Bioorganic Chemistry
24 subscribers
32 photos
1 link
Канал биорганической химии
Download Telegram
🌀 Цикл: "Люди, которые смогли"

📌 Тема: "Сью Вэй". Часть 2

⭕️ Начало:
Сюй Вэй проживал со своей женой в городе Куньмин, столице южной провинции Юньнань, Китай. Владелец небольшого онлайн-магазина по продаже розеток (по другой версии — торговал электроникой на китайских маркетплейсах). Его сыну Хаояну в возрасте 1 года было диагностировано генетическое заболевание — болезнь Менкеса. Это редкая болезнь, связанная с нарушением обмена меди в организме. Для лечения этого заболевания требовался препарат — медный гистидин, который нужно было давать ребёнку регулярно.

⭕️ Главная проблема:
Надо понимать, что болезнь Менкеса — довольно редкое заболевание. Соответственно, и препарат имел мало коммерческой привлекательности для фармкомпаний. Компания просто не считала выгодным производить и распространять Cu-His, поскольку потенциальных клиентов было очень мало. Поэтому в Китае медный гистидин не продавался, а заказать из США стало фактически невозможно — из-за строгих ограничений в период пандемии COVID-19 и бюрократических сложностей.

⭕️ "Кто ищет — всегда найдёт?"
Поняв, что доставка медного гистидина в условиях пандемии невозможна, Сью Вэй стал искать тех, кто сможет произвести это лекарство в Китае. Обращался он в китайские фармкомпании. Но, на основе слов самого Сью Вэя, все их ответы можно разделить на три категории:

«Слишком маленький рынок — это невыгодно».

«Чтобы производить инъекционный препарат, нужны сертификаты и длительные тесты. Это займёт годы».

«Если что-то пойдёт не так — это юридический риск для компании».

Таким образом, он понял, что вообще не существует способа легально достать лекарство.

⭕️ Сильный ветер узнаёт крепкую траву:
В итоге отец пришёл к выводу, что синтезирует это лекарство сам! 🫣
Вот что говорил сам Сью Вэй о том, как пришёл к решению сделать лекарство самому.

В интервью The World of Chinese он сказал:
«Если я не сделаю — никто не сделает. Если я буду ждать — мой сын не доживёт».

В другом интервью он сказал:
«У меня не было времени думать, стоит это делать или нет. Это нужно было сделать».

Напоминаю: у этого человека не было высшего образования, с химией или фармакологией он никак не был связан до этих событий.

⭕️ «Друзья и семья говорили, что это невозможно… Но я отец — я обязан попробовать».
Изучая медицинские статьи, Сью понял, что медный гистидин можно сделать в домашних условиях, а исходные материалы доступны по цене. Статья о синтезе лекарства была написана на английском языке — Сью его не знал. Вот что говорил об этом Сью Вэй:

“Сидел, переводил через переводчик, дословно, слово за словом. Иногда перевод выглядел бессмысленным — приходилось перечитывать по 10 раз".

Затем Сью приступил к обустройству домашней лаборатории, закупил лабораторную посуду и оборудование (~3100$). После чего приступил к синтезу самого препарата. Через некоторое время ему удалось получить медный гистидин.

Вначале он протестировал его на кроликах (прошло успешно), затем ввёл его себе (остался жив), и уже только потом ввёл его своему сыну. После чего сразу отвёз Хаояна в больницу. И, наконец, после стольких трудов, риска и работы, врач подтвердил, что показатели сына пришли в относительную норму. Путь и риск, на который пошёл Сью Вэй ради своего сына, оправдался. Да, медный гистидин не вылечил его сына, но намного облегчил протекание заболевания.

⭕️ Вывод:
По сути, всё, что оставалось Сью Вэю в тех обстоятельствах — это смотреть, как тяжело умирает его сын. Ибо врачи не давали большой срок жизни Хаояну. Его близкие уже смирились с этими обстоятельствами. Но Сью отказался мириться с проблемой и решил попробовать бороться.

Напоминаю: Сью Вэю никто не помогал и не направлял, наоборот — в его идею не верили даже близкие. Синтез лекарства, его очищение от примесей, добавление в физраствор, введение его в кроликов, в себя, в своего сына… Человек, который не знал химию, фармакологию и английский — каждый из этих этапов он освоил сам! Именно такие люди как Сью доказывают что при желании, упорном труде и организованности, человек способен разобраться и добиться многого даже в абсолютно чуждом ему направлении!
2🔥1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Реакция Рида
Разберем еще одну важную реакцию алканов - сульфохлорирование.
🧪Реакция Рида — это химическая реакция, при которой алканы превращаются в алкилсульфонилхлориды под действием SO₂ + Cl₂ в присутствии света☀️(hv) или нагрева.

📝Общее уравнение:
RH+SO2+Cl2→hνRSO2Cl+HCl
Где:
RH — алкан
RSO₂Cl — алкилсульфонилхлорид (продукт)

⚗️Как протекает реакция?
Это радикальная цепная реакция, аналогичная галогенированию алканов.

1️⃣Инициация (образование радикалов):
Cl2→hν2Cl∙Cl2

2️⃣Рост цепи:
А. Отщепление водорода
Cl∙+RH→R∙+HCl
Cl∙+RH→R∙+HCl
Б. Присоединение SO₂
R∙+SO2→RSO2∙R∙+SO2→RSO2∙
В. Захват хлора
RSO2∙+Cl2→RSO2Cl+Cl∙RSO2∙+Cl2→RSO2Cl+Cl∙
Последний шаг возвращает радикал Cl• → реакция идёт цепями.

