Химики синтезировали искусственную слизь
Химики из Массачусетского технологического института создали синтетические молекулы слизи, которые обладают функциями настоящего секрета слизистых желез.
Исследование опубликовано в ACS Central Science, коротко о нем рассказывает Science Alert.
Секрет, выделяемый слизистыми железами, действует как барьер: он защищает и увлажняет нежные ткани, уничтожает микробы, улавливает загрязняющие вещества и помогает организму избавиться от них. Человеческое тело ежедневно вырабатывает от 1,5 до 2 л слизи каждый день только в дыхательных путях. Также слизистый секрет покрывает наши легкие и желудочно-кишечный тракт.
Однако муцины, белковые «строительные блоки» слизи, воспроизвести искусственно ранее не удавалось. Муцины состоят из длинного белкового шипа, имеющего множество щетинок из углеводных полимеров, называемых гликанами. Предыдущие исследования показали, что гликаны препятствуют способности бактерий общаться друг с другом, прикрепляться к поверхностям и выделять токсины. Протеиновый шип состоит из тысяч различных аминокислот, и есть много разных типов гликанов, которые могут составлять щетинки.
Команда ученых начала с углеродных кольцевых молекул и применила процесс, который превращал их в прямую линию. Затем полученные молекулы, каждая из которых содержит двойную связь углерод — углерод, были соединены вместе, чтобы сформировать полимерный стержень синтетического муцина.
Каждый атом углерода обычно связан с другой химической группой, и полимер может принимать разные формы в зависимости от того, где они присоединены. В цис-форме две группы — углеродная и другая — находятся на одной стороне, в трансформе — на противоположных сторонах.
Команда создала обе формы и протестировала их.
Транс-полимеры превратились в маленькие капли, не очень похожие на муцины. Они оказались не особенно эффективны для улавливания токсинов, выделяемых бактерией Vibrio cholerae.
Однако цис-полимеры оставались удлиненными, и при воздействии V. cholerae они не только эффективно улавливали токсины, но и работали даже лучше, чем настоящие муцины — даже с учетом того, что на них не было гликановых щетинок.
Кроме того, команда обнаружила, что цис-полимеры растворимы в воде в большей степени, чем природный муцин. Это означает, что они могут быть включены в кремы и гели для местного применения и, возможно, даже в глазные капли.
Исследование может помочь в разработке новых методов лечения инфекционных заболеваний.
Фото: Shutterstock
