Los químicos de la Universidad RUDN junto con colegas de la Universidad Tecnológica de Chemnitz (Alemania) han sintetizado el primer receptor químico que puede unirse eficazmente al monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) en una solución acuosa:el cGMP regula muchos procesos fisiológicos en los sistemas cardiovascular y nervioso. Esto podría conducir a fármacos más eficaces para el tratamiento del infarto de miocardio. así como métodos para detectar virus por sus nucleótidos. El artículo se publica en la Revista de química orgánica .

Ácidos nucleicos, ADN y ARN, están compuestos de nucleótidos, o fosfatos de nucleósidos. Los nucleótidos libres intervienen en la síntesis de sustancias químicas en las células. afectan la actividad de las enzimas y funcionan como portadores de energía. Por lo tanto, para resolver muchos problemas médicos y biotecnológicos, es necesario crear receptores, moléculas que puedan unirse a tipos específicos de nucleótidos. Esto revela qué tipos de nucleótidos están contenidos en la solución para comprender mejor los mecanismos de los procesos fisiológicos, así como para crear fármacos dirigidos que afecten selectivamente algunas funciones celulares sin afectar a otras.

Viсtor Khrustalev, jefe del Departamento de Química Inorgánica de la Universidad RUDN y sus colegas resolvieron este problema relacionado con el nucleótido cGMP, monofosfato de guanosina cíclico. Es una forma cíclica de nucleótido formado a partir de trifosfato de guanosina (GTP). Actúa como mediador secundario y desencadena una cascada de reacciones que activa funciones fisiológicas en los músculos lisos del corazón. glándula pituitaria, retina y otras células. Es posible afectar cGMP con la ayuda de receptores adecuados, y por lo tanto, las consecuencias del infarto de miocardio, hipertrofia del corazón, y la insuficiencia cardíaca se puede tratar.

En una solución acuosa, las moléculas son más difíciles de unir a los nucleótidos. La molécula de cGMP consta de una base de nucleótidos y un residuo de fosfato. Para crear una molécula capaz de unirse fuertemente a cGMP en una solución acuosa, los autores del estudio combinaron una macromolécula cíclica, que debido a su estructura se puede unir a la base de nucleótidos de cGMP, y tintes de naftalimida, que puede unir la parte fosfato de cGMP.

La estructura de la molécula obtenida es principalmente la estructura de [2 + 2], es decir, dos sitios de la macromolécula de unión a aniones y dos sitios con tintes de naftalimida. Los bioquímicos también encontraron que en condiciones de alta dilución de las sustancias iniciales durante la creación de una nueva molécula, se forma con mayor frecuencia un macrociclo mayor [4 + 4].

Para probar la eficiencia de la unión de la molécula obtenida a cGMP, los bioquímicos determinaron y visualizaron la estructura de la molécula usando espectroscopia de resonancia magnética nuclear y probaron la solución por titulación UV-visual y fluorescente. Este método se basa en una proporción directa entre la fluorescencia y la concentración de la sustancia determinada en solución.

Los investigadores también compararon las estructuras de las macromoléculas obtenidas con sulfato y ATP mediante microscopía de energía atómica. Los estudios de unión han demostrado que el receptor es selectivo (es decir, propenso a unirse) a cGMP.

Los resultados obtenidos son el primer paso hacia el desarrollo de receptores selectivos para nucleósidos monofosfatos, cuales, en el futuro, permitirá a los investigadores regular los procesos químicos en las células, detectar partículas virales en la sangre, y crear fármacos que interactúen con áreas específicas de la célula, unirse selectivamente con un ácido nucleico específico.