☝️Что важно знать?
- Реакция выбирает преимущественно вторичные и третичные углероды🧪(как и при обычном радикальном хлорировании).
🔍Исключение: на третичном атоме углерода замещения не происходит(Бартон🇬🇧, 1983).
Причина: пространственная затрудненность подхода объемистого реагента к третичному атому.

🧪Условия:
➡️газообразные SO₂ и Cl₂ пропускают через алкан
➡️ультрафиолет или температура ~300 ° С
➡️часто проводят при больших давлениях

👍Продукт очень полезен:
Алкилсульфонилхлориды служат исходными веществами для:
сульфонов
сульфамидов
детергентов (моющих средств)
поверхностно-активных веществ

Эта реакция используется для модификации полиэтилена с получением хлорсульфированного полиэтилена, который имеет каучукоподобные свойства, высокую стойкость к химическим реагентам, огню🔥, УФ, озону, истиранию, а также хорошую адгезию и вулканизацию, используется для изоляции кабелей, защитных покрытий, герметиков и клеев.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
2👍1🔥1
📌 Класс: СИАЛОВЫЕ КИСЛОТЫ

✍️ Определение: это общее название для N- и O-замещённых производных нейраминовой кислоты, которая представляет собой моносахарид с девятиатомной углеродной цепью. Находятся на поверхности клеток и в составе гликопротеинов и гликолипидов. Их ключевая особенность — наличие карбоксильной группы, из-за которой они имеют кислый характер и отрицательный заряд при физиологическом pH.

⚙️ Основные физико-химические характеристики:

1. Кислотность и заряд:
Имеют карбоксильную группу –COOH, которая при pH 7 существует как –COO⁻. (Поэтому сиаловые кислоты несут отрицательный заряд на поверхности клеток.)

⛲️ 2. Высокая гидрофильность:
Из-за множества –OH групп хорошо растворяются в воде.
Формируют водородные связи.

🤸‍♂️ 3. Большой размер и гибкость:
9 углеродов делают их одними из самых крупных моносахаридов. Молекула гибкая → может менять конформации, влияя на взаимодействия с белками.

🧪4. Химическая реактивность:
Сиаловые кислоты легко подвергаются:
🧪О-ацетилированию
🧪N-ацетилированию
🧪Сульфатированию (присоединение сульфатной группы –SO₃⁻
)
🧪Лактамизации
(превращение молекулы в внутримолекулярный цикл (кольцо))
🧪Гликозидному связыванию с белками и липидами
Все эти модификации меняют их функции (например, чувствительность к ферментам или «узнаваемость» вирусами).

🌱 Функции сиаловых кислот в биологических системах:

🤝1. Межклеточная коммуникация и узнавание:
Участвуют в распознавании клеток иммунной системой. Влияют на взаимодействие клеток между собой.

🛡2. Защита клеток:
Формируют гидрофильную защитную оболочку на поверхности мембран.
Предотвращают агрегацию(слипание) клеток, уменьшая прилипание.

🪪3. Маркеры «своих» клеток:
Клетки со слоем сиаловых кислот распознаются как свои, а потеря сиаловых кислот вызывает их удаление макрофагами.

🩸4. Участие в стабильности белков плазмы крови:
Сиаловые кислоты защищают циркулирующие белки (например, гормоны) от быстрой деградации. Потеря сиаловых кислот приводит к ускоренному выведению белков из крови.

🧠5. Роль в работе нервной системы:
Сиаловых кислот особенно много в мозге. Входят в состав ганглиозидов — липидов нервной ткани.
Участвуют в:
🪢1. Формировании нейронных связей
📈2. Развитии мозга
🤸‍♂️3. Пластичности синапсов
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
3👍2🔥2
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Метод Панета
⚗️Метод Панета(Paneth method) — это действительно красивый и элегантный способ идентификации алкильных радикалов, один из самых ранних методов, показавших, что свободные радикалы реально существуют.

💡Истоки развития гениальной идеи
Для химиков👨‍🔬 слово «радикал» изменилось странным образом. Происходит от латинского "radix"(корень), слово первоначально относилось к стабильным группировкам атомов⚛️, которые оставались вместе во время химических реакций.

🏃‍♂️Но сами радикалы были неуловимы. Попытки предпринимались такими учеными, как Джозеф-Луи Гей-Люссак🇫🇷(пытался изолировать циано-группу), Роберт Бунзен🇩🇪(попытка выделить какодил, радикал диметиларсина).
Только в 1900 году первый должным образом наблюдаемый радикал трифенилметил был изолирован Моисеем Гомбергом🇺🇸.

Вопрос, оставшийся висеть в химическом воздухе💨, заключался в том, может ли метил иметь независимое существование.
Это привлекло внимание Фридриха Панета🇦🇹, замечательного химика своего времени.
👨‍🔬Панет исследовал разложение свинцового тетраметила☠️ - несколько более стабильного, но очень летучего соединения, которое давало чистые зеркала при нагревании в кварцевой трубке с помощью горелки Бунзена.
В потоке водорода зеркало🪩, отложенное в одной точке в такой трубке, может быть позже стерто, если второе зеркало осаждается дальше вверх по течению.

🔄Это означало, что неуловимые свободные метилы формировались термически🔥, а затем реагировали со вторым зеркалом, чтобы реформировать исходное соединение.
Чистота🧹 была критически важна для экспериментов.

