Category Archives: Chemistry

Інструмент спостереження за короновірусом

Цільове секвенування наступного покоління, NGS збагачення, досліджується як інструмент спостереження за короновірусом.

By Samantha Black, PhD, The Science Advisory Board staff writer

29 січня 2020 р. – У час, коли короновірусна інфекція продовжує поширюватися і зростати як глобальна проблема охорони здоров’я, дослідники терміново шукають ефективні методи прогнозування та зменшити шкідливість нових штамів коронавірусу. Міжнародна команда дослідників вважає, що цільове секвенування наступного покоління (ЦСНП, targeted next-generation sequencing, NGS) може бути цінним інструментом для моніторингу як поточних, так і майбутніх спалахів коронавірусу. Дослідження було опубліковане в mSphere 29 січня.
Коронавіруси, які походять від кажанів, вже викликали дві пандемії в минулому столітті, включаючи короновірус з важким гострим респіраторним синдромом (SARS) та близькосхідний короновірус респіраторного синдрому (MERS). Найновіший спалах коронавірусу під назвою 2019-nCoV наприкінці 2019 року викликав епідемію в місті Ухань, Китай, і тепер поширився на інші країни, причому у США перший документований випадок зафіксований 21 січня.
Одним із інструментів контролю за поширенням коронавірусів є секвенування наступного покоління. У поточному дослідженні вчені шукали, чи потрібно секвенування повного геному для характеристики короновірусу, особливо вірусів, які походять від кажанів. Їх метою було розробити ефективну та економічну процедуру для виявлення та характеристики коронавірусу кажана для його подальшого спостереження.
Дослідники використовували нову стратегію NGS під назвою збагачення, в якій NGS збагачується зондами, також відомими як принади, якими є невеликі шматочки генетичного матеріалу, які зв’язуються з вірусною ДНК. Принади були сконструйовані з 90 репрезентативних генів короновірусу.
Дослідники встановили, що збагачення NGS не тільки зменшує кількість даних, що потребують аналізу, але також може забезпечити повноцінне покриття геному як в лабораторних, так і в клінічних зразках. У ході дослідження приблизна вартість за збагачення за новою методологією становила лише 60 доларів і додатково може бути знижена за допомогою мультиплексування.
У контексті наглядових досліджень цілеспрямоване збагачення є цінним інструментом для триажування (сортування) зразків для подальшої обробки. Одне обмеження цього NGS методу збагачення полягає в тому, що він призначений лише для ідентифікації відомих коронавірусів. Тому автори вважають, що для ефективності бібліотеку принад потрібно буде часто оновлювати.

“Коронавіруси, особливо ті, що переносяться кажанами, залишаються значним суттєвим джерелом виникнення інфекційних захворювань”, – заявила у своїй заяві Лін-Фа Ванг, доктор наук, директор програми “Новітні інфекційні захворювання” в Duke-NUS Medical School в Сінгапурі.
У часи, коли не має спалахів, дослідники можуть створювати сучасні банки зразків, пов’язаних з відомими формами коронавірусів. Під час спалахів вони можуть використовувати цю інформацію для відстеження еволюції вірусів та спостерігати, (і, ймовірно, контролювати) поширення інфекцій у популяціях тварин та навіть людини.

Discovery of Bat Coronaviruses through Surveillance and Probe Capture-Based Next-Generation Sequencing. Bei Li, Hao-Rui Si, Yan Zhu, Xing-Lou Yang, Danielle E. Anderson, Zheng-Li Shi, Lin-Fa Wang, Peng Zhou. DOI: 10.1128/mSphere.00807-19
Джерело:   The Science Advisory Board
Переклад та Дизайн :  Майстерний  Хімік ©2020

30.05.1958 — 09.12.2019

TRIBUTE MARIE FREDRIKSSON
R I P,
Listen To Your Heart ROXETTE

 

Marie Fredriksson – Den bästa dagen
Найкращий день

 

