Ett team av forskare inklusive en RUDN-kemist har syntetiserat nya molekyler som tillhör klassen calixarener, skålliknande ihåliga strukturer. Dessa ämnen verkar fånga adenosintrifosforsyra (ATP), den huvudsakliga energikällan i kroppen. Artikeln publicerades i Beilstein Journal of Organic Chemistry .

Ett team av ryska forskare inklusive en RUDN-anställd var först med att syntetisera calixarener som kunde "fånga" ATP-molekyler och fånga dem inuti. ATP är en universell energikälla för de flesta biokemiska processer. Dessutom, dess molekyler spelar också en roll som en intercellulär mediator. Författarna till arbetet skapade en sorts molekylär sensor för att känna igen en ATP-molekyl bland andra och även för att fånga den. Detta är möjligt på grund av molekylära receptorer fästa på den övre delen av skålen. Receptorerna bildas av grupper av atomer som selektivt binder endast med vissa typer av föreningar. Kvävehaltiga atomgrupper som lagts till av forskarna visade hög effektivitet för bindning med ATP i en lösning.

Forskarna syntetiserade flera typer av calixarener. Den första inkluderade föreningar med två eller fyra receptorer fästa vid den övre delen av molekylen, och den andra till den nedre delen av molekylen. Andra typer innehöll kombinationer av de två första. Efter att ha analyserat de kemiska egenskaperna för varje typ av förening i detalj, forskarna identifierade skillnader i deras beteende och egenskaper. Till exempel, när två specifika grupper läggs till den nedre delen av molekylen, det börjar binda adenosindifosforsyra (ADP), ett ämne som bildas efter partiell sönderdelning av ATP, på ett mer effektivt sätt.

För att bestämma hur den nyligen syntetiserade molekylen binder ATP eller ADP, kemisterna använde färgersättningsmetoden. De beredde lösningar med syntetiserade molekyler och tillsatte ett färgämne som heter eosin Y till dem. Efteråt, författarna tillsatte ATP eller ADP i olika koncentrationer till lösningen och jämförde deras optiska spektrum. När syrorna sattes till blandningarna, färgämnets absorptionsband skiftade. Det innebar att koncentrationen av färgämnet i lösningen ökade, och därför, ATP/ADP-molekyler drev färgämnets molekyler från calixarene-receptorer. Detta experiment visade bättre affinitet för de nysyntetiserade calixarenerna med ATP och ADP än med färgämnesmolekyler.

"Under de senaste två decennierna, många forskargrupper fokuserade på syntesen av mastermolekyler med hög affinitet med biologiskt viktiga ämnen. Ett särskilt viktigt område för denna forskning är igenkänning och transport av nukleotider (ATP och ADP) på grund av deras höga biologiska värde. Adenin-innehållande nukleotider är en universell energikälla och fungerar också som intracellulära mediatorer i många biologiska processer. Vi var de första som utvecklade calixaren-baserade molekyler som kunde identifiera ATP och ADP i en lösning och binda med dem även i små koncentrationer, säger Viktor Chrustalyov, en medförfattare till verket, Ph.D. i kemi, och prefekt för institutionen för icke-organisk fysik vid RUDN.