Os químicos da RUDN University, juntamente com colegas da Chemnitz University of Technology (Alemanha), sintetizaram o primeiro receptor químico que pode se ligar efetivamente ao monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) em uma solução aquosa - o cGMP regula muitos processos fisiológicos nos sistemas cardiovascular e nervoso. Isso pode levar a medicamentos mais eficazes para o tratamento de infarto do miocárdio, bem como métodos para detectar vírus por seus nucleotídeos. O artigo foi publicado no Journal of Organic Chemistry .

Ácidos nucleicos, DNA e RNA, são compostos de nucleotídeos, ou fosfatos de nucleosídeo. Os nucleotídeos livres estão envolvidos na síntese de produtos químicos nas células, afetam a atividade de enzimas e funcionam como transportadores de energia. Portanto, para resolver muitos problemas médicos e biotecnológicos, é necessário criar receptores - moléculas que podem se ligar a tipos específicos de nucleotídeos. Isso revela quais tipos de nucleotídeos estão contidos na solução para melhor compreender os mecanismos dos processos fisiológicos, bem como para criar drogas direcionadas que afetam seletivamente algumas funções celulares sem afetar outras.

Viсtor Khrustalev, chefe do Departamento de Química Inorgânica da Universidade RUDN e seus colegas resolveram este problema relativo ao nucleotídeo cGMP, monofosfato de guanosina cíclico. É uma forma cíclica de nucleotídeo formado a partir de trifosfato de guanosina (GTP). Ele atua como um mediador secundário e desencadeia uma cascata de reações que ativa funções fisiológicas nos músculos lisos do coração, glândula pituitária, retina e outras células. É possível afetar o cGMP com a ajuda de receptores adequados, e assim, as consequências do infarto do miocárdio, hipertrofia do coração, e a insuficiência cardíaca pode ser tratada.

Em uma solução aquosa, as moléculas são mais difíceis de ligar aos nucleotídeos. A molécula cGMP consiste em uma base de nucleotídeo e um resíduo de fosfato. Para criar uma molécula capaz de se ligar fortemente ao cGMP em uma solução aquosa, os autores do estudo combinaram uma macromolécula cíclica, que devido à sua estrutura pode se ligar à base de nucleotídeo do cGMP, e corantes naftalimida, que pode ligar a parte fosfato do cGMP.

A estrutura da molécula obtida é principalmente a estrutura de [2 + 2], isso é, dois locais da macromolécula de ligação a ânions e dois locais com corantes de naftalimida. Os bioquímicos também descobriram que, em condições de alta diluição das substâncias iniciais durante a criação de uma nova molécula, um macrociclo maior é formado com mais freqüência [4 + 4].

Para testar a eficiência da ligação da molécula obtida ao cGMP, os bioquímicos determinaram e visualizaram a estrutura da molécula usando espectroscopia de ressonância magnética nuclear e testaram a solução por UV-visual e titulação fluorescente. Este método é baseado em uma proporção direta entre a fluorescência e a concentração da substância determinada em solução.

Os pesquisadores também compararam as estruturas das macromoléculas obtidas com sulfato e ATP por microscopia atômica. Estudos de ligação mostraram que o receptor é seletivo (ou seja, propenso a se ligar) ao cGMP.

Os resultados obtidos são o primeiro passo para o desenvolvimento de receptores seletivos para monofosfatos de nucleosídeo, que, no futuro, permitirá que os pesquisadores regulem os processos químicos nas células, detectar partículas virais no sangue, e criar drogas que interajam com áreas específicas da célula, juntando-se seletivamente com um ácido nucleico específico.