ТОП-15 препаратов для сосудов
Мы часто воспринимаем свое здоровье, как совокупность нормального функционирования внутренних органов. Каждый из нас хочет иметь здоровое сердце, ясный разум, хорошо работающие почки и печень. Но редко мы задумываемся о состоянии сосудистой сети. Именно на нее ежедневно ложится нагрузка переноса большого объема крови. Артериальные сосуды транспортируют питательные вещества и кислород, а венозные – продукты тканевого обмена и углекислый газ.
Фармацевтическая промышленность предлагает нам много препаратов, предназначенных для восстановления сосудистых функций. Лекарственных средств данного типа очень много, поэтому они объединены в группы. Мы подобрали лучшие препараты для сосудов, которые эффективны и безопасны. В рейтинге представлены лекарственные средства в порядке убывания их значимости. Мы предлагаем изучить, какие хорошие таблетки для сосудов вошли в ТОП лучших препаратов. Перед началом терапии не забывайте проконсультироваться с врачом.
Классификация препаратов для сосудов
Механизм действия сосудистых препаратов отличается механизмом достигаемым эффектом и способом корректировки тонуса. Сужение капилляров и артерий является серьезной причиной отклонений в работе внутренних органов. В ряде случаев это несет даже опасность для жизни. Это связано с тем, что сосудистая система не только обеспечивает внутренние органы и структуры питательными веществами, но и насыщает их кислородом, выводя шлаки и отработанные материалы наружу.
Какие лучше препараты для сосудов может определить только врач. В основу классификации лекарственных средств входит область локализации патологического процесса в организме:
Отдельно следует выделить препараты для нормализации кровотока в мозге. Показаны для улучшения здоровья сосудов и восстановления мозгового кровообращения. Действие направлено на расширение артерий и капилляров, устранение спазмов и укрепление стенок сосудистых структур. В данную группу входят блокаторы кальциевых каналов, антигипоксанты и антиоксиданты, ноотропы и лекарства от атеросклероза.
Не нужно упускать из вида препараты, очищающие кровеносные сосуды. Действие лекарственных средств направлено на снижение уровня холестерина в крови и разрушение атеросклеротических бляшек в сосудистом русле. К сердечно-сосудистым препаратам относятся гиполипидемические средства, а также медикаменты разжижающие кровь и укрепляющие сосудистые стенки, спазмолитики, витамины и
БАДы.
Для улучшения кровообращения назначаются статины, фибраты, секвестранты желчных кислот. Статины рекомендуется принимать длительными курсами. Они восстанавливают уровень холестерина, исключая его отложение в сосудах. Фибраты уменьшают «плохой» холестерин, повышая «хороший». Курс лечения длится до 2 месяцев. Секвестранты желчных кислот связывают холестерин, содержащийся в кишечнике, и выводят его наружу, не давая всасываться
Нейротропные средства
Нейротропы выполняют следующие функции:
Препараты для расширения сосудов головного мозга напрямую не воздействуют на сосудистые структуры, но способствуют улучшению процессов метаболизма и микроциркуляции.
Ноотропные препараты
Медикаментозные средства направлены на улучшение и стимуляцию процессов в головном мозге. Показания к использованию – быстрое восстановление после инсульта и повышение уровня бодрствования. Выбирать ноотропные препараты нужно, руководствуясь результатами проведенной диагностики.
При приеме антагонистов кальция здоровым человеком происходит подстегивание когнитивных процессов, что улучшает процесс запоминания информации, позволяет продуктивнее и быстрее думать, а также легче переносить стрессовые ситуации. Но с данными препаратами нужно быть осторожным, т. к. они повышают вязкость крови, что приводит к гипоксии клеток. 
Миотропные средства
Самые лучшие препараты для сосудов – спазмолитические. Они снижают тонус мышечной стенки сосудов и расширяют просвет артерий внутренних органов. Данное действие приводит к улучшению кровотока.
Антиагреганты и антикоагулянты
Антиагреганты на подавление объединения эритроцитов и тромбоцитов. Склеивание и соединение (агрегация) приводят к сгущению крови, что чревато образованием тромбов и бляшек. Антиагреганты оставляют тромбоциты и эритроциты отдельными кровяными телами, препятствуя их соединению. Также обладают противогипертензивным эффектом.
Антикоагулянты замедляют рост тромбина в крови и протромбина в печени. Данные ферменты способствуют свертываемости крови. Чем меньшее количество вырабатывается, тем жиже кровь. Средства антикоагулянтного действия отличаются степенью всасывания, механизмом действия и длительностью выведения из организма.
Венотоники
Венопротекторные и венотонизирующие препараты оказывают комплексное воздействие:
Венотоники широко используются для профилактики сердечных и сосудистых заболеваний. При комплексном лечении используются в качестве вспомогательных средств.
Причины болезней сосудов
Кровеносная система является уникальной структурой человеческого организма. В основу входит сердце, которое перекачивает кровь. Из кровеносных сосудов образуется сеть так называемых полых трубок, которые окутывают тело. Сокращение сосудистых стенок создает давление, посредством которого обеспечивается циркуляция крови. Здоровая сосудистая система помогает справиться с любыми стрессами и нагрузками.
