Ученые из России продемонстрировали новый подход по совместному использованию методов масс-спектрометрии высокого разрешения и хемоинформатики для определения биологически активных молекулярных компонентов гуминовых веществ, извлеченных из угля, и нашли вещества с антивирусным действием по отношению к вирусу клещевого энцефалита. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Многокомпонентные смеси природного происхождения, такие как гуминовые вещества, содержащиеся в почве, угле или торфе ‒ важнейший источник биологически активных соединений. Исследование их состава и выделение из них активных компонентов может помочь в разработке новых лекарственных средств. Однако определить индивидуальные соединения в таких системах очень непросто, для этого требуются новые методы, способные отличать и отделять вещества друг от друга.
В совместном исследовании учёные из Сколковского института науки и технологий, ФНЦИРИП им. М.П. Чумакова и МГУ имени М.В. Ломоносова установили, что образцы гуминовых веществ блокируют репродукцию одного из опасных патогенов человека ‒ вируса клещевого энцефалита. Авторы изучили состав гуминовых образцов с помощью технологии масс-спектрометрии высокого разрешения и применили к полученным данным методы хемоинформатики. Они провели сравнение результатов с огромными базами данных химических соединений и установили, какие структурные особенности веществ могут быть связаны с их противовирусной активностью. Анализ данных показал важность наличия природных центральных фрагментов флавоноидов и полифенолов ‒ известных классов природных соединений, обладающих широким спектром биологической активности.
«Нами была предпринята попытка понять, какие структурные мотивы могут быть у молекулярных компонент гуминовых веществ, которые обуславливают их противовирусную активность. Поскольку стандартные методы разделения сложных смесей в случае гуминовых веществ не работают, мы проанализировали, какие известные структуры соответствуют молекулярным составам, определяемым с помощью масс-спектрометрии. Оказалось, что некоторые структуры соответствуют соединениям, часто выделяемым из природных источников, например, флавоноидам. Мы провели дополнительные масс-спектрометрические эксперименты, которые показывают принципиальную возможность соответствия найденных нами в базах данных типов структур молекулярным компонентам гуминовых систем», – рассказывает один из авторов исследования, сотрудник Сколтеха, к.х.н. Александр Жеребкер.
Результаты работы могут служить основой для детального исследования молекулярных механизмов биологической активности, проявляемой гуминовыми веществами и другими неразделимыми многокомпонентными смесями природного происхождения для оценки перспективности создания лекарственных средств на их основе.
*****
Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – негосударственное научно-образовательное учреждение. Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (МТИ), институт готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, развивает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром в новом тысячелетии. Сколтех строит свою работу, опираясь на опыт лучших российских и международных образовательных и исследовательских институтов. При этом особый акцент делается на преподавание навыков предпринимательской и инновационной деятельности. Сайт: http://www.skoltech.ru/
