Карнавал молекул. Химия необычная и забавная

Полученные препараты успешно прошли лабораторные испытания, но автор работы на этом не остановился и наметил еще один путь, ведущий к получению новых лекарственных соединений.

Поиск эффективных препаратов неизбежно связан с различными изменениями изучаемых молекул. Автор решил, что аминокислота, используемая в качестве «проводника» при введении металлокомплекса в клетку, может находиться не только в боковой ветви у лиганда, но и сама играть роль π-лиганда, т. е. занимать то место, где располагается молекула нафталина в показанных ранее структурах. Для этой цели пригодны ароматические (содержащие бензольный цикл) аминокислоты, в этом случае бензольное ядро обеспечит связь с металлом.

Была разработана методика, которая позволяет заменить молекулу нафталина в рутениевом комплексе на фенилсодержащие аминокислоты: фенилаланин, тирозин, триптофан, фенилглицин, причем автор сумел провести реакцию в биологически благоприятных условиях: водный раствор при комнатной температуре и облучении видимым светом (рис. 8.8).

Итак, удалось ввести в состав комплексов ароматические аминокислоты в качестве π-связанных лигандов. Далее последовал переход к следующему этапу работы, замысел которого теперь уже лежал буквально на поверхности.

Как важно поставить метку

Разработанную методику решено было использовать для введения металлокомплексов непосредственно в полипептиды (белки), важно лишь, чтобы в выбранном полипептиде находились фрагменты ароматических (содержащих бензольное ядро) аминокислот.

Здесь будет уместно вспомнить симпатичный рассказ Натальи Романовой «Муравей Красная Точка» для детей дошкольного возраста. Любознательный герой рассказа пометил красной краской одного из муравьев и благодаря этому мог следить за всеми его перемещениями и действиями. Это позволило понять, как организована жизнь муравейника, что практически было невозможно сделать, наблюдая за всей массой копошащихся насекомых.

Возвращаясь к проблемам биохимии онкологических заболеваний, упомянем одну из важных и трудно решаемых. Все применяемые противораковые препараты разрушают не только патологические, но и здоровые клетки. Для того чтобы доставить металлокомплекс, связанный с «путеводителем» – аминокислотой или белком – «по нужному адресу», т. е. в больную клетку, необходимо знать, какие именно аминокислоты и полипептиды избирательно накапливаются в патологических клетках. Такие исследования проводят постоянно и в большом количестве: например, добавляют в полипептид радиоактивную метку (соединение, содержащее технеций) и затем ведут радиометрический контроль либо вводят в белок флуоресцентную метку и далее проводят наблюдения визуально, под микроскопом.

Введение рутениевых комплексов по существу представляет собой удобный новый способ создания метки в полипептиде, за перемещением которого в организме можно следить с помощью спектральных методов.

Преимущества нового метода были обнаружены при введении рутениевых комплексов в состав полипептида – мелиттина. Это основной компонент пчелиного яда, он обладает биологической активностью и, кроме того, оказывает противораковое действие. Мелиттин содержит остаток аминокислоты триптофана, в состав которого входит бензольное ядро, что и позволило ввести рутениевую метку: Тестирование препарата проводили на мышах – незаменимых биологических объектах для подобных испытаний (молекула белка мелиттина показана на рис. 8.9 в виде спирали).

Метка позволила наблюдать за перемещением введенного мелиттина в различные органы животного. У исходного мелиттина помимо лечебного действия есть недостаток: он заметно разрушает эритроциты – красные кровяные тельца, входящие в состав крови. Оказалось, что введение рутениевых комплексов более чем в десять раз снижает это нежелательное побочное действие мелиттина. Дополнительное достоинство состоит в том, что при необходимости метку можно удалить: автору работы удалось разработать соответствующую методику извлечения рутениевого комплекса из полипептида.

Подводя итог, признаем, что описанные поиски далеки от завершения, поскольку сражение идет с очень «сильным противником» – онкологическими заболеваниями. Автор работы заметно приблизился к некоторым уязвимым точкам неприятеля. Как говорят, из малых шагов складываются километры пути к вершине. В заключение отметим, что мы вновь имеем приятную возможность показать портрет не старца, убеленного сединами, а молодого российского химика, ведущего исследования, результаты которых так нужны людям.

Лекарство-снайпер

Предупредительный выстрел в воздух может снять снайпера прямо с дерева.

ЛЕОНИД СУХОРУКОВ

Борьба с заболеваниями возможна не только терапевтическая, т. е. с помощью лекарств, но и иными методами, например с помощью облучения.