p O NNMT catalisa a metilação da nicotinamida para produzir 1-metilnicotinamida (1-MNA). 1-MNA pode ser posteriormente oxidado por aldeído oxidase em, N1-metil-2- piridona-5-carboxamida (2py) ou N1-metil-4-piridona-3-carboxamida (4py), e todos os três metabólitos são excretados na urina. Crédito:Kanazawa University
p Metabólitos são moléculas orgânicas que participam ou são criadas durante as reações bioquímicas que ocorrem constantemente em um organismo. Para o corpo humano, mais de 110, 000 metabólitos foram identificados. Os metabólitos desempenham um papel na síndrome metabólica, qual é a situação em que várias condições médicas ocorrem simultaneamente; as condições incluem obesidade, pressão alta e açúcar elevado no sangue. A síndrome metabólica está associada a um maior risco de desenvolver doenças cardiovasculares, diabetes tipo 2 e diferentes tipos de câncer. A presença de certos metabólitos pode ser um indicador de condições patológicas específicas relacionadas à síndrome metabólica. Medir e monitorar a presença de forma eficiente é, portanto, importante para o diagnóstico precoce. Agora, Tomoki Ogoshi, Atsushi Hirao, e Masaya Ueno da Kanazawa University e colegas desenvolveram um biossensor para um metabólito de baixo peso molecular conhecido como 1-MNA. O sensor depende das propriedades físico-químicas do pilar [6] areno, uma molécula semelhante a um canal. p Os pesquisadores investigaram o metabólito 1-MNA (1-metilnicotinamida), recentemente descoberto estar presente em níveis mais elevados em linhas de células cancerosas agressivas. Esses cânceres aumentaram a atividade NNMT (nicotinamida N-metiltransferase), em que 1-MNA é um subproduto. A detecção de 1-MNA pode ser, portanto, crucial para o diagnóstico e tratamento oportunos de tais cânceres.
p Ogoshi e colegas levantaram a hipótese de que os pilares [n] arenos poderiam ser usados como biossensores para metabólitos como o 1-MNA. Pilar [n] arenos são compostos macrocíclicos em forma de pilar com uma seção transversal poligonal (pentagonal e hexagonal para n =5 e 6, respectivamente). Os pesquisadores descobriram que o pilar [6] areno (P6A) forma hospedeiro-hóspede um complexo com 1-MNA; o metabólito pode se ligar a ele porque a cavidade hexagonal dentro do P6A oferece o ambiente certo para isso. Eles também descobriram que quando 1-MNA está ligado a P6A, a resposta fluorescente do último diminui significativamente - um efeito que pode ser explorado como um indicador para a presença ou ausência de 1-MNA (resposta fluorescente forte ou fraca, respectivamente).
p Mais importante, os cientistas puderam mostrar que o mecanismo de detecção de fluorescência P6A funciona para amostras biológicas. Especificamente, eles foram capazes de detectar 1-MNA na urina, embora com baixa sensibilidade. Ogoshi e colegas concluem que experimentos adicionais "ajudarão a melhorar a sensibilidade e especificidade dos biossensores, "e que seu trabalho" deve contribuir para o desenvolvimento de baixo custo, fácil, e métodos rápidos para a detecção de metabólitos humanos para diagnóstico. "
p Pilar [n] arenos, que foram relatados pela primeira vez pelo grupo de Ogoshi em 2008, são uma família de compostos macrocíclicos em forma de pilar que contêm uma conexão de para-ponte entre os 1, Unidades de 4-dialcoxibenzeno. Eles têm uma cavidade rica em elétrons que tem propriedades hospedeiro-convidado, e é sabido que os pilares [n] arenos formam complexos estáveis com cátions. Um pilar solúvel em água [6] areno (P6A) está carregando 12 ânions carboxilato. O diâmetro através da cavidade de P6A é de aproximadamente 0,67 nm. Crédito:Kanazawa University
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Síndrome metabólica
p Síndrome metabólica refere-se à combinação de diabetes, pressão alta (hipertensão) e obesidade. Pacientes com síndrome metabólica têm maior risco de desenvolver certas doenças cardiovasculares, bem como diferentes tipos de câncer. A síndrome metabólica é frequentemente associada a excesso de peso e falta de atividade física, e também está ligado à resistência à insulina (uma característica chave do diabetes tipo 2).
p Agora, Tomoki Ogoshi da Kanazawa University e colegas desenvolveram um biossensor para um metabólito conhecido como 1-MNA. Ser capaz de detectar com eficiência metabólitos associados a certas patologias é um passo importante no desenvolvimento de tratamentos para patologias associadas à síndrome metabólica.
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Pilar [n] arenos
p Pilar [n] arenos, chamados coletivamente de pilararenos (e às vezes pilares), são moléculas orgânicas cíclicas que consistem nas chamadas unidades de hidroquinona, que pode ser substituído. Hidroquinona, também conhecido como quinol, tem a fórmula química C
6 H
4 (OH)
2 . Consiste em um anel de benzeno com dois grupos hidroxila (OH) ligados a ele em lados opostos do hexágono de benzeno.
p Após a adição de 1-MNA, a intensidade de fluorescência de P6A diminuiu drasticamente por causa da transferência de elétrons fotoinduzida. P6A também tem alta seletividade:P6A não forma complexos hospedeiro-hóspede com nicotinamida e 2py. Crédito:Kanazawa University
p O primeiro pilarareno foi sintetizado em 2008 por Tomoki Ogoshi e colegas da Universidade de Kanazawa. O nome pilarareno foi escolhido porque as moléculas são cilíndricas (semelhantes a pilares) e compostas por metades aromáticas (arenos).
p Agora, Ogoshi, Hirao e colegas demonstraram que o pilar [6] areno (n =6) pode ser usado como biossensores para o metabólito 1-MNA - um resultado importante dado que detectar metabólitos de baixo peso molecular é um desafio.
