Новости химической науки > Найден ответ на вопрос, как плутоний попадает в клетки

Многие годы известно, что при случайном попадании плутония в организм, искусственно полученный радиоактивный металл не выводится из него в течение длительного времени, однако до настоящего времени у исследователей не было идеи на счет того, как он абсорбируется организмом.

Исследователи из США обнаружили, каким образом клетки «усваивают» плутоний, отчасти подтвердив высказанную ранее гипотезу.

Марк Йенсен (Mark Jensen) из Аргоннской Национальной лаборатории продемонстрировали, что плутоний пользуется чужим транспортным средством – молекулярной машиной, предназначенной для доставки железа в клетки млекопитающих – транспортного белка трансферрина.

Сара Хит (Sarah Heath), химик из Университета Манчестера отмечает, что распознавание белком, переносящим железо, более массивного плутония может показаться невероятной только с первого взгляда – на самом деле реакционная способность обоих металлов достаточно близка, например и ионы железа и ионы плутония характеризуются одинаковой плотностью заряда.

Пространственное строение комплексов металл-трансферрин. (Рисунок из Nature Chem. Biol., 2011, doi: 10.1038/nchembio.594)

Исследователи из группы Йенсена решили изучить, как живые организмы могут различить ионы металлов. Для этого они попытались «обмануть» рецептор трансферрина и заставить его связаться с плутонийсодержащим трасферрином, однако, хотя плутоний и мог заместить железо, образовав комплекс с транспортным белком, было обнаружено, что рецевтором связывается лишь одна форма комплекса трансферрин-плутоний. Как отмечает Йенсен, именно в тот момент исследователи осознали, что результаты ранее проведенных фундаментальных исследований, посвященных распознаванию этой пары ионов белками, должны быть в значительной степени скорректированы.

Обычно трансферрин образует комплекс, в состав которого входит два иона железа, один из которых связан с С-концевым аминокислотынм остатком, а другой – с N-концевым. Однако, если с обоими концами трансферрина оказываются связанными ионы более объемного плутония, трансферрин настолько значительно изменяет свою конформацию, что уже не может распознаваться рецептором трасферрина. С помощью синхротронной рентгеновской флуоресцентной спектроскопии исследователи показали, что комплекс состава трансферрин : 2Pu не может абсорбироваться клетками.

Дальнейшее исследование показало, что в клетки может попадать только комплекс, в котором трансферрин связан с плутонием за счет С-концевого аминокислотного остатка и с железом – за счет N-концевого остатка. Таким образом, хотя плутоний и «арендует» молекулярные машины для доставки железа в клетки, этот элемент не может попасть в организм без помощи железа.

Исследователи из группы Йенсена также обнаружили ряд молекулярных мишеней, блокировка которых позволит предотвратить попадание плутония в организм .

Источник: Nature Chem. Biol., 2011, doi: 10.1038/nchembio.594

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология, #химия полимеров, #элементоорганическая химия