РУС ENG
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Российская Академия Наук

«Радикальный день» ИОХ РАН и его подробности

24 ноября 2021 г.

В середине ноября в Институте органической химии имени Н.Д. Зелинского прошел форум «Радикальный день ИОХ РАН», посвященный химии и прикладным аспектам органических радикалов

В программе мероприятий, направленных на установление новых творческих связей между исследователями, отдельное место занял доклад научного сотрудника Новосибирского Международного томографического центра, преподавателя НГУ Натальи Артюховой.

Доклад был посвящен практическому приложению нитроксильных радикалов в медицине, в биотехнологии и в химии координационных соединений. Также были обсуждены синтез исследование в живом организме контрастных агентов на основе нетоксичных стабильных нитроксильных радикалов. Эти частицы отличает высокая растворимость в воде, устойчивость в биологических средах с широким диапазоном pH, низкая токсичность, и хорошие визуализационные свойства по отношению к патологическим очагам.

Значительная часть лекции была посвящена использованию нитроксилов как спиновых меток в биохимических исследованиях. С их помощью методом Электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) можно исследовать не только биополимеры любого размера, но и структурные ансамбли, которые могут быстро изменяться, как, например, комплексы человеческих рибосом с двумя молекулами РНК: матричной, по которой собирается белок, и транспортной, доставляющей на «фабрику» отдельные аминокислоты.

Исследования с помощью ЭПР таких ансамблей, моделирующих этапы синтеза белков у млекопитающих, выявили высокую лабильность комплексов матричной РНК с рибосомами, которые легко распадаются и поэтому не могут быть визуализированы методами рентгеноструктурного анализа и криоэлектронной микроскопии.

В ходе доклада были рассмотрены полученные в Международном томографическом центре результаты в области координационной химии. Так, на сегодняшний день особое внимание исследователей со всего мира привлечено к технологии создания так называемых «дышащих кристаллов», представляющих собой координационные соединения на основе гексафторацетилацетоната меди (II) со стабильными нитроксильными радикалами.

Особенность данных соединений заключается в том, что при определенной температуре они претерпевают существенную структурную трансформацию, перестройку внутри твёрдой фазы. В каждом монокристалле в процессе фазового перехода происходит огромное множество взаимосогласованных (когерентных) движений, наблюдаются резкие изменения линейных размеров, а их объем может изменяться практически скачком на величину иногда большую, чем 10 %. При этом они не разрушаются, а сохраняют свое качество, необходимое для проведения рентгеноструктурного исследования, что является крайне редким явлением. Из-за сходства процесса сжатия-расширения при повторении циклов нагревание-охлаждение с изменением объема грудной клетки во время дыхания данные объекты и получили свое необычное название. Предоставленные Натальей Артюховой в рамках доклада данные о влиянии давления на магнитную аномалию в «дышащих» кристаллах наглядно продемонстрировали значимость и перспективность этой разработки.

«Радикальный день ИОХ РАН», посвященный химии и прикладным аспектам органических радикалов, состоялся 12 ноября. В ходе программы мероприятий гости имели возможность узнать о российской научной школе стабильных органических радикалов, синтетической химии органических радикалов, принципах конструирования высокоспиновых молекул, магнетиках на молекулярной основе, парамагнитных нанографеновых материалах, роли радикалов в материаловедении, биологии и медицине. С выступлениями в программе приняли участие д.х.н. Евгений Третьяков (ИОХ РАН) и к.х.н. Наталья Артюхова (МТЦ СО РАН).