❗️ Роль Н-связей и супрамолекулярных структур в гомогенном и ферментативном катализе
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
✅ Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
✅ Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
❗Коллектив ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА разработали новый антимикробный препарат в виде наночастиц и включенных в их состав конъюгатов замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами
Повышение устойчивости к противомикробным препаратам среди патогенных бактерий способствует созданию новых агентов для борьбы с бактериальной инфекцией, используя как растительные продукты, так и новые лекарственные формы, что представляет значительный интерес для биомедицины и фармакологии. Селективная доставка терапевтических препаратов, включенных в состав наночастиц, позволяет уменьшить побочные эффекты и возникновение лекарственной устойчивости при сохранении высокой концентрации лекарственного средства.
Коллективу ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА удалось разработать новый препарат, который позволяет эффективно ингибировать рост бактерий и грибов. Вторичные метаболиты на основе замещенных фенолов, производимые растениями, и природные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антимикробную активность против различных патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Линолевая кислота ингибирует рост биопленок бактерий при концентрациях, ниже минимальной подавляющей концентрации. Антибактериальная активность длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот проявляется, в основном, против грамположительных бактерий, особенно против Staphylococcus aureus. При этом было показано, что увеличение липофильности фенольных соединений усиливает их антимикробную активность, способствуя их взаимодействию с клеточной мембраной. Коллективом из РТУ МИРЭА была выбрана стратегия синтеза сложноэфирных производных замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами для улучшения таких мембранотропных характеристик природных фенолов. Учёные доказали, что синтезированные конъюгаты обладают характерной и селективной активностью в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, а в зависимости от типа длинноцепочечной ненасыщенной жирной кислоты, входящей в их состав, меняется и биологическая активность всего конъюгата. Включение конъюгатов замещенных фенолов в состав наночастиц позволило увеличить эффективность ингибирования роста микроорганизмов, что связано с селективным накоплением наночастиц и пролонгированным эффектом.
Новый препарат является как эффективным для антимикробной терапии в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, так и безопасным для человека, поскольку он получен на основе биоразлагаемого и биосовместимого сополимера молочной и гликолевой кислот, который уже применяется в медицине. Продукты его деградации полностью и безопасно выводятся в процессе метаболизма из организма, а свободные жирные кислоты, входящие в состав действующего вещества - нетоксичны и повсеместно встречаются в пище, что делает их перспективными и безопасными агентами для синтеза новых антибактериальных средств.
Важно отметить, что успех нового препарата в биологических испытаниях обусловлен улучшением фармакокинетических свойств антибактериального агента и его биодоступности – этого удается достичь после включения активных компонентов в состав наночастиц.
В статье авторы подробно описывают важнейшие свойства синтезированного препарата: характеристика синтезированных конъюгатов, размеры и морфология поверхности полученных частиц, их технология получения и масштабирования, а также подробное описание биологических свойств - как антибактериальных, так и противоопухолевых.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и описаны в издании "Известия" 🌐.
🖊 Sokol MB, Sokhraneva VA, Groza NV, Mollaeva MR, Yabbarov NG, Chirkina MV, Trufanova AA, Popenko VI, Nikolskaya ED. Thymol-Modified Oleic and Linoleic Acids Encapsulated in Polymeric Nanoparticles: Enhanced Bioactivity, Stability, and Biomedical Potential. Polymers (Basel). 2023 Dec 26;16(1):72. DOI: 10.3390/polym16010072 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
Повышение устойчивости к противомикробным препаратам среди патогенных бактерий способствует созданию новых агентов для борьбы с бактериальной инфекцией, используя как растительные продукты, так и новые лекарственные формы, что представляет значительный интерес для биомедицины и фармакологии. Селективная доставка терапевтических препаратов, включенных в состав наночастиц, позволяет уменьшить побочные эффекты и возникновение лекарственной устойчивости при сохранении высокой концентрации лекарственного средства.
Коллективу ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА удалось разработать новый препарат, который позволяет эффективно ингибировать рост бактерий и грибов. Вторичные метаболиты на основе замещенных фенолов, производимые растениями, и природные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антимикробную активность против различных патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Линолевая кислота ингибирует рост биопленок бактерий при концентрациях, ниже минимальной подавляющей концентрации. Антибактериальная активность длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот проявляется, в основном, против грамположительных бактерий, особенно против Staphylococcus aureus. При этом было показано, что увеличение липофильности фенольных соединений усиливает их антимикробную активность, способствуя их взаимодействию с клеточной мембраной. Коллективом из РТУ МИРЭА была выбрана стратегия синтеза сложноэфирных производных замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами для улучшения таких мембранотропных характеристик природных фенолов. Учёные доказали, что синтезированные конъюгаты обладают характерной и селективной активностью в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, а в зависимости от типа длинноцепочечной ненасыщенной жирной кислоты, входящей в их состав, меняется и биологическая активность всего конъюгата. Включение конъюгатов замещенных фенолов в состав наночастиц позволило увеличить эффективность ингибирования роста микроорганизмов, что связано с селективным накоплением наночастиц и пролонгированным эффектом.
