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ambién puede detectar virus peligrosos según sus nucleótidos
Investigadores rusos y alemanes han creado una molécula que permitirá curar enfermedades cardíacas y detectar virus peligrosos según sus nucleótidos.
Esquema químico del resultado.
Un equipo de investigadores rusos y alemanes han sintetizado el primer receptor químico que, en
condiciones de solución acuosa, puede enlazarse eficientemente con el guanosín monofosfato cíclico (GMPc), sustancia que regula muchos procesos fisiológicos en los sistemas cardiocirculatorio y nervioso.
Este trabajo permitirá crear, por ejemplo, medicamentos más eficientes para curar secuelas del infarto de miocardio, así como métodos de detección de los virus según sus nucleótidos. Los resultados de esta investigación se publican en el Journal of Organic Chemistry.
Cuestión de receptores
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, consisten en nucleótidos o fosfatos de nucleósido.
Los nucleótidos libres participan en la síntesis de las sustancias químicas en las células, influyen en la actividad de los fermentos y funcionan como los portadores de energía.
Por lo tanto, para solucionar muchos de los problemas médicos y biotecnológicos es necesario crear los receptores, es decir, moléculas que son capaces de “atrapar” o enlazarse con los nucleótidos determinados.
Esto permitirá definir qué tipos de nucleótidos contiene la solución, entender mejor los mecanismos de los procesos fisiológicos, también crear medicamentos dirigidos que influyen selectivamente en unas funciones de la célula, sin influir en las otras.
Problema resuelto
El director del departamento de la Química Inorgánica de la Universidad de la Amistad de los Pueblos de Rusia (RUDN), Víctor Khrustalev, y sus colegas de la Universidad tecnológica de Chemnitz (Alemania) han solucionado este problema en el contexto de nucleótido GMPc (el guanosín monofosfato cíclico).
Se trata de una forma cíclica de nucleótido que se forma de guanosín trifosfato (GTP). Esta forma funciona como el intermediario secundario y arranca una cascada de reacciones que activa las funciones fisiológicas en los músculos lisos del corazón, hipófisis, retina y otras células.
Mediante los receptores adecuados se puede influir en GMPc y, así, curar las consecuencias del infarto de miocardio, hipertrofia cardíaca e insuficiencia cardíaca.
Las moléculas no se enlazan tan fácilmente con los nucleótidos en las condiciones de solución acuosa. La molécula de GMPc consiste en la base de nucleótido y residuo de fosfato.
Para crear la molécula que puede enlazarse bien con el GMPc en la solución acuosa, los investigadores de trabajo unieron dos moléculas diferentes en sus características: macromolécula cíclica que por su estructura puede unirse con la base de nucleótido GMPc, y colorantes de naftalimida que pueden juntar la parte de fosfato de GMPc.
La estructura de la molécula recibida es sobre todo una estructura [2+2], es decir, son dos partes de la macromolécula de cohesión anionica y dos partes de colorante de naftalimida.
Además, los bioquímicos descubrieron que si el material de partida es altamente diluido durante el proceso de la creación de la nueva molécula, más a menudo se forma un macrociclo más grande [4 + 4].
Fluorescencia y concentración
Para comprobar la eficiencia de la unión de la molécula recibida con el GMPc los bioquímicos definieron y visualizaron la estructura de la molécula mediante la espectroscopia de resonancia magnética nuclear y probaron la solución vía los métodos de prueba UV-visual.
El método está basado en la relación directamente propocional entre fluorescencia y concentración en la solución de la sustancia evaluable.
Los científicos también compararon las estructuras de las macromoléculas formadas con el sulfato y ATP mediante el método de microscopía de fuerza atómica. Las investigaciones de la unión mostraron que el receptor es selectivo con el GMPc, es decir tiende a unirse con él.
Los resultados recibidos es el primer paso para la elaboración de los receptores selectivos para los monofosfatos de nucleósido que en el futuro permitirán regular los procesos químicos en las células, descubrir partículas virales en la sangre, asimismo, crear medicamentos que interactúan con las partes de la célula determinada juntándose con el ácido nucleico determinado.
Referencia
Conformational Selection in Anion Recognition: cGMP-Selective Binding by a Naphthalimide-Functionalized Amido-Amine Macrocycle. Aleksandr S. Oshchepkov et al. Journal of Organic Chemistry 2019, 84, 14, 9034-9043, May 22, 2019. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.joc.9b00947