Des chimistes de l'Université RUDN et des collègues de l'Université de technologie de Chemnitz (Allemagne) ont synthétisé le premier récepteur chimique capable de se lier efficacement au guanosine monophosphate cyclique (cGMP) dans une solution aqueuse. Le cGMP régule de nombreux processus physiologiques dans les systèmes cardiovasculaire et nerveux. Cela pourrait conduire à des médicaments plus efficaces pour le traitement de l'infarctus du myocarde, ainsi que des méthodes de détection des virus par leurs nucléotides. L'article est publié dans le Journal de chimie organique .

Acides nucléiques, ADN et ARN, sont composés de nucléotides, ou des phosphates nucléosidiques. Les nucléotides libres sont impliqués dans la synthèse de produits chimiques dans les cellules, affectent l'activité des enzymes et agissent comme vecteurs d'énergie. Par conséquent, pour résoudre de nombreux problèmes médicaux et biotechnologiques, il est nécessaire de créer des récepteurs, des molécules capables de se lier à des types spécifiques de nucléotides. Cela révèle quels types de nucléotides sont contenus dans la solution pour mieux comprendre les mécanismes des processus physiologiques, ainsi que pour créer des médicaments ciblés qui affectent sélectivement certaines fonctions cellulaires sans affecter d'autres.

Victor Khrustalev, chef du département de chimie inorganique de l'Université RUDN et ses collègues ont résolu ce problème concernant le nucléotide cGMP, guanosine monophosphate cyclique. C'est une forme cyclique de nucléotide formé à partir de guanosine triphosphate (GTP). Il agit comme un médiateur secondaire et déclenche une cascade de réactions qui active les fonctions physiologiques des muscles lisses du cœur, glande pituitaire, rétine et d'autres cellules. Il est possible d'affecter le cGMP à l'aide de récepteurs appropriés, Et ainsi, les conséquences de l'infarctus du myocarde, hypertrophie cardiaque, et l'insuffisance cardiaque peut être traitée.

En solution aqueuse, les molécules sont plus difficiles à lier aux nucléotides. La molécule cGMP est constituée d'une base nucléotidique et d'un résidu phosphate. Pour créer une molécule capable de se lier fortement au cGMP dans une solution aqueuse, les auteurs de l'étude ont combiné une macromolécule cyclique, qui en raison de sa structure peut s'attacher à la base nucléotidique du cGMP, et les colorants naphtalimides, qui peut se lier à la partie phosphate du cGMP.

La structure de la molécule obtenue est principalement la structure de [2+2], C'est, deux sites de la macromolécule de liaison aux anions et deux sites avec des colorants naphtalimides. Les biochimistes ont également découvert que dans des conditions de forte dilution des substances initiales lors de la création d'une nouvelle molécule, un macrocycle plus grand est plus souvent formé [4 + 4].

Pour tester l'efficacité de la liaison de la molécule obtenue au cGMP, les biochimistes ont déterminé et visualisé la structure de la molécule en utilisant la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire et ont testé la solution par titrage UV-visuel et fluorescent. Cette méthode est basée sur une proportion directe entre la fluorescence et la concentration de la substance déterminée en solution.

Les chercheurs ont également comparé les structures des macromolécules obtenues avec du sulfate et de l'ATP par microscopie à propulsion atomique. Des études de liaison ont montré que le récepteur est sélectif (c'est-à-dire, susceptibles de se lier) au cGMP.

Les résultats obtenus sont la première étape vers le développement de récepteurs sélectifs pour les nucléosides monophosphates, lequel, à l'avenir, permettra aux chercheurs de réguler les processus chimiques dans les cellules, détecter les particules virales dans le sang, et créer des médicaments qui interagissent avec des zones spécifiques de la cellule, se joindre sélectivement à un acide nucléique spécifique.