Publikacja zespołu prof. Michała Chmielewskiego w Chemical Science (2022)
28 10 2022
Zespół badaczy z Wydziału Chemii i CNBCh UW, kierowany przez prof. Michała Chmielewskiego, odkrył nowe zastosowanie syntetycznych transporterów anionów. Badane przez nich związki są w stanie efektywnie transportować aminokwasy przez dwuwarstwy lipidowe, nawet w pH fizjologicznym.
Transport aminokwasów przez błony biologiczne jest fundamentalnie ważny dla funkcjonowania każdej żywej komórki. W warunkach fizjologicznych aminokwasy są jonami obojnaczymi (posiadają zarówno ładunek dodatni, jak i ujemny) i dlatego nie są w stanie samodzielnie przenikać przez membrany lipofilowe. W przyrodzie transportem aminokwasów zajmują się więc wyspecjalizowane białka membranowe, które odgrywają ważne role w regulacji kluczowych funkcji fizjologicznych, takich jak biosynteza białek, metabolizm, ekspresja genów, równowaga redoks i przekazywanie sygnałów. Dysfunkcja tych białek przyczynia się do rozwoju poważnych chorób, takich jak cukrzyca, choroby neurodegeneracyjne, otyłość i nowotwory. Syntetyczne transportery aminokwasów mogłyby pomóc w leczeniu tych chorób, a także posłużyć jako nośniki leków, regulatory metabolizmu czy antybiotyki nowej generacji. Niestety właśnie ze względu na obojnaczy charakter aminokwasów, będących jednocześnie kationami i anionami, opracowanie takich syntetycznych transporterów wydawało się dotychczas zadaniem niezwykle trudnym: wymagało bowiem odpowiedniego połączenia w jednej strukturze miejsc wiążących kationy i aniony. Badacze z Laboratorium Chemii Supramolekularnej, pracujący pod kierunkiem dr. hab. Michała Chmielewskiego, prof. ucz., wykazali, że nawet bardzo proste transportery anionów są w stanie efektywnie przenosić aminokwasy przez dwuwarstwy lipidowe w pH fizjologicznym. Dzieje się tak pomimo tego, że receptory te nie posiadają w swojej strukturze miejsc wiążących kationy. Aby wyjaśnić tę nadspodziewaną skuteczność prostych anionoforów, konieczne było opracowanie nowej metody badania transportu aminokwasów, która pozwoliła uzyskać wgląd w mechanizm tego zjawiska. Wyniki przeprowadzonych badań pozwoliły na zaproponowanie nowej strategii poszukiwania syntetycznych transporterów aminokwasów, o ulepszonych właściwościach i interesującej aktywności biologicznej.
Badania te zostały sfinansowane z grantu NCN OPUS pt. „Selektywny transport anionów o znaczeniu biologicznym przez dwuwarstwy lipidowe”.
Szczegóły publikacji:
K. Maslowska-Jarzyna, K. M. Bąk, B. Zawada, M. J. Chmielewski „pH-Dependent Transport of Amino Acids Across Lipid Bilayers by Simple Monotopic Anion Carriers” Chem. Sci., 2022, doi.org/10.1039/D2SC04346G.
Link do strony zespołu: www.mchmielewski.pl.
