Природа создала тысячи ферментов, чтобы облегчить многие химические реакции, происходящие внутри организмов для поддержания жизни. Теперь исследователи разработали искусственные ферменты, которые находятся на поверхности живых клеток и запускают реакции, которые когда-нибудь могут нацелить лекарственную терапию на определенные органы. Они сообщают о своих результатах в Журнале Американского химического общества.
Металлоэнзимы представляют собой класс ферментов, содержащих ион металла, например цинка, железа или меди. Ион металла помогает ферменту ускорять или «катализировать» химические реакции, которые в противном случае происходили бы очень медленно или вообще не происходили бы. Ученые в конечном счете хотели бы разработать метод производства терапевтических препаратов только на участках определенных клеток или органов человеческого тела, который мог бы уменьшить побочные эффекты, а ферменты могли бы помочь им в достижении этой цели. Вадих Гаттас, Жан-Пьер Махи и их коллеги нацелились на разработку искусственного фермента, который мог бы катализировать полезную реакцию, называемую реакцией Дильса-Альдера, прямо на поверхности живых клеток. Химики используют эту реакцию для синтеза лекарств, агрохимикатов и многих других молекул.
Чтобы создать свой искусственный фермент, исследователи начали с белка, называемого аденозиновым рецептором A2A, который естественным образом присутствует на поверхности некоторых клеток в организме. Они модифицировали молекулу, которая связывается с этим рецептором, с помощью содержащей медь химической группы, которая катализирует реакцию Дильса-Альдера. Когда исследователи поместили полученное соединение в культуральную чашку, содержащую живые клетки человека, оно присоединилось к аденозиновым рецепторам A2A на клетках, образуя искусственный фермент. Этот фермент катализирует реакцию Дильса-Альдера с выходом до 50%. Исследователи говорят, что в будущем могут быть созданы искусственные ферменты, которые связываются с белками, присутствующими только в определенных типах клеток, например, в раковых клетках. Затем фермент может превратить неактивное соединение в лекарство для избирательного уничтожения этих клеток.
Авторы выражают благодарность Национальному исследовательскому агентству Франции за финансирование.