Искусственный фермент имитирует естественный механизм детоксикации

Источник: Physorg

Ученые Университета Иоганна Гутернберга (JGU, Майнц, Германия) обнаружили, что наночастицы триоксида молибдена окисляют сульфит до сульфата в клетках печени аналогично ферменту сульфитоксидазе. Функционализированные наночастицы могут проникать в клеточную мембрану и накапливаться в митохондриях, где они могут восстановить активность энзима. Сульфитоксидаза — фермент, содержащий молибден и расположенный в митохондриях клеток печени и почек. Энзим катализирует окисление сульфита в сульфат в процессе белкового и липидного метаболизма, и поэтому играет важную роль в клеточных процессах детоксикации. Отсутствие функционального энзима — редкое и смертельное генетическое заболевание, которое вызывает неврологические расстройства, умственную отсталость, физические уродства, а также деградацию мозга, которая в конечном итоге ведет к преждевременной смерти. Снижение уровня сульфитной оксидазы может вызвать проблемы даже у здоровых лиц. У них появляются такие симптомы, как усталость, астма, падение уровня сахара в крови, или головная боль.

Ранее уже испытывались различные пищевые и лекарственные стратегии лечения этой болезни, но серьезного успеха добиться не удалось. Команда ученых под руководством Вольфганга Тремеля, доктора Дениса Стрэнда и профессора Сюзанны Стрэнд начала свою работу, основываясь на том, что оксид молибдена включен в активный центр фермента. Исследователи изготовили наночастицы из триоксида молибдена (MoO₃) и модифицировали их при помощи бифункционального лиганда, содержащего дофамин (якорная группа) и ион трифенилфосфония (целевой агент). Такие наночастицы способны к высокому рассеиванию в водных растворах и избирательному воздействию на митохондрии. Эксперименты «в пробирке» показали, что клетки с химически выключенной сульфитоксидазой после обработки наночастицами восстановили свою активность по окислению сульфитов. Исследователи надеются, что их открытие станет основой для эффективного лечения дефицита сульфитоксидазы. Стоит отметить, что наночастицы дешевле в изготовлении, а также более стабильны, чем ферменты, созданные генетическим путем. Следующий этап исследования — проверка сохранения ферментативной активности наночастиц в живых организмах.