Marie Fredriksson – Sparvöga

 

Marie Fredriksson – Om Du Sag Mej Nu
Марі Фредріксон – Якби ви бачили мене зараз

 

Roxette – Things Will Never Be The Same

Roxette – Silver Blue

 

Дізайн: Майстерний  Хімік. © 2019

10 Причин почему окситоцин самая удивительная молекула в мире

Джордж Дворский
Перевод с английского:   К. А. Смбатян

Окситоцин часто называют “гормоном доверия” однако все чаще рассматривается как химическое вещество мозга, которое делает гораздо больше, чем просто соединяет людей друг с другом.

Исходя и новых исследований предполагают, что окситоцин играет решающую не только в обеспечении и укреплении наших социальных отношений, но и помогает нам предотвратить целый ряд психологических и физиологических проблем. А также  окситоцин, оказывается решающим элементом  того, что делает нас человеком. Вот десять причин, почему окситоцин просто самая невероятная молекула на планете.

  1. Легко получить

Одна из приятных вещей окситоцина, это то что вы можете получить его в любом месте и в любое время. Все, что вам нужно сделать, это просто обнять кого-то или пожать кому то руку.  Простой акт телесного контакта заставит ваш мозг выпустить низкий уровень окситоцина – как вас,так и человека, к которому вы  прикасаетесь . Это почти мгновенный способ установления доверия. А так же плюс заключается в том, что эффектзадерживается и после. И вы не ограничены человеческим родом, ведь  он также выделяется во время объятий и игр со своими домашними животными.  А для тех,  кто не может производить достаточное количество окситоцина сами по себе, молекула может быть легко синтезирована и введена в качестве лекарственного средства.

  1. Молекула любви                              

Часто упоминается как “молекула любви”, окситоцин, как правило, ассоциируется с парами,  ведь именно он помогает создать большее чувство близости и привязанности.

Окситоцин – наряду с дофамином и норадреналином, как полагают, выполняет чрезвычайно важные функции при отношениях в человеческих парах. Именно эта молекула увеличивает желание пар смотреть друг на друга,  это создает сексуальное возбуждение, и это помогает самцам поддерживать эрекцию.

  1. Это помогает маме быть мамой

Но окситоцин не ограничивается только способностью соединять пары друг с другом – этот гормон отыгрывает немалую роль во время родов и установления связи между ребенком и матерью. Окситоцин помогает женщинам пройти через роды естественным путем стимулированием и  сокращением матки, поэтому его иногда вводят (как Pitocin ) во время родов для содействия родов и ускорения схваток.

После рождения, мамы смогут установить близость и доверие со своим ребенком путем нежных прикосновений и даже любящим взглядом. Кроме того, матери могут передать окситоцин своим детям через грудное молоко.

  1. Уменьшает социальные страхи.

Учитывая его способность рушить социальные барьеры, вызывать чувство оптимизма, повышать самооценку, и укреплять доверие, окситоцин все чаще рассматривается как нечто, что может помочь людям преодолеть свои социальные запреты и страхи. Исследования показывают, что он может быть эффективным при лечении изнурительной застенчивости, или в помощи людям с социальными тревогами и расстройствами настроения.

Также считают, что окситоцин может помочь людям, страдающим от посттравматического стрессового расстройства. Кроме того, учитывая, что аутизм является по существу расстройством социальной коммуникации, этот гормон  рассматривается как способ помочь людям с этим недугом. И, наконец, окситоцин, может помочь излечить раны разбитых отношений – еще один пример того, как ум проявляет свою пластичность.

  1. Исцеление и облегчение боли.

Поразительно, что окситоцин также может быть использован для лечения ран (благодаря его противовоспалительными свойствами). Исследования также показали, что повышение уровня окситоцина может облегчить боль – любую, от головных болей и судорог, до общей боли в теле. Теперь, как говорится, хитрость заключается в том, где добыть окситоцин в то время, как вы чувствуете боль, что практически трудно.