Новый препарат является как эффективным для антимикробной терапии в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, так и безопасным для человека, поскольку он получен на основе биоразлагаемого и биосовместимого сополимера молочной и гликолевой кислот, который уже применяется в медицине. Продукты его деградации полностью и безопасно выводятся в процессе метаболизма из организма, а свободные жирные кислоты, входящие в состав действующего вещества - нетоксичны и повсеместно встречаются в пище, что делает их перспективными и безопасными агентами для синтеза новых антибактериальных средств.
Важно отметить, что успех нового препарата в биологических испытаниях обусловлен улучшением фармакокинетических свойств антибактериального агента и его биодоступности – этого удается достичь после включения активных компонентов в состав наночастиц.
В статье авторы подробно описывают важнейшие свойства синтезированного препарата: характеристика синтезированных конъюгатов, размеры и морфология поверхности полученных частиц, их технология получения и масштабирования, а также подробное описание биологических свойств - как антибактериальных, так и противоопухолевых.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и описаны в издании "Известия" 🌐.
🖊 Sokol MB, Sokhraneva VA, Groza NV, Mollaeva MR, Yabbarov NG, Chirkina MV, Trufanova AA, Popenko VI, Nikolskaya ED. Thymol-Modified Oleic and Linoleic Acids Encapsulated in Polymeric Nanoparticles: Enhanced Bioactivity, Stability, and Biomedical Potential. Polymers (Basel). 2023 Dec 26;16(1):72. DOI: 10.3390/polym16010072 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
📣 Дорогие коллеги, приглашаем Вас на очередное заседание научного клуба ИБХФ РАН ❗️
🗓 28 марта мы поговорим о Вселенной и том, как ее исследуют, вместе с Дмитрием Горбуновым из Института ядерных исследований РАН.
Что такое тёмная материя, и как мы её ищем ❓
Что такое тёмная энергия ❓
Почему стадия горячего Большого взрыва - это лишь часть истории нашей Вселенной ❓
Как все мы обязаны своим существованием квантовым флуктуациям ❓
Что ждёт нашу Вселенную в зависимости от динамики тёмной материи ❓
Для желающих подготовиться - термины, которые мы будем использовать: реликтовые фотоны, барионная асимметрия, соотношение неопределённости Гейзенберга, интервал между событиями, преобразования Лоренца, связь между энергией, импульсом и массой релятивистской частицы.
Рассказываем словами, подтверждаем формулами, иллюстрируем картинками за чаем и кофе с печеньками. 😊
Регистрируйтесь 🌐 до 15:00 ❗️ 28 марта и приходите к нам!
📍 г. Москва, ул. Косыгина, д. 4
#ИБХФ #ИБХФРАН #научныйклубИБХФ #НаучныйКлубИБХФРАН
🗓 28 марта мы поговорим о Вселенной и том, как ее исследуют, вместе с Дмитрием Горбуновым из Института ядерных исследований РАН.
Что такое тёмная материя, и как мы её ищем ❓
Что такое тёмная энергия ❓
Почему стадия горячего Большого взрыва - это лишь часть истории нашей Вселенной ❓
Как все мы обязаны своим существованием квантовым флуктуациям ❓
Что ждёт нашу Вселенную в зависимости от динамики тёмной материи ❓
Для желающих подготовиться - термины, которые мы будем использовать: реликтовые фотоны, барионная асимметрия, соотношение неопределённости Гейзенберга, интервал между событиями, преобразования Лоренца, связь между энергией, импульсом и массой релятивистской частицы.
Рассказываем словами, подтверждаем формулами, иллюстрируем картинками за чаем и кофе с печеньками. 😊
Регистрируйтесь 🌐 до 15:00 ❗️ 28 марта и приходите к нам!
📍 г. Москва, ул. Косыгина, д. 4
#ИБХФ #ИБХФРАН #научныйклубИБХФ #НаучныйКлубИБХФРАН
❗️Внимание❗️
📅 С 24 по 26 апреля 2024 года в ИБХФ РАН будет проходить конкурс научных работ имени Елены Борисовны Бурлаковой!
Для участия в конкурсе допускаются работы сотрудников института, выполненные в 2023 году.
Заявки на участие в конкурсе присылайте по адресу 📨 lal@sky.chph.ras.ru до 10 АПРЕЛЯ 2024 г.
#конкурснаучныхработ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН #сотрудникам #объявление
📅 С 24 по 26 апреля 2024 года в ИБХФ РАН будет проходить конкурс научных работ имени Елены Борисовны Бурлаковой!
Для участия в конкурсе допускаются работы сотрудников института, выполненные в 2023 году.
Заявки на участие в конкурсе присылайте по адресу 📨 lal@sky.chph.ras.ru до 10 АПРЕЛЯ 2024 г.
#конкурснаучныхработ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН #сотрудникам #объявление