➡️При паровом давлении свинцового тетраметила, закрепленном с использованием сухого льда/ацетоновой ванны, воспроизводимые зеркала могут быть изготовлены вдоль трубки путем нагрева потока газа.
Нижнее зеркало теперь может использоваться аналитически для сообщения о радикалах, произведенных в горячей зоне дальше вверх↗️ по течению.
Время🕐, необходимое для стирания зеркала известной массы, давало концентрацию газовых фазовых радикалов; оно варьировалось как функция расстояния между холодным🥶 зеркалом и горячей🌶 зоной.

➡️Эти чрезвычайно простые наблюдения привели к кинетическим участкам, из которых можно было вывести метил-радикалы.
Сами метиловые радикалы могли вступать в реакцию с другими металлическими зеркалами для получения дальнейших металлоорганических соединений, каждое из которых идентифицируется микрохимическими методами.

🤔Что такое метод Панета?
Суть:
Алкильные радикалы, образующиеся в реакции, "улавливаются" (т.е. фиксируются) парами тетраметилсвинца (Pb(CH₃)₄) и превращаются в тетралкиловые свинцы — стабильные, хорошо анализируемые соединения.
По продуктам реакции можно узнать, какой именно радикал образовался.

👨‍💻Как это работает?
Генерация радикалов
Допустим, в реакции образуются радикалы R• (метильный, этильный, трет-бутильный и т. д.).
Наличие тетраметилсвинца Pb(CH₃)₄
Это ключевой реагент. Он содержит четыре метильные группы, связанные со свинцом.
Радикальный обмен
Алкильный радикал замещает одну из метильных групп:
🧪R• + Pb(CH₃)₄ → R–Pb(CH₃)₃ + CH₃•
Получается смешанный тетраалкилсвинец: R–Pb(CH₃)₃
А вторично образовавшийся CH₃• опять может взаимодействовать, создавая другие продукты.
Анализ продуктов
R–Pb(CH₃)₃ можно выделить и идентифицировать (исторически — по разложению с образованием RCl, RBr и т.д.).
По тому, какой алкилсвинец получился, узнают, какой радикал был в исходной реакции.

☝️Почему этот метод важен?
✔️Он был одним из первых прямых доказательств существования свободных радикалов
✔️Позволял определять структуру алкильных радикалов
✔️Через продукты свинца легко понять, какой радикал участвовал

Что важно помнить?
🟣Метод классический; сегодня его заменяют спектроскопия ESR и др.
🟣Используется тетраметилсвинец — токсичен, поэтому применяется редко.
🟣Показан в основном для органических реакций с радикальными механизмами.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍2🔥21
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Интересный факт №1️⃣2️⃣
Дикакодил(диметиларсин)
В недавнем посте был рассмотрен метод Панета, и там рассматривался опыт🧪 Бунзена с изолированием радикала какодила, при котором он потерял один глаз👁.
👨‍🔬Мы решили подробнее изучить этот радикал,и соответствующее ему вещество – дикакодил, так как это очень интересно🧐.

🗿История
В 1760 году Луи Клод Каде Гассикур🇫🇷 неожиданно выделил летучую жидкость🧪 со зловонным🤢 запахом, содержащую мышьяк, которая получила название➡️ жидкость Каде.
⚗️А в 1830-х годах Бунзен🇩🇪 смог выделить радикал, который он назвал какодил(греч. kakos - дурной, плохой; odos - запах) из за мерзкого запаха, который напоминал смесь чеснока🧄 и гнили😵‍💫.
🧻Собственно, обозначение экскрементов💩 в быту имеет тот же корень kakos.
✍️Кстати, опыты с какодилом не прошли для Бунзена даром, так как он чуть не умер от отравления☠️ мышьяком и потерял зрение в одном глазу..

Чем интересно открытие диметиларсина:
был одним из первых металлорганических соединений,
предок органоарсиновой химии
стал ключевым доказательством существования свободных радикалов
положил начало изучению металлорганической химии

🔬Строение молекулы
➡️каждый атом мышьяка связан с двумя метильными группами, и с другим атомом мышьяка
➡️геометрия молекулы вокруг мышьяка – тригонально-пирамидальная
➡️связь As-As сравнительно слабая, легко рвется(гомолитически).

🌱Какодил и живые организмы
Удивительно то, что в процессе жизнедеятельности некоторых живых организмов образуется мышьяк, и его нахождение в клетке крайне токсично☠️.
🤯Поэтому природа придумала великолепный механизм🦾 - биометилирование мышьяка.

☣️Биометилирование — это процесс, при котором живые организмы:
🔛берут неорганический мышьяк (As³⁺ или As⁵⁺)
🔛последовательно присоединяют метильные группы –CH₃

Это происходит в:
➡️бактериях
➡️грибах
➡️водорослях
➡️почвенных микроорганизмах
➡️у фито- и зоопланктона
➡️и даже в организме человека😱(частично).

💡В результате органоарсиновая эволюция началась за миллионы лет до опытов Каде и Бунзена и продолжается до сих пор без сложных условий, температур, катализаторов, формируя сложную биохимическую философию жизни.

☠️Токсичность
Крайне ядовит
Сильный нейротоксин
Проникает через дыхательные пути и кожу
В XIX веке химики👩‍🔬 буквально травились, изучая его.

🧘Сегодня:
не используется в практике
интерес представляет только исторически и теоретически
служит примером опасности органоарсеновых соединений.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
1🔥3👍2👏2🤩1
🌀 Цикл: "Люди, которые смогли"

📌 Тема: Вернер Теодор Отто Форсман. Часть 1

⭕️ Начало: Большинство наших подписчиков — люди науки. Кто-то из вас уже проводит исследования, а кто-то только планирует первые эксперименты. Но готовы ли вы к главному вопросу: насколько вы верите в свою идею? Хватит ли вам смелости испытать собственную разработку на себе? В свое время на эти вопросы, себе ответил Вернер Теодор Отто Форсман. Создав метод катетеризации сердца, он разделил им кардиологию на "до" и "после". Это был путь длиной в 27 лет: от отчаянного риска в обход запретов системы, через увольнение и публичное презрение — к триумфу Нобелевской премии.