 

С другой стороны, если вы оказываетесь в состоянии физического дискомфорта, вы всегда можете попросить вашего партнера о помощи. Так что, не забудьте использовать эту важную информацию, в следующий раз.

  1. Диета-помощь

Может быть, удивительно, но окситоцин также может быть использован в некоторых случаях для предотвращения ожирения. Исследователи обнаружили, что действие окситоцина на мышей с дефицитом рецепторов становится тучным в более позднем возрасте – и с нормальным приемом пищи. Ученые считают, что этот гормон может быть ответственным за ряд полезных метаболических эффектов, как у мышей, так и у людей.

 

Кроме того, давая раствор окситоцина рецептор-дефицитным мышам с ожирением, их вес вернулся к нормальному уровню. Мыши также показали уменьшенное нарушение толерантности к глюкозе и уменьшение резистентности к инсулину. Это ясно предлагает альтернативный вариант для тех, кто изо всех сил пытается удерживать нормальный вес.

  1. Антидепрессант

Окситоцин был впервые обнаружен во время поиска лекарства от депрессии для новоиспеченных матерей, страдающих от синдрома послеродового стресса. Исследователи обнаружили, что некоторые молодые матери имели дело с депрессией по причине низкого уровня окситоцина. На самом деле, врачи уже могут предсказывать это не только после родов, но и во время беременности. Недавние исследования уровней крови и генетических факторов у пациентов с депрессией показали возможность с его помощью лечить людей с клинической депрессией, и даже тревожными расстройствами.

8. Снятие стресса

Не удивительно, что окситоцин имеет периферическую способность уменьшать стресс и, учитывая его способность облегчать социальные беспокойства и производить чувство доверия, это играет немаловажную роль в жизни человека, учитывая весь тот ущерб, который стресс наносит организму. Известно также, что окситоцин уменьшает уровень кортизола в организме и снижает кровяное давление. Также стало известно, что гормон окситоцин улучшает пищеварение. Интересно отметить и то, что окситоцин и его рецепторы были обнаружены в желудочно-кишечном тракте, где окситоцин улучшает моторику кишечника и уменьшает его воспаление.

  1. Увеличение щедрости

То, что можно было бы отнести как к хорошему, так и к плохому, так это способность окситоцина увеличивать уровень щедрости у людей. Биологи, особенно те, кто поддерживают теорию эгоистичного гена, уже давно пытались понять, почему люди иногда долго не могут решить, отдать вещь или же оставить её. Но несколько направленных в это русло  исследований показали связь окситоцина с чувством сопереживания.

В одном исследовании, в котором был задействовано несколько человек, было выяснено, что после приема окситоцина поделиться с деньгами становилось намного проще. Щедрость некоторых людей возросла до 80% ( ничего себе !)

10. Это то, что делает нас человеком

Другими словами, все выше сказанное показывает совершенно ясно, что мы на самом деле не были бы людьми без окситоцина, мы бы просто не имели возможности быть социальными, или проявлять заботу. Теперь, следует отметить то, что  в то время как уровень окситоцина повышается в группе доверия, он оказывает противоположное чувство для тех, кто в аут-группе, так что это не “идеальный препарат ” и некоторые люди могут обойтись и без него. 

https://econet.ru/uploads/pictures/482182/content_21.jpg

Окситоцин играет важную роль в формировании нашей способности инициировать и поддерживать отношения, в то же самое время, наделяя нас способностью сопереживать, доверять, и даже любить друг друга. Без него мы были бы значительно меньшим, чем являемся.

И так, чего же ты ждешь, выйди на улицу, обними кого-то!

