Журнал "Российские нанотехнологии" принял к публикации обзор по взаимодействию наночастиц с белками и пептидами

24 июня получено сообщение о принятии в печать журналом "Российские нанотехнологии" обзора "Взаимодействие белков и пептидов с наночастицами. Структурные и функциональные аспекты". Авторы обзора — сотрудники Группы наномедицины ЛНБИ К.А. Румянцев, А.А. Шеметов и А.В. Суханова и руководитель ЛНБИ И.Р. Набиев.

Все более широкое использование наночастиц в диагностических и терапевтических целях (например, в качестве компонентов диагностических нанозондов, разрабатываемых Группой наномедицины) ставит вопрос об их поведении в организме. Действительно, благодаря своему размеру, наночастицы способны проникать практически во все органы и ткани, клетки и клеточные органеллы. При этом, помимо выполнения своей основной функции (того, ради чего их вводят в организм), наночастицы могут взаимодействовать с самыми разными биомолекулами. Необходимо четко представлять себе вероятность такого "незапланированного" взаимодействия и его возможные последствия, а также знать его механизмы, чтобы поставить это взаимодействие под контроль.

В первую очередь заслуживает внимания взаимодействие наночастиц с белками, которые участвуют во всех механизмах жизнедеятельности. Проработав большой объем литературы (более 180 источников), авторы составили самую, наверное, подробную на сегодняшний день систематизированную сводку данных о взаимодействия различных нанообъектов с различными белками и пептидами (для удобства она приведена в статье в виде таблицы).

Вкратце, имеющиеся в литературе данные можно обобщить следующим образом. В некоторых случаях взаимодействия наноразмерных частиц с белками могут приводить к появлению на поверхности белковой молекулы ранее скрытых пептидных эпитопов, а также к появлению у белков новых, нефизиологических функций, вызванных их структурными модификациями. Высокие локальные концентрации белков, возникающие при их адсорбции на наночасцицах, могут изменять их структуру и функции за счет эффекта авидности (тесного пространственного расположения одинаковых молекул). Взаимодействие наночастиц с белками может вызывать кооперативные эффекты, тем самым вызывая (или ускоряя) либо предотвращая (замедляя) образование белковых фибрилл или стимулируя агрегацию наночастиц на макромолекулах.

Что касается механизмов взаимодействия, в обзоре подробно рассмотрена роль характеристик поверхности наночастиц (гидрофобности или гидрофильности, электрического заряда, кривизны поверхности) в их взаимодействии с белками.

По понятным причинам, особенно пристального внимания заслуживает возможное токсическое действие наночастиц. В этом смысле особенно интересны данные о стимулировании наночастицами образования амилоидоподобных структур, аналогичных тем, что возникают при нейродегенеративных заболеваниях (например, болезни Альцгеймера).

Обзор, по-видимому, будет полезен всем, кто интересуется биологическими и медицинскими приложениями наночастиц и нанотехнологий.

 
 
 
© 2012 Laboratory of Nano-BioEngineering