Его история — это драма о том, как система может подавить или уничтожить инициативу в человек . Но в то же время пример Форсмана напоминает о подлинном благородстве в науке — когда признанные лидеры не присваивают успех себе, а возвращают из забвения имя истинного первооткрывателя. В сегодняшнем посте мы расскажем о том как создавался данный метод и на какие риски шел его создатель и чем он за это поплатился.

⭕️ Детство: Вернер Теодор Отто Форсман родился 29 августа 1904 года в Берлине. Его ранние годы были омрачены трагедией: его отец, юрист по профессии, погиб на фронтах Первой мировой войны. После смерти отца ключевой фигурой в воспитании мальчика стал его дядя по материнской линии (брат матери). Он был практикующим врачом и хирургом.
Именно в кабинете дяди мальчик впервые увидел медицинские инструментов и услышал обсуждение клинических случаев. Вернер с детства воспринимал медицину как область, где можно действовать руками. Это заложило фундамент его будущего «хирургического бесстрашия».

⭕️ Становление: Становление Вернера как врача началось в стенах Берлинского университета Фридриха-Вильгельма. На годы его учёбы пришлась эпоха «научного романтизма» — время, когда учёный воспринимался как герой, обязанный жертвовать собой ради истины. Форсман быстро проникся этим духом, перестав бояться радикальных методов и авторитетных запретов.

Его интерес к сердцу был продиктован конкретной практической задачей: поиском эффективного и безопасного способа введения адреналина при реанимации. Существовавший тогда метод — прямой укол в сердце через грудную клетку — был крайне опасен и часто приводил к смертельным ранениям органа или пневмотораксу.

В библиотеке клиники Форсман наткнулся на классический труд французских физиологов Клода Бернара и Огюста Шово. Читая об их экспериментах по введению трубок в сердца живых лошадей, Вернер задался вопросом, который определил его дальнейшую судьбу: «Если это выдержала лошадь, почему не выдержит человек?». С этого момента катетер рассматривался им не просто как инструмент, а как безопасный путь доставки лекарств прямо в центр жизни. Так теоретическая догадка превратилась в личную одержимость, которая вскоре заставила молодого ординатора пойти на самый рискованный эксперимент в истории мировой кардиологии.
2🔥2🤔1💯1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Интересный факт №1️⃣3️⃣
Любой любознательный📕 биолог знает про крутые клетки иммунной🛡 системы – 🅱️ – клетки.
Вспомним🧐 их уникальные особенности:
➡️обладают высоким сродством к антигену
➡️запоминают антиген и обеспечивают быстрый ответ при повторном заражении
➡️выделяют тысячи(!) антител в секунду.
🤔Но, почему они называются В – клетки?
Дело в том, что В – клетки созревают в костном мозге, в то время как Т – клетки – в тимусе.
Это название пошло от слово bursa(сумка)👛, впервые предложенного анатомом👩‍🎓 Иеронимом Фабрициусом в 1️⃣6️⃣ веке. Он отождествил этот лимфоидный орган у птиц с костным мозгом млекопитающих.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
1👍1🔥1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
📌Слово дня – АККРЕЦИЯ
Природа: латынь, accretio – приращение, увеличение
🗿Суть: процесс увеличения массы небесного тела, планеты или звезды за счет гравитационного притяжения окружающего вещества.
📖Контекст: в биологии термин означает процесс роста📈 или увеличения массы живого организма, структуры или популяции за счет накопления тканей или органического вещества.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥2👍1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
📌Слово дня – ФАНЕРОЗОЙ
Природа: греческий, faneros – явный, открытый, видимый
👩‍🚀Суть: четвертый и нынешний геологический эон, начался 538,8 миллионов лет назад.
Делится на 3️⃣ эры: палеозой, мезозой, кайнозой(в котором мы и живем)
📖Контекст: время максимального разнообразия жизни(прокариот и эукариот), коэволюции растений🌱 и животных🦎.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍2🔥1👏1
🌀 Цикл: "Люди, которые смогли"

📌 Тема: Вернер Теодор Отто Форсман. Часть 2

⭕️ Эксперимент: Летом 1929 года, работая в небольшой клинике в Эберсвальде, 25-летний Форсман решил действовать. Руководство категорически запретило ему проводить опыты на людях, включая себя самого. Но чтобы доказать безопасность метода, ему нужны были стерильные инструменты и доступ к рентгеновскому аппарату. Ключи от шкафа с инструментами хранились у операционной медсестры Герды Дитцен.

Вернер начал ухаживать за ней 😏, часами рассказывая о своей идее. Вдохновленная его энтузиазмом, Герда согласилась помочь, но при одном условии: эксперимент он проведет на ней. Форсман сделал вид, что согласен. В операционной он заботливо привязал медсестру к столу — якобы для того, чтобы она не дернулась от боли и не повредила вену. Но как только Герда оказалась обездвижена, Вернер ввел местную анестезию в свой собственный левый локтевой сгиб.