Редакція та Дізайн: Майстерний  Хімік. © 2019

 

Ще один крок до подолання антибіотикорезистентності

Автор:  Antonia Niedobitek

Переклад з англійської: Даря Журавльова ©2018

Широко поширена резистентність бактерій до антибіотиків повільно, але безсумнівно підриває ефективність антибіотиків. Для досліджених стійкості бактерій  до антибіотиків вчені Shingo Suzuki, Takaaki Horinouchi і Chikara Furusawa, з RIKEN Quantitative Biology Center (QBiC), Осака, Японія, установили 44 штами кишкової палички, стійкої до 11 антибіотиків. Після лікування 25 антибіотиками ці бактерії ще не піддавалися впливу, вони виявилися перехресно-стійкими до деяких нових антибіотиків. Деякі штами виявили перехресну сприйнятливість, що означає, що вони були стійкими до одного антибіотика, в той час будучи більш чутливими до іншого.

Аналіз експресії генів профілів деяких стійких  штамів E. coli виявив невеликий набір генів, відповідальних за стійкість до антибіотиків. Використовуючи ці гени, вчені успішно прогнозували відповіді інших штамів на дію антибіотиків.

Це дослідження може призвести до появи нових терапевтичних підходів, що передбачатимуть резистентність бактерій та можуть допомогти розробити стратегії щодо запобігання набуття бактеріями резистентності до антибіотиків.

ВОЗ. Устойчивость к антибиотикам
… является сегодня одной из наиболее серьезных угроз для здоровья человечества, продовольственной безопасности и развития….

Antibiotic Resistance Questions and Answers

Редакція та Дізайн: Даря Журавльова та Майстерний  Хімік. © 2018

 

Біохімічна медична нісенітниця. Або двійка з біохімії.

Сумно читати, як деякі сайти, що представляють себе як освітні в області охорони здоров’я і здорового способу життя пишуть відверту нісенітницю, показуючи тим самим свою безграмотність.

Прочитайте наприклад, що пишуть малоосвічені пропагандисти з сайту «Еда+» про переваги пророщеної пшениці (збережена мова оригіналу):

У такого зерна есть уникальная особенность – оно не только лечит определенную болезнь, а сразу воздействует на весь организм.” – Чому ж весь світ ще не лікується цієї чудесною пророщеною пшеницею? Ая-яй, які дурні люди!

Але це були ще квіточки. Я просто не міг пройти повз “найглибших” знань в біохімії.
Во время прорастания белки, которые содержаться в зерне, начинают расщепляться на аминокислоты.” – Це звичайно дуже вірно, тільки незрозуміло чому тільки “починають”, а не просто розщеплюються. Але далі йде взагалі повна нісенітниця, за яку я відразу ставлю двійку з біохімії.

Данные аминокислоты усваиваются частично, остальные разлагаются на нуклеотиды. Последние тоже могут усваиваться лишь частично, остальные же распадаются на иные основания. Именно из этих оснований состоит нуклеиновая кислота – гены. Все болезни, этот не что иное, как изменения в генах, поэтому очень важно, наличие подобного материала – для восстановления и замены.

 

Заміни твоїх генів, Карл!”
Карл (в сторону):  “Цікаво, на чиї ж? От би на гени Арнольда Шварценеггера!  Але скільки ж цієї клятої пророщеної пшениці потрібно ще з’їсти для заміни на Арнольда?”

Не варто вдаватися в інтерпретацію цієї нісенітниці, зацікавлені особи можуть перевірити і вивчити, що представляють собою амінокислоти, нуклеотиди, “інші основи“, з яких складається “нуклеїнова кислота – гени”, і “всі хвороби, які від генів.”
Я бачу, що ці “пропагандисти зробили ривок в науці, адже раніше всі хвороби були від нервів, крім сифілісу, а тепер – від генів! Напевно і сифіліс теж. Але якщо подумати глибоко, то в цілому таки правда, сифіліс точно залежить від генів Блідої трепонеми.

Далі в цьому опусі не менш цікаво. Виявляється, наш організм повинен ще підлаштувати себе до цих продуктів. Так ось чому ми такі хворобливі, ми просто не налаштовані,  і, зрозуміло, ще “необстежені”, особливо в частині мембрани, читайте цитату:  “Во время приема такого вида пищи организму необходимо лишь подстроить под себя эти полуфабрикаты для обеспечения беспрепятственного прохождения всех питательных веществ через мембрану.

