Ученые из Майнцского университета Иоганна Гутенберга обнаружили, что наночастицы триоксида молибдена окисляют сульфит в сульфат в клетках печени по аналогии с ферментом сульфитной оксидазы. Функционализированные наночастицы троксида молибдена могут пересекать клеточную мембрану и накапливаться в митохондриях, где они восстанавливают активность сульфитной оксидазы, пишет ACS Nano.
Сульфит оксидазы – это содержащий молибден фермент, расположенный в митохондриях клеток печени и почек, который катализирует окисление сульфита в сульфат, регулируя метаболизм липидов, что играет важную роль в процессе детоксикации.
Отсутствие функционирующей сульфитной оксидазы является редким смертельным генетическим заболеванием, которое вызывает неврологические расстройства, умственную отсталость, физические уродства и деградацию мозга, которая в конечном итоге ведет к преждевременной смерти. Различные лекарственные методы лечения этого дефицита пока не достигли абсолютного успеха.
Теперь группа немецких ученых под руководством профессора Вольфганга Тремеля решила провести исследования, которые могут заложить основу для будущего терапевтического применения наночастиц триоксида молибдена, что в свою очередь даст новые возможности для лечения дефицита сульфитной оксидазы.
Само снижение уровней сульфитной оксидазы вполне может вызвать проблемы со здоровьем даже у здорового человека. Кроме того, сульфиты используются в качестве консервантов в продуктах питания (например, в красном вине, виноградном соке или соленых огурцах). Люди, имеющие низкие уровни сульфитной оксидазы, страдают от таких симптомов, как усталость, астма, понижение уровня сахара в крови или головная боль.
До настоящего момента исследования ферментативно активных наночастиц были крайне немногочисленными. Но то, что простые неорганические наночастицы могут имитировать ферментативную активность, поистине удивляет: искусственные ферменты могут копировать основные и общие принципы природных ферментов.
Скорее всего, в будущем некоторые искусственные ферменты смогут помогать понять клеточные реакции, происходящие в природных ферментах, а также будут использованы в качестве терапевтических агентов.
В использовании наночастиц есть свои преимущества: например, оксид молибдена значительно дешевле и куда более стабилен, нежели генетически произведенные ферменты. На следующем этапе работы исследователи планируют проверить, сохранится ли активность наночастиц-ферментов в живых организмах.