Сотрудники кафедры физхимии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова первыми в мире смогли изучить молекулы гистамина в газообразном состоянии. Это достижение открывает большие перспективы, как теоретические, так и прикладные. Статью об этом, опубликованную в журнале Physical Chemistry Chemical Physics, пересказывает пресс-релиз Московского университета.
Органическое вещество гистамин играет важную роль в регуляции ряда функций в нашем организме. В том числе он является «посредником» (связываясь с рецепторами на поверхности клеток по принципу «ключ-замок») при возникновении самых разных аллергических реакций, от кожных высыпаний и головной боли до анафилактического шока. Соответственно, современные противоаллергенные препараты являются антигистаминными, блокируя действие этого вещества — мешая ему, как ключу, подходить к мембранным «замкам».
Знать геометрию строения молекулы гистамина при этом имеет первостепенную важность, однако до сих пор ученые не смогли разобраться в ней достаточно хорошо. Исследование ученых из МГУ представляет собой важный шаг в этом направлении.
Они использовали метод газовой электронографии: в условиях высокого вакуума тонкий пучок быстрых электронов пропускался сквозь струю пара гистамина. Сталкиваясь с молекулами гистамина, электроны изменяли траектории, и дифракционную картину рассеяния регистрировала специальная аппаратура. Анализ полученной информации потребовал нескольких месяцев сложных квантово-химических расчетов, которые производились в основном в МГУ, но также частично и в Билефельдском университете (Германия).
В результате ученые смогли согласовать между собой все имеющиеся экспериментальные и теоретические данные, построив модель структуры гистамина. «По этой картине можно судить о геометрии молекулы, ее можно сравнить с отпечатком пальца, по которому можно определить хозяина пальца», — сказал Леонид Хайкин, ведущий научный сотрудник лаборатории газовой электронографии химфака МГУ и один из главных авторов данного исследования.
Также удалось экспериментально подтвердить ранее теоретически предсказанный для гистамина механизм таутомеризации — спонтанного перехода молекулы из одного структурного состояния в другое.
Полученные данные уже сейчас можно использовать для создания справочных баз структурных и спектральных данных, развития теоретических представлений структурной химии, оценки реакционной способности соединений. Перспектива прикладного применения более отдаленная, но важная: благодаря этому в будущем, возможно, удастся создать более эффективные лекарства от аллергии.
Научная Россия регулярно пишет о достижениях сотрудников Московского университета. Так, недавно им удалось разработать новый элемент для передачи информации в оптических устройствах и оценить преимущества укладки хромосом в ядре живой клетки «по принципу спагетти».
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