Далі вже схоже на цитату від улюбленого народом М. М. Жванецького: “Как выбрать. В выборе сложного ничего нет. Если Вы хотите купить зерно, то просто пойдите на рынок и купите у понравившегося продавца. “

І як мені бути, мені завжди подобалися продавщиці? Що ж мені тепер і як без пророщеного зерна жити? Я орієнтацію міняти не згоден.  Тож доведеться мені залишитися без пророщеного зерна.

Обережно, там виявляється є Небезпечні властивості пророщеної пшениці! До того ж, мої знання не дозволяють мені користуватися і іншими порадами безграмотних сайтів, і вам раджу до подібних безграмотних рекомендацій ставитися обережно.

Здоровенькі були!

Текст та  Дизайн: Майстерний Хімік © 2018

 

 

 

Магнитный материал удаляет антибиотики из воды

Перевод с английского: Алина Кристя © 2018

Author: ChemistryViews.org
• Published: 24 November 2017
•          Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA
•          Source / Publisher: ACS Sustainable Chemistry & Engineering/ACS Publications
•          Associated Societies: American Chemical Society (ACS), USA

Остатки антибиотиков в воде могут способствовать развитию устойчивых к ним бактерий. Адсорбция является простым и многообещающим методом удаления антибиотиков с помощью специальных магнитных материалов-адсорбентов, которые легко отделить от растворов после адсорбции, переработать и регенерировать. Однако многие известные магнитные адсорбенты имеют относительно небольшие удельные площади поверхности и соответсвенно слабую адсорбционную способность.
Bailing Zhang, Qiuyu Zhang, and colleagues, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, China разработали магнитный гиперсшитый полимер с большой удельной поверхностью для удаления антибиотиков из воды.

Исследователи проводили сшивку молекул ферроцена с диметоксиметаном, используя реакцию Фриделя-Крафтса в присутствии AlCl3 в качестве катализатора. Полученный в результате синтеза гиперсшитый полимер был окислен с использованием перекиси водорода, для того, чтобы образовать внедренный в полимерную сеть и обладающий магнитными свойствами оксид железа(II,III), (закись-окись железа, железная окалина, Fe3O4), и таким образом сделать этот материал магнитным.

Команда исследователей проверила пригодностью материала для адсорбции антибиотиков из воды с использованием хлорамфеникола (на рис. сверху) и гидрохлорида тетрациклина  (на рис. внизу). Они обнаружили максимальную адсорбционную способность 114,94 и 212,77 мг/г, соответственно, при 20 градусах Цельсия. Адсорбент может быть легко извлечён и повторно использован с небольшими потерями в эффективности адсорбции.

Preparation of Magnetic Hyper-Cross-Linked Polymers for the Efficient Removal of Antibiotics from Water. Yin Liu, Xinlong Fan, Xiangkun Jia, Xin Chen, Aibo Zhang, Baoliang Zhang, Qiuyu Zhang, ACS Sustainable Chem. Eng. 2017.
DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b02252

Редакция и дизайн: Майстерний Хімік © 2018

 

 

 

Отрицательные эффекты деградации витамина С

Author: Angewandte Chemie International Edition
Published Date: 03 квітня 2013
Source / Publisher: Angewandte Chemie International Edition/Wiley-VCH
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Перевод с английского: Яна Густая.© 2017

Деградация витамина С.

Витамин С обнаружен во многих продуктах питания и, кроме всего прочего, используется для продления их срока хранения. Однако он нестабилен в воздухе и даже при комнатной температуре. Всем известно, что разрезанные фрукты становятся коричневыми, а вкус продуктов меняется. В журнале Angewandte Chemie немецкие исследователи представили систематическое исследование процессов, которые происходят во время деградации витамина С в продуктах питания.

