Ученые выявили новые типы биологической активности неорганических энзимов
Два новых типа энзимоподобной активности выявила у диоксида церия (CeO₂) команда ученых, включая специалистов из Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М. В. Ломоносова и Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», сообщают 3 ноября на сайте «Год науки» Минобрнауки РФ.
Такое открытие позволяет рассматривать нанобиоматериалы на его основе как регуляторы свободнорадикального метаболизма — его нарушения вызывают ряд заболеваний и патологических состояний, среди которых гипоксия и рак.
В своей статье, которую исследователи опубликовали в журнале RSC Advances, они отмечают, что наночастицы диоксида церия занимают особое место среди инженерных наноматериалов из-за широкого спектра их ферментативной активности.
Такие материалы, называемые наноферментами или нанозимами, имитируют функции некоторых природных ферментов. Для диоксида церия ранее была открыта способность заменять у человека действие таких ферментов, как супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза, галопероксидаза, фосфатаза, фосфолипаза, фотолиаза и нуклеаза.
Ученые Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН под руководством члена-корреспондента РАН Владимира Иванова обнаружили у CeO₂ два новых типа энзимоподобной активности — липопероксидазную и фосфолипопероксидазную.
Эти ферменты у человека играют крайне важную роль регуляторов содержания в клетках кислородсодержащих радикалов (сочетая про- и антиоксидантные свойства). Образующиеся в результате действия ферментов продукты перекисного окисления липидов и фосфолипидов участвуют в передаче сигналов в клетках.
При этом высокие концентрации маркеров перекисного окисления липидов наблюдаются при различных заболеваниях, таких как сердечно-сосудистые, нейродегенеративные, онкологические, и при патологических состояниях.
Один из авторов работы, кандидат биологических наук Мадина Созарукова рассказала: «Для исследования биохимической активности наночастиц диоксида церия мы использовали один из основных аналитических методов исследования свободнорадикальных процессов — хемилюминометрию, — которая отличается высокой чувствительностью, информативностью и экспрессностью».
В ходе экспериментов было выяснено, что наночастицы CeO₂ способствуют разложению органических пероксидов, играя роль ферментов, выполняющих эту функцию в живой клетке, таких как один из компонентов крови — дезоксигемоглобин.
Причем действие диоксида церия по сравнению с дезоксигемоглобином оказалось более мягким и селективным. «Полученные результаты имеют особое значение для продвижения фармакотерапевтического применения CeO₂–наночастицы в лечении социально значимых заболеваний», — заключают авторы статьи.
