Проекты Института химии растворов им. Г.А.Крестова отмечены грантами Российского научного фонда.
Ивановский институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН в 2021 году получил 8 грантов Российского научного фонда.По итогам конкурса 2021 года, который проводил Российский научный фонд среди малых научных групп, восемь групп учёных из Института химии растворов РАН получили гранты на проведение исследований в 2022 и 2023 годах.
- Поводов для гордости у нас в Институте немало. Наши исследования востребованы в стране и мире. Восемь грантов - это показатель того, что мы эффективно работаем, воспитываем молодых учёных, проводим обновление приборной базы, - отмечает директор Института химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук доктор химических наук Михаил Киселёв.
Крайне важно для медицины
Предлагаем познакомиться с этими проектами и ведущими сотрудниками Института, которые их выполняют. Все эти люди - энергичные, известные в научных кругах, в буквальном смысле посвящающие свою жизнь науке. К слову, некоторые из проектов особенно востребованы в фармацевтике в период пандемии коронавируса.
- Разработка проекта «Исследование пространственной структуры и особенностей взаимодействия фенаматов с липидной мембраной в растворах и сверхкритических флюидах для определения их возможных нециклооксигеназных механизмов действия на организм» связана с применением сверхкритических флюидных технологий в фармацевтике, - говорит старший научный сотрудник Института, руководитель этого проекта кандидат физико-математических наук Илья Анатольевич Ходов. - Сверхкритические флюиды -
не очень известный широкой аудитории термин, но суть его проста. Оказывается, при значениях давления и температуры выше некоторого порога - критической точки -
соединения приобретают ряд уникальных свойств. Эти свойства могут, в том числе, применяться для модификации нестероидных противовоспалительных лекарственных соединений.
По словам учёного, такая модификация необходима, потому что действие этих препаратов связано с ингибированием синтеза простагландинов - соединений, которые сопряжены с чувствительностью болевых рецепторов. Однако есть и другой путь действия нестероидных противовоспалительных лекарственных соединений - так называемый нециклооксигеназный механизм. Идея проекта - в том, что модификация кристаллических структур противовоспалительных лекарств может менять баланс этих механизмов, что крайне важно для медицины.
На службу фармацевтике
Тема ещё одного исследования - «Новый подход к расчёту сольватационных эффектов в растворах биомолекул в рамках теории классического функционала плотности». Руководит этим проектом доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник Марина Витальевна Федотова.
- Один из физико-химических процессов, играющих важную роль и в живой природе, и в технологических процессах, - молекулярная или ионная гидратация, в результате которой молекулы растворённого вещества или ионы оказываются окруженными слоем молекул воды, так называемой гидратной оболочкой, - рассказывает Марина Витальевна. - Экспериментальное или теоретическое определение характеристик этого процесса имеет большое значение для понимания и прогнозирования свойств жидкофазных систем.
По словам учёного, результаты таких исследований востребованы при получении новых материалов с заранее заданными свойствами - одного из перспективных и прорывных направлений современной науки. Но особую сложность для подобных исследований представляют биомолекулы, и прежде всего белковые молекулы, состоящие из сотен и тысяч атомов. В живых системах они участвуют в большом количестве взаимодействий (с той же водой, это и есть процесс гидратации), в связывании с другими молекулами или ионами, присутствующими в среде, или друг с другом. Особенности этих взаимодействий могут существенным образом повлиять на их биологическую активность и в результате на их функционирование.
Например, особенности гидратации биомолекул-нейротрансмиттеров, задействованных в передаче нервного импульса в центральной и периферийной нервной системах, влияют на выбор места (сайта) их связывания с белком-рецептором. А само связывание нейротрансмиттера с рецептором как раз и запускает процесс нейротрансмиссии (нейропередачи).
Вместе с тем определение параметров гидратации и связывания молекул с помощью экспериментальных методов во многих случаях представляет значительную проблему - и техническую, и финансовую (химические реактивы довольно дороги).
Альтернативой выступают теоретические методы - методы компьютерного моделирования. Но и в этом случае есть камень преткновения: это сложная биомолекулярная система, состоящая из большого числа частиц, которые вовлечены в большое число взаимодействий.
- Отмечу, что связывание белка запускает большое количество процессов в живых системах, - продолжает Марина Витальевна. - Например, всем известный на сегодняшний день коронавирус SARS-CoV-2 в своей оболочке имеет шипы. На молекулярном уровне S-белок шипа коронавируса атакует клеточный белок человека. Но атакует он не весь белок, а только его часть, его определённые аминокислотные домены. Связывание S-белка с этими мишенями - а происходит это в водной среде - как раз запускает начало процесса инфицирования человека вирусом. С фундаментальной точки зрения, исследование особенностей гидратации S-белка, механизма и типа его связывания с мишенью важно для понимания функционирования вируса. С практической точки зрения, новая методология может быть востребована при создании и в дизайне лекарственных препаратов, поскольку она позволила бы существенно сократить тестирование большого количества потенциальных терапевтических средств по ряду параметров при поиске среди них наиболее биоактивного.
Нужный свет
Заместитель директора по научной работе Института, заведующий лабораторией «Координационная химия макроциклических соединений» Нугзар Жораевич Мамардашвили руководит проектом
«Синтез и дизайн гибридных флуорофоров для комбинированной флуоресцентной диагностики и антимикробной фотодинамической терапии».
Антимикробная фотодинамическая терапия - современная технология лечения патологически изменённых клеток, основанная на использовании веществ (фотосенсибилизаторов), способных увеличить чувствительность биологических тканей к воздействию света. Флуоресцентная диагностика - метод определения наличия и локализации злокачественных образований, основанный на избирательном накоплении в них заранее введённого в организм фотосенсибилизатора с последующей регистрацией флуоресценции при световом возбуждении.
Проект направлен на разработку научных основ создания комбинированных препаратов, применимых в антимикробной фотодинамической терапии локализованных инфекций. Идея работы - объединить в препарате два функциональных фрагмента: фотосенсибилизатор (производные порфирина) и флуоресцентную метку (производные флуоресцеина, фенолфталеина, фталоцианиновых красителей и др.). Избирательное возбуждение каждого из этих фрагментов обеспечит диагностику зон локализации инфекций и терапевтический эффект - инактивацию микроорганизмов под действием активных форм кислорода, выделяемых при облучении препарата светом определённой длины волны.
Необходимость разработки гибридных материалов для комбинированной флуоресцентной диагностики и антимикробной фотодинамической терапии инфекций обусловлена необходимостью создания препаратов, способствующих быстрому и эффективному лечению и заживлению ран.
Среди восьми грантов есть и эти проекты:
- «Научные основы создания новых композиционных гидрогелей для терапии онкологических заболеваний кожи» под руководством доктора химических наук Ирины Владимировны Тереховой;
- «Электрохимическое соосаждение металлопорфиринов для формирования биметаллических электрокатализаторов» под руководством кандидата химических наук Сергея Михайловича Кузьмина;
- «Специфические взаимодействия при молекулярном узнавании пептидов различной структуры с фрагментами нуклеиновых кислот в жидких средах как основа их биологической функции», руководитель -
доктор химических наук Владимир Петрович Баранников;
- «Взаимосвязь самодиффузии компонентов бинарной смеси. Спектроскопия ЯМР и МД моделирование», руководитель -
кандидат химических наук Василий Александрович Голубев;
- «Влияние структуры протонных ионных жидкостей на их физико-химические свойства: компьютерное моделирование и эксперимент», руководитель - кандидат химических наук Ирина Вадимовна Фёдорова.
На правах рекламы.
