Новости химической науки > Клетки в роли пробирок

Химики использовали живые клетки в качестве пробирок для проведения реакций, которые никогда ранее не протекали в живых клетках.

Внутри любой живой клетки ежесекундно протекает множество химических реакций, при этом до настоящего времени химики могли иметь дела лишь с теми процессами, которые могут протекать в результате протекающих в клетке обменных процессов. Исследователям из Университета Эдинбурга удалось ввести в клетку реагенты и палладийсодержащий катализатор и запустить в ней каталитическую реакцию кросс-сочетания.

Исследователи из группы Марка Бредли (Mark Bradley), воодушевленные недавно опубликованной работой, в которой удалось внедрить в клетку комплексы рутения, было решено проверить – можно ли использовать твердотельные гетерогенные катализаторы на основе палладия для проведения реакции внутри в клетке. Палладий проявляет цитотоксичность, однако его иммобилизация на микросферах из полистирола не дает металлу повреждать клетки.

Иммобилизация палладия на микросферах из полистирола позволяет снизить токсический эффект, который он проявляет по отношению к клеткам. (Рисунок из Nature Chemistry, 2011, DOI: 10.1038/nchem.981)

Сотрудник группы Бредли, Эмма Йоханссон (Emma Johansson),работавшая над проектом, отмечает, что хотя палладий «пойман в ловушку», он еще может выступать в качестве катализатора, хотя его закрепление на подложке незначительно уменьшает активность металлокомплекса, и каталитический процесс протекает со скоростью меньшей, чем скорость реакции, ускоряемой незакрепленным катализатором.

Палладий, закрепленный на микросферах из полимера не только безопасен для клеток, но и позволяет провести реакцию кросс-сочетания Сузуки-Миаюры. Ян Фэрламб (Ian Fairlamb), специалист по химии переходных металлов из Университета Йорка полагает, что внутриклеточное кросс-сочетание, впервые осуществленное Бредли, является первой ласточкой среди работ подобного рода, надеясь на то, что в будущем будут получены еще более интересные синтетические результаты.

Фэрламб надеется, что предложенная химиками из Эдинбурга система позволит со временем получать лекарство in situ, непосредственно в клетке – его уверенность основывается на том, что катализируемые палладием реакции кросс-сочетания часто применяются в фармацевтической химии для получения лекарственных веществ. Поскольку в фармацевтике часто возникают проблемы, связанные с тем, что лекарственное вещество не может пройти клеточную мембрану, внутриклеточный синтез лекарства оказался бы как нельзя востребованным, особенно в том случае, если исходные соединения для синтеза лекарства проникают в клетку легко.

Источник: Nature Chemistry, 2011, DOI: 10.1038/nchem.981

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #новые материалы, #органическая химия, #химия полимеров, #элементоорганическая химия