Новые грани биологической активности неорганических энзимов
Российские химики выявили у оксида церия два новых типа энзимоподобной активности. Это имеет важное значение для понимания того, можно ли примененять нанобиоматериалы на его основе в лекарствах – в первую очередь в качестве регуляторов свободнорадикального метаболизма в живых системах. Нарушения свободнорадикального метаболизма ассоциированы с целым рядом заболеваний и патологических состояний, включая гипоксию и рак. Поиск новых способов его регулирования необходим для создания терапевтических препаратов нового поколения. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале RSCAdvances.
В 2010-х годах исследователи из ряда стран, включая Россию, открыли способность некоторых неорганических наноматериалов выполнять функции природных ферментов (энзимов). Такие наноматериалы получили название наноэнзимы, или, более кратко, нанозимы. К числу наиболее известных на сегодняшний день нанозимов относятся наночастицы благородных металлов, в том числе платины и палладия, а также некоторых оксидов металлов, при этом большинство нанозимов способны проявлять свойства лишь одного-двух ферментов.
Совершенно особое место среди нанозимов занимает оксид церия, одного из наиболее распространенных редкоземельных элементов. На сегодняшний день известна его способность имитировать активность восьми различных ферментов (супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза, галопероксидаза, фосфатаза, фосфолипаза, фотолиаза и нуклеаза), участвующих в ключевых процессах регулирования метаболизма живых систем.
Коллектив российских учёных из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, возглавляемый членом-корреспондентом РАН В.К. Ивановым, одним из первых в мире приступивший к исследованиям биологической активности оксида церия, обнаружил у этого материала сразу два новых типа энзимоподобной активности, а именно липопероксидазную и фосфолипопероксидазную. Соответствующие ферменты в живых организмах играют крайне важную роль, регулируя содержание в клетках кислородсодержащих радикалов. В свою очередь, образующиеся в результате действия ферментов продукты перекисного окисления липидов и фосфолипидов участвуют в передаче сигналов в клетках. Высокие концентрации маркеров перекисного окисления липидов обнаруживают при различных заболеваниях, включая сердечно-сосудистые, нейродегенеративные, онкологические, а также при патологических состояниях.