Витамин С, аскорбиновая кислота, является восстанавливающим углеводом и может взаимодействовать с аминокислотами, пептидами и белками. Такие реакции между углеводами (сахарами) и белками относятся к классу реакций, известных как реакции Майара, и названы в честь Луи Камилле Майара, ученого, который их обнаружил. Реакции Майара повсеместны, а продукты образующиеся в результате этих реакций, например делают наши тосты хрустящими, или создают запах поджаренного мяса.

Однако реакции Майара с участием витамина С не являются полезным явлением. Они протекают при жарке овощей и могут являтся причиной изменения вкуса продуктов. Кроме того, продукты деградации витамина С по реакции Майара при попадании в организм, могут быть ответственны за помутнение хрусталика глаз и возрастную потерю эластичности кожи и сухожилий.

Идентификация конечных продуктов деградации витамина С по реакции Майара.

Процесс деградации витамина С по реакции Майяра ранее не был достаточно исследован. Недавно, Маркус А. Гломб и Марин Смуда из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге, Германия, всесторонне изучили катализированную аминами деградацию витамина С в модельной системе. Используя молекулы витамина С, меченные в разных местах изотопами 13С, они смогли отследить какие продукты реакции Майара образовались расщеплением исходной молекулы витамина С. Они проводили эксперименты в атмосфере изотопа 18O2 и количественно определяли все продукты первичной фрагментации. Это позволило им уточнить структуры около 75% веществ, являющихся продуктами деградации витамина С по реакции Майара. Было показано, что конечными веществами являются карбонильные и дикарбонильные соединения, карбоновые кислоты и амиды.

Среди этих соединений исследователи идентифицировали N6-ксилонил лизин, N6-ликсонил лизин и N6-треонил лизин в качестве уникальных характеристических конечных продуктов деградации витамина С по реакции Майара. В дальнейших исследованиях проведенная в этой работе идентификация соединений позволит дифференцировать продукты реакции Майара, связанные с витамином С, как и те, которые связаны с другими восстанавливающими углеводами, такими как глюкоза.

Информация, полученная в этой модели, поможет прояснить изменения, которые происходят с участием витамина С в продуктах его содержащих, во время хранения и переработки, хотя пути реакции в реальных системах, естественно, намного сложнее. Эти эксперименты также закладывают основу для лучшего понимания негативных последствий деградации витамина С в организме.

Источник
Maillard Degradation Pathways of Vitamin C.
Mareen Smuda, Marcus A. Glomb,
Angew. Chem. Int. Ed. 2013. DOI: 10.1002/anie.201300399

Редакция и дизайн: Майстерний Хімік © 2017

 

 

Почему йод окрашивает крахмал в синий цвет?

Author: Catharina Goedecke
Published Date: 06 грудня 2016
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Перевод с английского: Яна Густа. © 2017

Тест на йод

Использование йода для проверки наличия крахмала или наоборот, когда крахмал является инликатором на йод, является обычным экспериментом в химическом анализе. Раствор йода (I2) и йодида калия (KI) в воде имеет светло-оранжево-коричневый цвет. Если он добавляется к образцу, содержащему крахмал, например, к хлебу, как показано выше, цвет меняется на темно-синий. Но как это изменение цвета работает?

Крахмал – это углевод, который содержится в растениях. Он состоит из двух разных типов полисахаридов, которые состоят из суб-единиц глюкозы, связанных двумя разными способами. Один из этих полисахаридов представляет собой линейную амилозу, а другой – разветвленный амилопектин (на схеме ниже).

Амилоза – это соединение, которое отвечает за синий цвет. Его цепь образует спиральную форму, и йод может быть связан внутри этой спирали (на схеме ниже).

Комплексы с переносом заряда

Цвета вызваны так называемыми комплексами переноса заряда (КПЗ). Из двух молекул, одна из которых (донор) содержит слабо связанные электроны, а вторая (акцептор) обладает высоким сродством к электронам, часто образуя весьма стабильные соединения. Характерным признаком образования КПЗ является возникновение новой полосы поглощения в видимой или УФ части спектра. Обычно КПЗ является более реакционноспособным по сравнению с мономерами. Причина этого связана с более легкой по сравнению с исходными мономерами поляризуемости КПЗ вследствие более обширной π-электронной структуры и способности к переходу в возбужденное ионизированное состояние.

Молекулярный йод (I2) трудно растворим в воде, поэтому для хорошего растворения добавляется йодид калия. Вместе они образуют полииодидные ионы типа In, например I3, I5, или I7. Отрицательно заряженный йодид в этих соединениях действует как донор заряда, нейтральный йод – в качестве акцептора заряда. Электроны в таких комплексах переноса заряда легко возбуждаются светом и переходят на более высокий уровень энергии. В этом процессе свет поглощается , и его дополнительный цвет наблюдается человеческим глазом.

В случае водного раствора полииодидов абсорбция различных видов приводит к общему коричневатому цвету. После добавления амилозы он образует другой комплекс ПЗ . Здесь амилоза действует как донор заряда и полииодид в качестве акцептора. Этот комплекс поглощает свет другой длины волны, чем полииодид, и цвет становится темно-синим.

Полиоидные цепи

Точная структура полииодидов внутри амилоидной спирали неясна. Комплекс амилозо-йода является аморфным (т. е. он не образует упорядоченных кристаллов), что затрудняет определение его структуры. Было высказано предположение, что внутри спирали повторяются блоки из I3 или I5единиц.

Однако Рам Сешадри, Фред Удл и его коллеги из Калифорнийского университета, Санта-Барбара, США, обнаружили доказательства того, что в амилозо-иодном комплексе содержатся бесконечные полииодидные цепи Inx–   [1]. Группа исследовала связанную систему – пирролоперилен-иодный комплекс для изучения его свойств как органического электронного проводника. Этот материал кристаллический (прозрачен), и поэтому команда смогла определить его структуру с помощью рентгеновской кристаллографии. Они обнаружили почти линейные полииодидные цепи между стеками пирролопирилена. Оказалось, что материал, содержащий эти цепи, поглощает свет при очень близких длинах волн к длине волны поглощения амилозо-йодного комплекса, что подтверждает гипотезу о том, что аналогичные структуры полимерных цепей образуются и в йодо-крахмальном комплексе.

Reference

[1] Infinite Polyiodide Chains in the Pyrroloperylene-Iodine Complex: Insights into the Starch-Iodine and Perylene-Iodine Complexes,

Sheri Madhu, Hayden A. Evans, Vicky V. T. Doan-Nguyen, John G. Labram, Guang Wu, Michael L. Chabinyc, Ram Seshadri, Fred Wudl. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 8032–8035. DOI: 10.1002/anie.201601585

Sources
Der Iod-Stärke-Komplex (in German),
www.chemieunterricht.de 2006.
(accessed November 24, 2016)
The structure of the blue starch-iodine complex,
Wolfram Saenger, Naturwissenschaften 1984, 71, 31–36. DOI: 10.1007/bf00365977

Редакция и дизайн: Майстерний Хімік © 2017

 

 

Author: Angewandte Chemie International Edition
Published Date: 23 October 2017
Source / Publisher: Angewandte Chemie International Edition/Wiley-VCH
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA

Бактеріальні токсини, які виробляються в кишечнику

Патобіологія побічної дії антибіотиків.

Якщо ви захворіли на будь яку інфекцію, вам можуть призначити пеніцилін, або інший антибіотик, але потім ви можете отримати геморагічну діарею. Ця рідкісна, але вкрай неприємна побічна реакція може бути пов’язана з ентеротоксином тилівалін, що продукується звичайною кишковою бактерією. Австрійські вчені вивчили біосинтетичний шлях токсину. Їхні висновки дають важливу інформацію про патобіологію побічних реакцій антибіотиків та розкривають багатофункціональність бактеріальних токсинів.