Он сделал надрез и ввел в свою вену смазанный маслом мочеточниковый катетер (тонкую гибкую трубку длиной 65 сантиметров). Когда Герда поняла, что он ее обманул, катетер уже находился внутри его тела. Форсман освободил медсестру, и они вместе отправились в рентгеновский кабинет, который находился этажом ниже. Там, под контролем рентгеновского экрана, Вернер продвинул трубку дальше, пока она не достигла правого предсердия. Он сделал рентгеновский снимок, который навсегда вошел в историю медицины: на нем отчетливо видно, как катетер проходит через плечо в самое сердце. Эксперимент увенчался успехом — Форсман не чувствовал боли, лишь легкое тепло.

⭕️ Критика и изгнание: В том же 1929 году Форсман опубликовал статью «О зондировании правого отдела сердца». Он ожидал триумфа и революции в реанимации, но вместо этого столкнулся с глухой стеной консерватизма и академического снобизма.
Эксперимент сочли неэтичным, а самого автора — безумцем, ищущим дешевой славы. Кульминацией травли стала его встреча с Фердинандом Зауэрбрухом — самым авторитетным хирургом Германии того времени, руководившим клиникой «Шарите». Когда Форсман представил ему свои результаты, Зауэрбрух с яростью выгнал его, бросив знаменитую фразу: «Такими цирковыми трюками не начинают карьеру хирурга. С такими фокусами вам место в цирке, а не в респектабельной немецкой клинике!». Из-за скандала Форсман был уволен.

⭕️ Жизнь в тени и война: Осознав, что кардиология для него потеряна, Форсман был вынужден сменить специализацию и стал рядовым урологом. С началом Второй мировой войны он был призван в армию в качестве военного хирурга. В конце войны попал в плен к союзникам.

После освобождения из лагеря для военнопленных в 1945 году Форсман вернулся к семье. Страна была в руинах, работы не было. Человек, совершивший прорыв в кардиологии, был вынужден работать лесорубом, чтобы прокормить жену и детей. Позже ему удалось устроиться простым врачом-урологом в провинциальном городке Бад-Кройцнах. Он смирился с тем, что его научная карьера уничтожена, а его главное открытие никому не нужно.

⭕️ Триумф и Нобелевская премия: Пока Форсман работал сельским врачом, по другую сторону океана, в США, два выдающихся физиолога — Андре Курнан и Дикинсон Ричардс — наткнулись на его старую статью 1929 года. В 1940-х годах, основываясь на опыте Форсмана, они доработали метод и превратили катетеризацию сердца в важнейший инструмент не только для введения лекарств, но и для точной диагностики пороков сердца, измерения давления в его камерах и изучения кровообращения.

Метод произвел фурор. И когда встал вопрос о номинации на Нобелевскую премию, Курнан и Ричардс проявили подлинное благородство: они заявили, что откажутся от награды, если вместе с ними не наградят первооткрывателя — Вернера Форсмана. Когда ему в 1956 году сообщили, что он стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине, Форсман не поверил, решив, что это чья-то шутка. Но это была правда. На церемонии вручения премии в Стокгольме профессор профессор Г. Лильестранд сказал: «То, что вы сделали, потребовало огромного мужества... Вы проложили путь, по которому смогли пойти другие».
2🔥2
⭕️ Заключение: Путь Форсмана — это жесткий урок о подлинной цене открытий. Великие инновации редко встречают овациями; чаще всего их приходится протаскивать сквозь презрение авторитетов и академический снобизм. Признания можно ждать половину жизни, наблюдая, как карьера рушится под тяжестью чужого эго. Но если ваша идея реально меняет правила игры, время неизбежно сотрет имена надменных критиков. И что еще важнее — эта история доказывает, что в холодном мире науки живо подлинное благородство. Поступок американских физиологов, наотрез отказавшихся от высшей награды без участия отвергнутого всеми первооткрывателя, показывает: настоящие исследователи не крадут чужой триумф. В конечном итоге, вечность сохранит лишь имя «безумца», шагнувшего в неизвестность, и тех, у кого хватило чести встать на сторону истины.
👍2🔥2
📌 Тема: "Электрон". Часть 1: Общий экскурс

⭕️ Введение: Из школьного курса мы знаем, что электроны образуют электронные облака, форма которых зависит от их энергетического уровня. Именно благодаря этим облакам возникают химические связи. Они служат фундаментом для создания всего: от неорганических соединений до сложных металлоорганических комплексов, биополимеров и, в конечном итоге, живой клетки.
К сожалению, даже в бакалавриате, включая курс квантовой химии, сам электрон обсуждается лишь общим фоном. Глубоко его изучают только в аспирантуре на стыке теоретической физики и фундаментальной химии. А ведь именно свойства электрона и его взаимодействие с ядром определяют облик нашей Вселенной и саму биологическую жизнь. В этом посте я предложу необычный взгляд на электрон с позиции химии. Мы разберем то, о чем обычно не говорят: как именно он управляет химическими связями и реакциями, и почему новые пути химического синтеза стоит искать через прямое воздействие на сам электрон, а не на атомную систему в целом.

📋 Данный пост будет разделен на 4️⃣ части:

🤩. История открытия электрона.
🔠. Разбор его свойств, структуры и классификации.
⚡️. Интересные парадоксы и поведение электрона.
🔹. Новые типы химических реакций путем влияния только на электроны.

📖 Предыстория:

🖼 До конца XIX века в науке доминировало представление, что атом — это неделимая фундаментальная основа материи. Эта парадигма столкнулась с проблемой при изучении «катодных лучей»: исследователи заметили, что при подаче высокого напряжения на электроды внутри стеклянной вакуумной трубки (отрицательный катод и положительный анод) между ними возникает направленный луч, вызывающий зеленоватое свечение. Природа этого явления оставалась неясной, и научный мир разделился: одни считали эти лучи электромагнитными волнами в эфире, а другие — потоком частиц неизвестной материи.

