Волновой диффузионный перенос белка HIF-1α на СООН-МУНТ и регулирование им кислорода в биоклетках
Ministry of education and science of Russian Federation, Government Statement of Work for ISPMS SB RAS, FWRW-2022-0002
Ministry of education and science of Russian Federation, Government Statement of Work for SSU, FSRR-2023-0008
Бобенко Н.Г.
1, Шунаев В.В.
2, Егорушкин В.Е.
1, Глухова О.Е.
2,31Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
2Институт физики, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
3Первый московский государственный медицинский университет им. И.М.Сеченова, Москва, Россия
Email: nbobenko@ispms.ru, vshunaev@list.ru, oeglukhova@yandex.ru
Поступила в редакцию: 22 декабря 2023 г.
В окончательной редакции: 22 декабря 2023 г.
Принята к печати: 22 декабря 2023 г.
Выставление онлайн: 29 февраля 2024 г.
Легированные азотом многослойные углеродные нанотрубки, функционализированные карбоксильными группами (COOH-N-МУНТ), успешно используются для доставки различных лекарственных средств, генов и белков. Доставка и контролируемый выход белка HIF-1α из носителя является важной задачей, так как его недостаток или избыток приводит к развитию гипоксии, онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний. С использованием метода функционала электронной плотности и метода квантовых уравнений движения проведены моделирование и анализ электронно-энергетических свойств комплекса COOH-N-МУНТ/HIF-1α, определены структурные условия эффективного прикрепления и доставки белка HIF-1α, описаны условия волновой диффузии при доставке и регулировании концентрации кислорода белком HIF-1α в биоклетках. Показано, что основную роль в диффузной релаксации, регуляции кислорода и возможности доставки лекарств играет гибридизация электронных состояний. Природа волновой диффузии определена гибридизацией группы -OH белка HIF-1α и карбоксильной группы COOH-N-МУНТ. Ключевые слова: углеродные нанотрубки, индуцированный гипоксией фактор HIF-1α, карбоксильная группа, метод функционала электронной плотности в приближении сильной связи, метод квантовых уравнений движения, волновая диффузия.
- M. Nakane. J. Intensive Care, 8, 95 (2020). DOI: 10.1186/s40560-020-00505-9
- Z. Qing, Y. Qin, Y. Haifeng, W. Wenyi. Genes. Dis., 6 (4), 328 (2019). DOI: 10.1016/j.gendis.2019.10.006
- H. Zare, S. Ahmadi, A. Ghasemi, M. Ghanbari. Int. J. Nanomed, 16, 1681 (2021). DOI: 10.2147/IJN.S299448
- R. Jha, A. Singh, P.K. Sharma, N.K. Fuloria. J. Drug Deliv. Sci. Technol., 58, 101811 (2020). DOI: 10.1016/j.jddst.2020.101811
- M. Darroudi, S.E. Nazari, P. Kesharwani, M. Rezayi, M. Khazaei, A. Sahebkar. Emerging Applications of Carbon Nanotubes in Drug and Gene Delivery (Elsevier Ltd., 2023)
- A.K. Mehata, A. Setia, Vikas, A.K. Malik, R. Hassani, H.G. Dailah, H.A. Alhazmi, A.A. Albarraq, S. Mohan, M.S. Muthu. Pharmaceutics, 15, 722 (2023). DOI: 10.3390/pharmaceutics15030722
- B.O. Murjani, P.S. Kadu, M. Bansod, S.S. Vaidya, M.D. Yadav. Carbon Lett., 32, 1207 (2022). DOI: 10.1007/s42823-022-00364-4
- G. Bartholomeusz, P. Cherukuri, J. Kingston, L. Cognet, R. Lemos, T.K. Leeuw, L. Gumbiner-Russo, R.B. Weisman, G. Powis. Nano Res., 2, 279 (2009). DOI: 10.1007/s12274-009-9026-7
- Y. Wang, C. Wang, Y. Jia, X. Cheng, Q. Lin, M. Zhu, Y. Lu, L. Ding, Z. Weng, K. Wu. PLoS ONE, 9, e104209 (2014). DOI: 10.1371/journal.pone.0104209
- D. Chudoba, M. Jazdzewska, K. udzik, S. Wo oszczuk, E. Juszynska-Ga azka, M. Koscinski. Int. J. Mol. Sci., 22, 12003 (2021). DOI: 10.3390/ijms222112003
- J.M. Tan, S. Bullo, S. Fakurazi, M.Z. Hussein. Sci. Rep., 10, 16941 (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-73963-8
- K.A. Prosolov, E.G. Komarova, E.A. Kazantseva, A.S. Lozhkomoev, S.O. Kazantsev, O.V. Bakina, M.V. Mishina, A.P. Zima, S.V. Krivoshchekov, I.A. Khlusov, Y.P. Sharkeev. Materials, 15, 4643 (2022). DOI: 10.3390/ma15134643
- M. Elstner, D. Porezag, G. Jungnickel, J. Elsner, M. Haugk, Th. Frauenheim, S. Suhai, G. Seifert. Phys. Rev. B, 58, 7260 (1998). DOI: 10.1103/PhysRevB.58.7260
- V. Shunaev, O. Glukhova. Lubricants, 10 (5), 79 (2022). DOI: 10.3390/lubricants10050079
- V.V. Shunaev, O.E. Glukhova. Membranes, 11 (8), 642 (2021). DOI: 10.3390/membranes11080642
- M. Gaus, A. Goez, M. Elstner. Chem. Theory Comput., 9 (1), 338 (2012). DOI: 10.1021/ct300849w
- R.S. Mulliken. J. Chem. Phys., 23, 1833 (1995). DOI: 10.1063/1.1740588
- А.И. Базь, Я.Б.А. Зельдович, А.М. Переломов. Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике (Наука, М., 1971)
- A.A. Belosludtseva, N.G. Bobenko, V.E. Egorushkin, P.M. Korusenko, N.V. Melnikova, S.N. Nesov. Synth. Met., 280, 116866 (2021). DOI: 10.1016/j.synthmet.2021.116866
- Электронный ресурс. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Summary for CID 16124726. Режим доступа: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/lw6 (Accessed Nov. 25, 2022)
- E.M. Lifshitz, L.P. Pitaevskii. Physical Kinetics (Pergamon, London, UK, 1981)
- D. Forster. Hydrodynamic Fluctuations, Broken Symmetry, and Correlation Functions (CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2018)
- Y. Fu, W.J. Kao. Expert Opin Drug Deliv., 7, 429 (2010). DOI: 10.1517/17425241003602259
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
