Новости химической науки > Подобие гемоглобина связывает цианид-ион

Исследователи из Японии создали супрамолекулярную систему, которая связывает цианид-анион по тому же механизму, по которому цианид связывается с белком крови гемоглобином. Результаты новой работы могут стать основной для создания более быстродействующих и эффективных антидотов от цианидного отравления.

Симптомы отравления цианидами, в частности – цианидом калия, известны практически всем любителям детективных и шпионских романов. Цианид-ион быстро угнетает дыхательные центры, и его высокая доза может убить человека за считанные минуты или даже секунды. Поскольку цианиды используются и в промышленности (например – для добычи золота), ежегодно в мире регистрируется немало случаев отравления цианидами, к тому же силовые структуры выказывают обеспокоенность по поводу того, что цианиды могут использоваться террористами. К сожалению, существующие антидоты отравления цианидами действуют медленно и зачастую демонстрируют крайне низкую эффективность.

Например, использующиеся в ряде случаев нитритные антидоты работают за счет окисления железа, входящего в состав гемоглобина жертвы отравления. В результате такого окисления образуется метагемоглобин, который имеет большое сродство связывания с цианидом и, таким образом, блокирует действие цианида. Однако окисление гемоглобина идет медленно, и применение нитритных антидотов чревато опасными для организма побочными эффектами.

Коджи Кано (Koji Kano) с коллегами из Университета Досиса (Киото) смогли ускорить действие потенциальных блокаторов действия цианид-иона, сконструировав связывающую цианид-ион супрамолекулу, подобную по структуре метгемоглобину. Новый комплекс, получивший название Met-hemoCD3, состоит из порфиринового цикла, содержащего железо(III), инкапсулированного в циклодекстриновые димеры.

Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2013, DOI: 10.1002/anie.201302470

Комплекс Met-hemoCD3 связывается с цианид-анионом с образованием нетоксичного CN^–-Met-hemoCD3 в условиях, аналогичных физиологическим условиям человеческого организма. Тесты in vitro показали, что Met-hemoCD3 связывает цианид-ионы быстрее, сем метгемоглобин или гидроксокобаламин (еще один, нашедший широкое применение антидот цианидных отравлений). Исследователи также испытали Met-hemoCD3 на крысах, отравленных цианидом натрия, эти испытания показали его эффективность в лечении цианидных отравлений. Внутривенное введение Met-hemoCD3 успешно возвращало к жизни крыс уже с угнетенными в результате цианидного отравления центрами дыхания, в то время как крысы, не получившие инъекцию Met-hemoCD3, умирали.

Канор отмечает, что скорость связывания цианид-ионов высока, что очень важно для применения нового соединения для экстренной терапии. Исследователь отмечает, что новая система не оказывает токсичное действие на организм теплокровных. В настоящее время Кано собирается начать сотрудничество с представителями медицины с целью проведения клинических испытаний нового антидота.

Тем не менее, Жерар Босс (Gerard Boss) из Университета Калифорнии в Сан-Диего говорит, что несмотря на то, что Met-hemoCD3 может выполнять функции поглотителя цианида, еще не было проделано сравнение скорости связывания цианидов Met-hemoCD3 и коммерчески доступных антидотов in vivo, добавляя, что для хорошего антидота необходимо, чтобы его введение можно было осуществлять с помощью не внутривенной, а внутримышечной инъекции.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2013, DOI: 10.1002/anie.201302470

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #новые материалы, #супрамолекулярная химия