🖼 Эту проблему в 1897 году решил физик Дж. Дж. Томсон. Пропустив катодный луч через магнитное и электрическое поля, он зафиксировал его отклонение и тем самым однозначно доказал, что это не эфирные волны, а поток материальных отрицательно заряженных частиц (электронов), масса которых примерно в 2000 раз меньше массы атома.

🖼 Примечательно, что Дж. Дж. Томсон получил Нобелевскую премию за открытие электрона и создание первой модели атома, а его ученик Эрнест Резерфорд позже был удостоен этой же премии за экспериментальное опровержение теории своего учителя.

Продолжение следует ...
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
12🔥2👏2
Forwarded from Evdioclub ⚗️
❗️Эта неделя посвящается поистине великому веществу, о котором известно каждому, и который скрывает множество тайн от обывателя. Это вещество – АТФ🧬.
Еще в школе🏫 мы изучаем его название и предназначение: аденозинтрифосфат, источник энергии, синтезируется в митохондриях..
➡️👉 факт: аденин и аденозин – это не одно и тоже.
🔬Аденин(C5H5N5) – это азотистое основание пуринового ряда, нуклеотид.
🔬Аденозин(C10H13N5O4) – это нуклеозид, аденин+сахар🍩(рибоза), компонент АТФ, а также важнейший нейромедиатор(вызывает чувство усталости😮‍💨 и сонливости😴).
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
16👍2🔥1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
➡️2️⃣ факт: если сложить весь АТФ, который прямо сейчас находится в твоём теле, получится всего около 50–100 граммов. Этого запаса клеткам хватило бы буквально на пару минут автономной работы.
👑Но фишка в том, что АТФ — это оборотная тара. Молекула распадается до АДФ, отдавая энергию, и тут же «перезаряжается»🔋 обратно.
За сутки каждая молекула АТФ проходит этот цикл примерно 1000–1500 раз.
В итоге за день твой организм🤩 синтезирует и снова расщепляет столько АТФ, сколько весишь ты сам (в среднем около 40–60 кг!).
Ты носишь в себе целую фабрику🏭 по рециклингу.♻️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
15🔥2👍1🥰1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
➡️Факт №3⃣: АТФ - нестабильная молекула, в которой 3️⃣ остатка фосфорной кислоты несут мощные отрицательные заряды и дико отталкиваются друг от друга, поэтому в биохимии аденозинтрифосфат всегда связан с магнием👨‍🔬.
Какая роль у магния в АТФ?
Причем тут антагонизм с кальцием?
Почему врачи рекомендуют пить препараты с магнием для успокоения нервной системы? Разберем прямо сейчас.

🔍В учебниках мы часто видим АТФ просто как аббревиатуру. Но в реальной живой клетке «голой» АТФ практически не существует. Молекула АТФ имеет сильный отрицательный заряд (из-за фосфатных групп), что делает её нестабильной.
Чтобы АТФ не распалась раньше времени и чтобы ферменты могли с ней работать, её заряд должен быть нейтрализован😎.
Эту роль выполняет МАГНИЙ🧪. Он прочно связывается с фосфатными хвостами 🦊, образуя комплекс Mg-АТФ.
Вывод: Без магния АТФ химически неактивна🎚. Большинство ферментов в нашем организме(особенно киназы) вообще не узнают АТФ, если она не соединена с магнием.


👌При чём здесь кальций🧪 и в чём антагонизм?
Магний (Mg2+) и Кальций (Ca2+) — это два двухвалентных иона, которые очень похожи по размеру и заряду, поэтому они конкурируют за одни и те же «посадочные места» (рецепторы и ферменты) в клетке. В этом и заключается их антагонизм🆚.

Как это влияет на АТФ и клетку:
👻Конкуренция за связывание: Кальций тоже может связываться с АТФ(образуя Ca-АТФ). Но комплекс с кальцием химически гораздо менее стабилен и хуже активирует ферменты, чем комплекс с магнием.
Если кальция в цитоплазме станет слишком много👥, он начнет вытеснять магний из АТФ, «ломая»💔 нормальную работу молекулы.

💻Работа АТФ-аз (насосов): Чтобы клетка жила, ей нужно постоянно выкачивать 🧪 наружу🔗, потому что высокий уровень кальция в цитоплазме — это сигнал к сокращению мышц, стрессу💃 или даже апоптозу😸(гибели клетки).
Для этого работают специальные насосы — кальциевые АТФ-азы. Они расходуют энергию АТФ, чтобы вытолкнуть кальций.
Но ирония🌚 в том, что сам этот насос работает только на энергии комплексов Mg-АТФ! То есть 👨‍🔬 помогает АТФ давать энергию для борьбы с избытком кальция.

🕺Как это работает в мышцах?
Лучше всего этот антагонизм виден на примере работы наших мышц💪 (например, сердца или скелетной мускулатуры):
Кальций отвечает за сжатие⚡️(напряжение): Когда нервный импульс доходит до мышцы, в цитоплазму выбрасывается 🧪.
Он активирует🔥 сократительные белки.
АТФ и Магний отвечают за расслабление🍵: Чтобы мышца расслабилась, кальций нужно убрать.
Комплекс Mg-АТФ дает энергию насосам, которые закачивают кальций обратно в депо.
Кроме того, магний занимает место🙂 кальция на белках, заставляя мышцу «отпустить» напряжение.

