Неожиданное поведение молекулы открыло путь к созданию «умных» лекарств против инфекций
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Обычно молекулы из класса спиропиранов под ультрафиолетом резко меняются в структуре, форме и даже токсичности. Ученые из НИИ физической и органической химии ЮФУ исследовали спиропиран, в который был добавлен дополнительный фрагмент (так называемый азометиновый), и проверили, как он отреагирует на свет. И тут случилось интересное.
В результате облучения молекулы специалисты пришли к выводу, что классический сценарий не сработал. Ожидаемого превращения в цветную форму не произошло. Вместо этого свет заставил «выгибаться» не основную часть молекулы, а именно тот самый дополнительный фрагмент. Причем исходный спиропиран сам по себе был вполне себе фотоактивным, но после добавления этого фрагмента он как бы передал ему всю свою способность реагировать на свет.
«Удивило, что исходный спиропиран был вполне себе фотохромным, а после введения азометинового фрагмента он «передал» ему всю свою фотоактивность. Это, кстати, и имеет наибольшую фундаментальную ценность среди всех результатов исследования», — отмечает старший научный сотрудник Лаборатории специального органического синтеза НИИ ФОХ ЮФУ, кандидат химических наук Артем Пугачев.
Для исследователей НИИ физической и органической химии ЮФУ это важное открытие: молекула поменяла «правила игры». Ростовская школа химиков-синтетиков, специализирующихся на фотохромных спиропиранах и родственным им соединениям, начала формироваться более полувека назад, в НИИ ФОХ РГУ в 1970-х годах. У истоков направления стояли выдающиеся ученые Владимир Минкин, Анатолий Метелица, Анатолий Чернышев и Геннадий Дорофеенко, а значительный вклад в его развитие внесли Борис Лукьянов, Леонид Ниворожкин, Николай Волошин, Николай Шелепин и другие исследователи.
За десятилетия ростовская школа стала одной из наиболее известных в области химии фотохромных соединений. Ее представители проводили пионерские исследования по синтезу и изучению спиропиранов на основе различных гетероциклических систем, публиковали результаты в ведущих международных научных журналах и регулярно представляли свои разработки на крупнейших профильных конференциях, включая Международный симпозиум по органическому фотохромизму (ISOP).
Одним из лидеров этого направления многие годы был доктор химических наук Борис Сергеевич Лукьянов, возглавлявший Лабораторию специального органического синтеза НИИ ФОХ ЮФУ до 2023 года. Под его руководством были подготовлены новые поколения исследователей, в том числе Илья Ожогин и Артем Пугачев. Сегодня лабораторию возглавляет ученик Бориса Сергеевича — кандидат химических наук Илья Ожогин, который продолжает развивать исследования в области фотоуправляемых молекулярных систем, фотофармакологии, биовизуализации и органической фотовольтаики.
«Основные направления работы лаборатории Специального органического синтеза НИИ ФОХ ЮФУ связаны с такими областями, как фотофармакология, биовизуализация и органическая фотовольтаика. В лаборатории на постоянной основе выполняются гранты РНФ, студенты и аспиранты лаборатории в разные годы являлись победителями программ УМНИК и Студенческий Стартап Фонда содействия инновациям, а также получателями Стипендии Президента РФ», –– рассказала и. о. декана Химического факультета Евгения Коршунова.
А для медицины здесь тоже есть варианты различного применения. Проблема хронических инфекций во многом связана с так называемыми биопленками. Это сообщества бактерий, которые покрывают себя защитной пленкой — и обычные антибиотики их часто не берут. Не менее остро стоит вопрос о лечении болезни Альцгеймера: лекарство нужно доставить точно в цель, чтобы не было побочных эффектов.
И вот тут может пригодиться эта необычная молекула. По словам ученого, она имеет потенциал стать основой для лекарств, активируемых светом. Представьте: вы дали препарат, он безопасен, а потом направили луч света на нужный участок — и лекарство включилось.
«Введение азометинового фрагмента в структуру спиропирана делает его потенциально перспективным кандидатом для создания лекарств, направленных на лечение болезни Альцгеймера, или эффективного антибиотика, способного разрушать биопленки при управлении светом», — объясняет Артем Пугачев.
Результаты исследования опубликованы в журнале StructuralChemistry. Пока это фундаментальная наука, но именно такие «неправильные» результаты чаще всего и ведут к настоящим технологиям будущего.
Telegram 
Дзен 
VK Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
В рамках общей теории относительности и квантовой физики у исследователей не получается объяснить все данные наблюдений за космическими объектами. В этот раз ученые попытались описать Вселенную с точки зрения превращения энергии, и этот выбор позволил им составить стройное описание гравитации.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали технологию изменения структуры молекул нефти с помощью энергии кавитационных полей, которые создаются при воздействии ультразвука. Технология позволяет облагораживать нефть, меняя ее физико-химические характеристики и снижая долю нежелательных составляющих веществ. Для проведения полевых испытаний ее реализовали в мобильном исполнении с применением управляемых ультразвуковых полей. Разработанное исследовательское оборудование может применяться на любом месторождении, включая удаленные и труднодоступные.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно