Антиоксиданты под микроскопом
Исследование Андрея Рябых фокусируется на антиоксидантах — молекулах, которые оберегают клетки от агрессивного воздействия свободных радикалов. Последние могут вызвать окислительный стресс, при котором клетки переполняются активными формами кислорода и не могут с ними справиться. А это их повреждает и может стать причиной различных заболеваний. Антиоксиданты играют ключевую роль, нейтрализуя эти угрозы и поддерживая здоровье клеток.
«Основным методом исследования стало использование компьютерного моделирования для предсказания антиоксидантной активности, что значительно ускоряет процесс разработки новых лекарственных средств», – комментирует ученый.
Безопасные опыты
Компьютерное моделирование в химии можно сравнить с продвинутым калькулятором. С его помощью можно понять, как молекулы ведут себя и какие реакции образуют. Это помогает ученым предсказывать результаты экспериментов, не проводя их на самом деле, что экономит время и деньги.
Также это дает возможность исследовать реакции, которые могут быть слишком опасными или сложными для выполнения в лаборатории.
В исследовании Андрея Рябых компьютерное моделирование сыграло ключевую роль. Этот способ позволил анализировать сложные химические процессы на молекулярном уровне и показать, как те или иные молекулы реагируют с опасными частицами в клетках.
Моделирование показало, как различные ионы металлов влияют на антиоксидантную активность, что важно для разработки новых лекарственных препаратов.
Молекулярные защитники в действии
Исследование нашего ученого было направлено на анализ действия ферментов, известных как супероксиддисмутазы, которые защищают клетки от окислительного стресса.
Это ферменты-защитники, которые превращают опасные частицы, повреждающие клетки, в менее вредные вещества, такие как кислород и пороксид водорода. Нейтрализацией пероксида водорода занимаются уже другие антиоксидантные ферменты.
Андрей Рябых изучил три разновидности супероксиддисмутаз, чтобы выяснить, как различные ионы металлов влияют на их функционирование:
- медно-цинковую (есть ионы меди Cu2+ и цинка Zn2+);
- марганцевую (есть ион марганца Mn3+);
- железную (есть ион железа Fe3+).
С помощью компьютерного моделирования он стремился показать, какие ферменты наиболее эффективно защищают клетки. Определил влияние и средства обезвреживания «плохих» частиц, что открыло путь к новым методам в медицине.
Эти открытия могут помочь в разработке лекарств, которые будут нацелены на конкретные типы супероксиддисмутаз, делая их более эффективными в борьбе с окислительным стрессом.
«Исследовав эти природные антиоксидантные системы методами компьютерного моделирования и сравнив результаты моделирования с экспериментальными значениями интересующих характеристик, можно создать и отработать модели предсказаний антиоксидантной активности других молекулярных систем теми же методами квантовой химии», – отмечает ученый.
В борьбе за здоровье
Антиоксиданты широко применяются в медицине благодаря своим защитным свойствам. Они используются для уменьшения вероятности возникновения рака, поддержания здоровья при нейродегенеративных заболеваниях (болезни Альцгеймера и Паркинсона) и сердечнососудистых проблемах, включая сердечную недостаточность и инсульт.
В качестве примеров антиоксидантных средств можно назвать ацетил-глутатион, известный своей мощной антиоксидантной активностью, карнозин, который помогает замедлить процессы старения на клеточном уровне, и коэнзим Q10, который способствует сохранению энергии и молодости кожи.
«Результаты этого фундаментального исследования могут применяться для создания теоретической базы для дизайна веществ с антиоксидантной активностью.
Эти модели могут применяться для целенаправленного создания антиоксидантов, способных устранять эти свободные радикалы. Например, в медицине для создания лекарств с антиоксидантной активностью, а также для защиты материалов от преждевременного окисления», – комментирует ученый.
Екатерина Базарнова.
Самое важное - в нашем Telegram-канале