Если в организме дефицит🪫магния, то 🧪 начинает бесконтрольно проникать внутрь клеток, а АТФ🧬 без магния не может запустить насосы, чтобы его выгнать🚫.
🎯Результат — клетка истощает свои запасы АТФ, а человек чувствует судороги, спазмы или аритмию.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
17👍1🔥1🤩1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Слово дня - ДОМЕН
Природа: латынь, dominium - владеть, "область власти", господство
😈Суть: власть хозяина над своей территорией, имуществом или областью.
📚Контекст: в биологии термин означает отдельную функциональную часть белка, которая выполняет определённую задачу.

🔮Представьте белок как «мультитул» 🛠
У него могут быть разные части:
🔗одна связывает ДНК,
🔗другая связывает РНК,
🚀третья запускает реакцию.

🧩Каждая такая самостоятельная часть — это ДОМЕН.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
9🔥3👍1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Домен Тюдор👑(Tudor domain) — это очень интересный структурный мотив в белках, который работает как молекулярный «читатель» 🌚(reader) эпигенетических меток.
Своё королевское название он получил совсем не из-за династии Тюдоров напрямую, а из-за гена Tudor у дрозофилы🪰(Drosophila melanogaster).
❤️Мутации в этом гене приводили к тому, что у самок мушек развивалось бесплодное потомство(отсюда ассоциация с бездетным 🤴Генрихом VIII и угасанием династии).

🏢Архитектура домена
С точки зрения биохимии, домен Тюдор состоит примерно из 50–60 аминокислотных остатков(его пространственная укладка на фото).
🧬Структура: Это сильно закрученный антипараллельный бочонок(-barrel), сформированный из 4–5 тяжей(на изображении они выделены голубым цветом).
😊Ароматический карман: Самая важная его часть — это гидрофобный карман, выстланный консервативными ароматическими аминокислотами(обычно это кластер из остатков триптофана, тирозина и фенилаланина).
😃Главная функция: Молекулярный «Сканер»

😥Основная задача домена Тюдор — распознавать и связывать метилированные остатки лизина и аргинина на других белках(чаще всего на гистонах).
Положительно заряженная метильная группа(триметиллизин или диметиларгинин) идеально заходит в ароматический карман домена Тюдор.
😴Там она стабилизируется за счет катион-взаимодействий(когда электронное облако ароматического кольца «обнимает» положительный заряд метильной группы).

🤍Почему он критически важен?
🧬Эпигенетика и структура хроматина:
Белки, содержащие Тюдор-домены (UHRF1 или JMJD2A), садятся на определенные участки ДНК🔵, упакованные вокруг гистонов. Они считывают метилирование и либо привлекают туда ферменты для «включения/выключения» генов, либо запускают починку ДНК при двухцепочечных разрывах⛓️‍💥.
🛡Защита генома:
В зародышевых🤩 клетках Тюдор-содержащие белки(TDRD) организуют сборку комплексов, которые уничтожают📼 «эгоистичные» мобильные элементы ДНК(транспозоны).
💔Если этот механизм ломается — геном разрушается, что ведет к бесплодию(тот самый феномен, из-за которого открыли ген).

🤝Этот домен часто встречается не в одиночку, а в тандеме(двойные или даже многократные повторы в одном белке), что позволяет ему распознавать сложные комбинации эпигенетических меток одновременно.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
12🔥3👍1👏1
Forwarded from Evdioclub ⚗️
Субериновая кислота
Характеристика:
⚗️Субериновая кислота(от лат. suber — пробка) - насыщенная дикарбоновая кислота(октандиовая кислота), у которой на обоих концах углеродной цепи находятся карбоксильные группы (-COOH), а между ними — цепь из 🥴 метиленовых групп (-CH2-).
Она входит в состав суберина — водонепроницаемого🧱 биополимера, который формирует клеточные стенки пробки(например, в коре пробкового дуба🌰 или на кожице картофеля🥔), защищая растение от потери влаги и патогенов🦠.

🧪 Химическая роль субериновой кислоты в полимере:
Почему растению так важна именно субериновая кислота (HOOC-(CH2)6-COOH)?
Всё дело в её двухфункциональности:
🤩Длинный гидрофобный «хвост» (цепочка из 6 метиленовых групп -CH2-) отталкивает воду. Благодаря этому свойству суберинизированная ткань работает как водонепроницаемый плащ🧥.
🌟Две карбоксильные группы (-COOH) на обоих концах позволяют молекуле «сшиваться» сразу в двух направлениях. Растение связывает её с фенольными соединениями(феруловой кислотой) и глицерином, создавая гигантскую, прочную🤩 трехмерную полимерную сеть.

🌲Роль в организме растений:
Защита от потери влаги (Гидроизоляция)
Растения не могут регулировать испарение воды всей своей поверхностью, иначе они бы мгновенно высохли🌟.
Субериновая кислота, будучи жирной дикарбоновой кислотой, обладает сильными💪 гидрофобными свойствами.
Полимер суберин плотно покрывает😍 клетки пробки, создавая герметичный барьер. Это удерживает воду💦 внутри растения даже в самый сильный зной🥵.

🌳Формирование коры и заживление🩹 ран
Пробковый слой: Кора деревьев (особенно это заметно у пробкового дуба) состоит из отмерших😵 клеток, заполненных суберином. Этот слой защищает ствол от вымерзания зимой❄️, перегрева летом🏖 и механических повреждений.
Раневая пробка: Если животное повредило кору или ветку сломало ветром💨, растение активирует синтез субериновой кислоты в месте повреждения.
Формируется так называемая «раневая пробка», которая быстро затягивает рану, препятствуя вытеканию соков.

