Химики из Токийского технологического института разработали синтетический рецептор в форме капсулы, который может различать мужские и женские стероидные гормоны, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Science Advances.
Химики из Токийского технологического института
разработали синтетический рецептор в форме капсулы, который может
различать мужские и женские стероидные гормоны, — пишет eurekalert.org со
ссылкой на Science Advances.
Если точнее, этот рецептор эффективно связывается с андрогенными
мужскими гормонами в воде.
Результаты являются ярким примером биомиметического дизайна —
создания систем, которые имитируют явления природы. «Природные
биологические рецепторы могут распознавать крошечные структурные
различия между мужскими и женскими стероидными гормонами,
используя свои белковые карманы, — объясняют авторы. — До сих пор
было сложно имитировать эту функцию искусственно».
Ключом к прорыву стала уникальная конструкция полости
(имитирующая естественный карман, но состоящая из искусственных
компонентов) внутри рецептора. Эта полость, окруженная
полиароматическими каркасами, удерживаемыми с помощью ионов
металлов, позволяла рецептору действовать как полужесткий
контейнер — достаточно гибкий, чтобы дополнять форму гормона и
вызывать эффективные связывающие взаимодействия.
Исследование, проведенное Митито Йошизава, Масахиро Ямашина и его
коллегами, является продолжением предыдущей работы команды по
разработке инновационных нанокапсул для широкого спектра
применений биодатчиков в области медицины и окружающей среды.
Их эксперименты показали, что синтетический рецептор
преимущественно связывает стероидные половые гормоны в порядке,
сходном с природными рецепторами андрогенов, начиная с мужских
гормонов, таких как тестостерон и андростерон, заканчивая
женскими, такие как прогестерон и бета-эстрадиол. При помещении в
смесь мужских и женских гормонов, суспендированных в водном
растворе при температуре 60 градусов Цельсия на десять минут,
рецептор связывал исключительно тестостерон с селективностью
более 98%. Этот высокий уровень селективности был достигнут даже
тогда, когда смесь содержала большое количество женских гормонов.
Используя рентгеновский кристаллографический анализ,
исследователи обнаружили, что сферическая полость искажается в
эллиптическую форму при инкапсуляции тестостерона. Они говорят,
что это конформационное изменение способствует усилению
межмолекулярных взаимодействий между рецептором и гормоном.
Дальше команда разработала способ использования рецептора для
обнаружения чрезвычайно малых количеств мужского гормона. Они
подготовили комплекс рецептор-краситель, который излучает
голубовато-зеленую флуоресценцию без тестостерона. При добавлении
количества тестостерона в нанограммах флуоресценция значительно
снижается при капсулировании, что представляет собой
замечательный новый сверхчувствительный метод обнаружения.
«Мы предполагаем, что наш синтетический рецептор будет
использоваться в ближайшем будущем для разработки практических,
сверхчувствительных к стероидным половым гормонам аналитических
устройств: от медицинских инструментов до допинг-контроля в
спорте», — говорят исследователи.
[Фото: eurekalert.org]
Источник: www.eurekalert.org
