Созданы наночастицы с переключаемой антиоксидантной активностью

Исследователи из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН впервые получили неорганические аналоги природных энзимов на основе наночастиц диоксида церия и яблочной кислоты. Результаты работы опубликованы в журнале Nanomaterials. Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда (проект № 24-13-00370).

Хорошо известно, что белки являются основой жизни. Благодаря белкам живые организмы дышат, запасают энергию, усваивают информацию, защищаются от враждебной окружающей среды. Одной из наиболее важных функций, которые выполняют белки, является катализ биохимических превращений – такие белки выделяют в отдельные классы ферментов (иначе называемых энзимами), которые участвуют в расщеплении или синтезе сложных молекул, в процессах внутриклеточного дыхания, энергетического обмена и многих других. К настоящему времени известны многие тысячи белков-энзимов, каждый из которых выполняет свою уникальную функцию в живых системах.

Сравнительно недавно обнаружилось, что не только белки могут катализировать биохимические процессы – схожие функции могут выполнять и ультрамалые частицы неорганических веществ, например, наночастицы благородных металлов (серебра, золота), оксидов переходных и редкоземельных элементов (железа, титана, церия). Такие «неживые» катализаторы называют нанозимами, сокращенно от «нано»частица и эн«зим». Нанозимы обладают набором особенностей, отличающих их от классических энзимов – они намного более устойчивы к нагреванию, сохраняют каталитическую активность в сильнокислых или сильнощелочных средах, однако обладают на порядки меньшей селективностью и активностью, чем их белковые прототипы. Интерес к нанозимам крайне высок – это связано, прежде всего, с их низкой стоимостью по сравнению с белками и возможностью их масштабируемого производства.

Нанозимы крайне перспективны для создания современных фармацевтических препаратов, поэтому важно, чтобы все их компоненты были биосовместимы и не оказывали токсического действия по отношению к клеткам и тканям живых организмов. Одним из наиболее известных неорганических компонентов нанозимов является диоксид церия, который не только биосовместим, но и стимулирует пролиферацию здоровых клеток, обладая при этом антибактериальным и противовоспалительным действием.