Ферментоподобная активность наночастиц СеО2, функционализированных биомолекулами, в модельных свободнорадикальных системах

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-73-00251

НазваниеФерментоподобная активность наночастиц СеО2, функционализированных биомолекулами, в модельных свободнорадикальных системах

Руководитель Созарукова Мадина Магамедовна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-601 - Химия новых неорганических функциональных и наноразмерных материалов

Ключевые слова нанозимы, нанодисперсный диоксид церия, белки, аминокислоты, галловая кислота, синергетические эффекты, свободнорадикальный метаболизм, активные формы хлора, активные формы азота, антиоксиданты, хемилюминесценция

Код ГРНТИ31.17.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Целью проекта является комплексный анализ взаимодействия наночастиц СеО2 с биомолекулами и их ферментоподобной активности в модельных свободнорадикальных системах. Поставленная в проекте задача представляет собой широкомасштабное исследование, направленное на получение новых данных о нанодисперсном диоксиде церия как участнике свободнорадикального метаболизма. Актуальность запланированных исследований определяется важной проблемой разработки новых высокоэффективных препаратов для тераностики (терапии и диагностики) социально значимых заболеваний, в том числе обусловленных окислительным стрессом, включая сердечно-сосудистые, нейродегенеративные и онкологические. Актуальность проекта подтверждается устойчивым ростом числа публикаций и патентов по тематике, связанной с разработкой неорганических ферментоподобных соединений (нанозимов) и установлению механизмов их биологической активности, среди которых наиболее ярким и перспективным является нанодисперсный СеО2. Научная новизна проекта состоит в комплексном анализе взаимодействия наночастиц СеО2 с белками, аминокислотами, галловой кислотой, про- и антиоксидантными ферментами и их ферментоподобной активности и синергетических эффектов в модельных свободнорадикальных системах и биологических жидкостях, а также влияния наночастиц СеО2 на антиоксидантные и транспортные свойства основного белка плазмы крови — сывороточного альбумина человека — с применением оригинальных методов и подходов. Подобная задача до настоящего времени не была реализована в России и за рубежом. Достижимость успешного решения поставленной задачи и получения ожидаемых результатов обусловлена следующими обстоятельствами. С 2019 г. руководитель проекта является научным сотрудником лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья ИОНХ РАН, в которой накоплен богатый экспериментальный опыт в области синтеза нанодисперсных оксидных материалов с использованием подходов «мягкой химии», в том числе получения биосовместимых коллоидных систем — гелей и золей, а также значительный опыт анализа структуры подобных объектов с использованием современных инструментальных методов. В частности, в лаборатории выполняются проекты РФФИ и РНФ, связанные с синтезом высокодисперсных оксидных материалов, в том числе на основе диоксида церия (РНФ № 19-13-00416, РНФ № 18-73-10150, РФФИ № 18-29-06014). Активное участие руководителя проекта в работах, связанных с определением антиоксидантной активности наноматериалов, позволило получить необходимый опыт в области синтеза и анализа физико-химических характеристик нанодисперсного диоксида церия. По результатам работ, связанных с анализом биохимической активности и физико-химических свойств CeO2, руководителем проекта опубликованы 3 статьи. Кроме того, с участием руководителя проекта были разработаны новые 1- и 12-канальные отечественные хемилюминометры, специально предназначенные для регистрации кинетики хемилюминесценции в медико-биологических и лабораторных исследованиях. Квалификация руководителя проекта в области биофизической химии подтверждается реализацией проектов по близким тематикам, в том числе РНФ № 14-15-00375, РФФИ № 14-04-01361, РФФИ № 18-015-00234, РФФИ № 18-00-01511 и наличием соответствующих публикаций. Решение поставленных в проекте задач внесет существенный вклад в понимание особенностей и механизмов биохимической активности неорганических ферментоподобных соединений, ярким представителем которых является диоксид церия, в аспекте свободнорадикальных реакций, что является непременным условием для его дальнейшего биомедицинского применения.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Созарукова М.М., Проскурнина Е.В., Попов А.Л., Калинкин А.Л., Иванов В.К. New facets of nanozyme activity of ceria: lipo- and phospholipoperoxidase-like behaviour of CeO2 nanoparticles RSC Advances, V.11(56), P.35351-35360 (год публикации - 2021)
10.1039/D1RA06730C

2. Созарукова М.М., Проскурнина Е.В., Михеев И.В., Полевой Л.А., Баранчиков А.Е., Иванов В.К. Анти- и прооксидантные свойства наночастиц диоксида церия, функционализированных галловой кислотой Журнал неорганической химии (год публикации - 2023)

3. Созарукова М.М., Проскурнина Е.В., Баранчиков А.Е., Иванов В.К. Антиоксидантная активность конъюгатов наночастиц диоксида церия с сывороточным альбумином человека, выделенным из биологических жидкостей Журнал неорганической химии (год публикации - 2023)

4. Созарукова М.М., Чиликина П.А., Новиков Д.О., Проскурнина Е.В., Баранчиков А.Е., Иванов В.К. Cerium dioxide nanoparticles modulate the oxidative metabolism of neutrophils upon blood irradiation with a pulsed broadband source of UV radiation Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics (год публикации - 2023)

5. Кочнева Е.М., Созарукова М.М. Проскурнина Е.В. Флуоресцентные свойства сывороточного альбумина человека в присутствии наночастиц диоксида церия Сборник материалов Международной научной конференции "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНСКОЙ БИОХИМИИ", с. 145-149 (год публикации - 2022)

6. Кочнева Е.М., Пойменова Ю.А., Созарукова М.М., Проскурнина Е.В. Влияние наночастиц диоксида церия на прооксидантные свойства сывороточного альбумина человека Материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2022», с. 941 (год публикации - 2022)

7. Кочнева Е.М., Пойменова Ю.А., Камионская М.В., Созарукова М.М. Антиоксидантные свойства конъюгатов наночастиц диоксида церия с сывороточным альбумином человека Тезисы докладов XIII Конференции молодых ученых по общей и неорганической химии, с. 94 (год публикации - 2023)

Публикации