Деякі бактерії чутливі до пеніциліну, але інші є стійкими до його дії. Після того як пацієнти проковтнули антибіотики, щоб знищити шкідливі мікроорганізми, їх власна кишкова мікробіота зазнає великих змін, що проявляється як шлунково-кишковий дисбаланс. Якщо індукований дисбаланс призводить до надмірного наростання бактерій, що утворюють токсини, то це може призвести до появи кишкових метаболічних захворювань. У міждисциплінарній співпраці Еллен Зехнер із Університету Граца, Австрія та її колеги досліджували роль стійких до пеніциліну ентеробактерій Klebsiella oxytoca у виникненні пов’язаному з антибіотиками геморагічного коліту (antibiotic-associated hemorrhagic colitis, AAHC).

Ентеротоксичний продукт тилівалін (Tilivalline) натурального походження.

Спочатку вчені ідентикували метаболіт тилівалін як критичний ентеротоксин, який у більш високих дозах пошкоджує кишковий епітелій і може викликати коліт. Дивно, що тилівалін має близьку хімічну структуру до класу метаболітів грунтових бактерій, які називаються пірролобензодіазепінами, які вже досліджені та застосовані в клінічних випробуваннях через їх протипухлинні властивості. Після ідентифікації генного кластера для синтезу тиливаліну вчені провели комплексні біомолекулярні та молекулярно-генетичні експерименти, щоб відстежити повний біосинтетичний шлях тіліваліну.

Сам тілівалін не має ДНК-руйнівної активності близьких за структурою протипухлинних антибіотиків, тому що хімічний сайт, що має вирішальне значення для інтерференції з ДНК, заблоковано. Проте, Зехнер та його колеги виявили, що блокуючий фрагмент, індол, входить до молекули  тільки на кінці біосинтетичного шляху. Тіліваліновий попередник без індолу, який тоді називався тіліміцином, виявився більш потужним цитотоксином, ніж тілівалін. Дивно, що кінцеве додавання індолу до тіліміцину відбувається спонтанно, без допомоги будь-якого ферменту. Це означає, що “Бактерії Klebsiella oxytoca здатні виробляти два пірролобензодіазепіни з різними функціональними можливостями залежно від наявності індолу”, – заявили вчені.

До речі, давно відомо, що синтез індолових сполук відбувається природно в кишечнику людини.
У кишечнику з амінокислоти триптофану мікроорганізми утворюють індол і скатол. Бактерії руйнують бічний ланцюг триптофану, залишаючи недоторканою кільцеву структуру. Індол утворюється в результаті відщеплення бактеріями бічного ланцюга, можливо, у вигляді серина або аланіну. Скатол і індол, які знов всмоктуються, є токсичними для організму та знешкоджуються в печінці в 2 етапи. Спочатку в результаті мікросомального окислення вони набувають гідроксильну групу. Так, індол переходить в індоксіл, а потім вступає в реакцію кон’югації з 3′-фосфоаденозин-5′-фосфосульфатом (ФАФС), утворюючи індоксілсульфатну кислоту, калієва сіль якої отримала назву тваринний індикан.

детоксиндол

Таким чином, обидва кінцеві результати, з’ясування біосинтетичного шляху та виявлення тіліміцину, стабільного проміжного метаболіту, який ще більш токсичний для клітин людини, мають важливі фізіологічні та фармакологічні наслідки. По-перше, краще розуміння патогенезу AAHC може призвести до нових схем лікування та стратегій, що дозволяють уникнути чи просто послабити побічні реакції на антибіотики. І, по-друге, незвичний метаболічний шлях Klebsiella oxytoca до антиканцерогенних структур може надихнути учених на розробку нових підходів до розробки протиракових препаратів.

Переклад та дизайн: Майстерний Хімік © 2017