🔺Иммунный щит против патогенов
Бактерии, грибки и вирусы🦠 постоянно пытаются проникнуть внутрь растительных тканей. Химическая структура суберина, собранного из субериновой и других жирных кислот, делает клеточную стенку невероятно прочной и устойчивой🔥 к ферментам, которыми микробы пытаются её растворить.
🪬По сути, это химическая броня.

🤩Контроль «всасывания» в корнях (Пояски Каспари)
Это одна из самых красивых инженерных задумок природы. В корнях растений есть слой клеток — эндодерма. Стенки этих клеток радиально опоясаны суберином (эти структуры называются поясками Каспари).
Вода🌧 с растворенными минералами из почвы не может течь вглубь корня хаотично между клетками, так как натыкается на водонепроницаемый субериновый барьер.
Из-за этого растению приходится пропускать всю воду внутрь живых клеток эндодермы. Так корень работает как живой фильтр🤚, решая, какие минералы пустить к листьям☘️, а какие задержать.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
122👍1🔥1
📌 А вы хорошо знаете химию?

⭕️ Введение:
Если бы вы ответили «да» в XVII–XVIII веках, это было бы чистой правдой. В начале XX века такой ответ еще можно было бы принять с натяжкой. Но начиная с середины прошлого столетия и по сегодняшний день ваше уверенное «да» восприняли бы как ответ безумца или просто человека, далекого от этой науки.
​Химия переживает тот же кризис, что и все естественные науки в XXI веке — кризис узкой специализации. Он заключается в том, что ученые внутри одной области, но работающие в разных направлениях, понимают специфику работы друг друга с большим трудом или не понимают вовсе. Так, например, биохимикам порой сложно вникнуть в тонкости современного неорганического синтеза; неорганики, в свою очередь, могут теряться в хитросплетениях сложной органики; а квантовые химики настолько глубоко погрузились в математические расчеты, что их работа балансирует уже скорее на грани с теоретической физикой.
​Сейчас только основных, крупных разделов в химии насчитывается около двадцати. Но в этом посте я хочу разобрать экзотические направления, о которых мало говорят. Цель этого текста — показать, насколько огромна и прекрасна химическая наука. По сути, это целая вселенная, имеющая свои как невероятно экзотические, так и очень «темные» миры (привет химии отравляющих веществ).
​Что ж, приступим...
1🔥1
📌 А вы хорошо знаете химию?

⭕️ ​1. Спиновая химия и Магнитохимия

🤔Что изучает: Влияние электронных и ядерных спинов на химическую реакционную способность. Это наука о том, как магнитные свойства молекул и радикальных пар( Представь, что связь разорвалась симметрично
A—B → A• + B•. Получились два радикала. Т.к они возникли из одной и той же связи, их электроны остаются квантово связанными. Такая система и называется радикальной парой.) могут изменять пути химических реакций, нарушая классическую статистическую термодинамику.

📈Перспективы: Создание молекулярных магнитов для квантовых компьютеров, разработка методов управления выходом химических реакций исключительно с помощью внешних магнитных полей, изучение магниторецепции (как птицы ориентируются по магнитному полю Земли на квантовом уровне).

⭕️ 2. Топологическая химия
📖 Что изучает: Системы, в которых молекулы удерживаются вместе не химическими связями (обменом электронами), а исключительно за счет своей формы и расположения в пространстве. По сути, это молекулярная архитектура, где детали не «склеены», а механически заперты друг в друге. Чтобы рассчитывать и проектировать такие структуры, ученые применяют законы математической топологии.

🧪 Два главных примера:

💍 ​Катенаны — молекулы из двух или более замкнутых колец, сцепленных как звенья цепи. Они не соединены химически и могут свободно вращаться друг внутри друга, но расцепить их невозможно, не разорвав хотя бы одно из колец.

🎁​Ротаксаны — система, где молекулярное кольцо надето на длинную молекулу-ось. Чтобы кольцо не соскользнуло, на концах оси закреплены объемные химические «заглушки». Кольцо способно свободно вращаться и скользить по оси туда-сюда как челнок, благодаря чему именно из ротаксанов создают искусственные молекулярные мышцы, микропереключатели и наномоторы.

📈 Перспективы: Синтез молекулярных машин, наномоторов и молекулярных «переключателей» для многомерных логических систем. За эту область в 2016 году была вручена Нобелевская премия, и сейчас она является фундаментом для создания материалов, которые могут менять свою форму и свойства по команде.

⭕️ 3. Фемтохимия

🤓Что изучает: Динамику химических реакций на сверхкоротких временных интервалах (фемтосекунды, 10⁻¹⁵ секунды). Она позволяет буквально «снимать кино» о том, как разрываются старые химические связи и формируются новые на уровне переходного состояния, до того как система придет к неравновесному термодинамическому балансу.

🤯 Перспективы: Абсолютный контроль над химическими реакциями. Понимая точную динамику переходного состояния, можно с помощью точно подобранных лазерных импульсов «отрезать» нужную связь в молекуле, игнорируя классические правила реакционной способности.

⭕️ 4. Аттохимия (Динамика электронов)

⚗️ Что изучает: это раздел науки, который изучает движение электронов внутри атомов и молекул. Любая химическая реакция начинается с того, что электроны перестраиваются и меняют свои места. Аттохимия изучает этот самый первый, невероятно быстрый этап реакции. Она позволяет наблюдать, как электроны перескакивают от атома к атому еще до того, как сами массивные атомы успеют хоть немного сдвинуться с места.

🤩 Перспективы: Возможность управлять ходом химической реакции, перестраивая электронную плотность до начала движения ядер. Это абсолютный предел контроля: можно направлять реакцию по пути, который термодинамически запрещен, просто перекидывая электроны нужным образом.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
2👍1👏1