрант различает ацетилхолин, естественное вещество-передатчик нервных импульсов в центральной и периферической нервной системе, которое не следует секвестрировать.

Авторы измерили активность комплексообразования хозяин-гость Pillar [n] MaxQ с помощью исследований титрования, включающих калориметрию и ядерный магнитный резонанс молекул гостя. Поскольку было показано, что пилларарены обращают эффекты нейромышечных агентов у крыс, исследователи стремятся изучить новые секвестрирующие действия Pillar [n] MaxQ на моделях животных. Из-за высокого связывания и специфичности химически адаптированных молекулярных контейнеров, они уверены, что будут наблюдать положительные результаты.