Почему снижается прочность кровеносных сосудов и нарушается система кровоснабжения? Среди основных причин следует выделить:
Не стоит упускать из вида такую причину развития сосудистых заболеваний, как наследственная предрасположенность. Функциональные и структурные сосудистые нарушения формируются еще в период внутриутробного развития. Недостаточность надпочечников и дисплазия соединительной ткани передаются по наследству. Данные процессы чреваты развитием варикозного расширения вен и иным заболеваниям сосудистых структур (атеросклероз, тромбофлебит, артериальная гипертензия и пр.).
Рейтинг препаратов для сосудов
Чтобы читателю было проще определить, какие препараты для сосудов самые лучшие, мы предлагаем следующий рейтинг.
№1 – «Актовегин» (таблетки)
Таблетки, покрытые оболочкой, разработаны на основе депротеинизированного гемодеривата крови телят для активизации обменных процессов в тканях, улучшения трофики и стимуляции восстановительных процессов.
Антигипоксант «Актовегин» оказывает следующие эффекты:
Таблетки «Актовегин» устраняют симптомы сосудистых нарушений через 30 минут после приема. Максимальный эффект достигается через 2-6 часов после перорального применения.
Входит в число лучших лекарств для сосудов мозга, т. к. состоит исключительно из физиологических веществ, обычно присутствующих в организме. Несмотря на это, перед началом приема препарата следует проконсультироваться с врачом.
Производитель: Takeda [Такеда], Россия
№2 – «Актовегин» (раствор для инъекций)
Инъекции «Актовегин» считаются лучшим лекарством для сосудов благодаря тому, что оказывает комплексное воздействие: метаболическое (активирует обменные процессы), микроциркуляторное (увеличивает скорость капиллярного тока) и нейропротекторное (предотвращает гибель клеточных структур).
Назначается при когнитивных нарушениях, дисфункциях системы периферического кровоснабжения и диабетических полиневропатиях. Препарат может вызвать анафилактическую реакцию, поэтому предварительный тест на чувствительность является обязательным.
Производитель: Takeda [Такеда], Австрия
№3 – «Цераксон» (раствор для внутривенного применения)
«Цераксон» является лучшим препаратом для сосудов, учитывая отзывы. Ноотроп разработан на основе цитиколина. Направлен на восстановление поврежденных клеточных мембран, ингибирование действия фосфолипазы и остановку избыточного образования свободных радикалов. Воздействует на механизмы апоптоза, предотвращая гибель клеточных структур.
Инъекции «Цераксона» назначаются в остром периоде инсульта для уменьшения объема поражения тканей мозга. В случае черепно-мозговой травмы позволяет уменьшить длительность посттравматической комы. Раствор для внутривенного введения особенно эффективен при лечении двигательных и чувствительных неврологических нарушениях сосудистой и дегенеративной этиологии.
Производитель: Ferrer Internacional [Феррер Интернейшенал], Испания
№4 – «Церетон» (капсулированная форма)
Ноотропный препарат разработан на основе холина альфосцерата. Холиномиметик центрального действия находится в первых рядах рейтинга лучших препаратов для сосудов головы.
Особенности капсул «Церетон»:
Препарат «Церетон» положительно воздействует на поведенческие и познавательные реакции пациентов, страдающих сосудистыми заболеваниями головного мозга. Преимущество заключается в отсутствии мутагенного и тератогенного действия. Является лучшим лекарством для чистки сосудов.
Производитель: Сотекс ФармФирма, Россия
№5 – «Глиатилин» (капсулы)
Лучший препарат для сосудов головы разработан на основе холина альфосцерата. Холиномиметик центрального действия воздействует на рецепторы центральной нервной системы, обеспечивая передачу нервных импульсов и улучшая их функцию.
Показано ноотропное средство в следующих случаях:
Среди побочных реакций чаще всего возникает тошнота. Принимать капсулы «Глиатилин» не рекомендуется беременным и кормящим женщинам.
Производитель: Italfarmaco [Италфармако], Россия
№6 – «Мексидол» (таблетированная форма и раствор для инъекций)
Антиоксидантный препарат предназначен для лечения патологий нервной системы. Таблетки «Мексидол» разработаны на основе этилметилгидроксипиридина сукцината.
Ингибитор свободнорадикальных процессов обладает анксиолитическим, противосудорожным и ноотропным действием. Лучший препарат для сосудов головного мозга повышает восприимчивость организма к негативному действию таких факторов, как ишемия, гипоксия, шок и пр. Преимуществом является улучшение процессов метаболизма и кровоснабжения головного мозга. Гиполипидные таблетки также уменьшают содержание общего холестерина в крови.
Раствор «Мексидола» вводится капельно или струйно. Передозировка не вызывает серьезных нарушений. Проявляется в виде бессонницы или сонливости.
Производитель: Мир-Фарм, Россия
Производитель: Фармасофт, Россия
№7 – «Милдронат» (капсулы)
Входит в рейтинг лучших препаратов для сосудов головного мозга благодаря комплексному воздействию. Метаболическое лекарственное средство содержит в составе мельдония дигидрат (действующее вещество). Препарат представляет собой структурный аналог вещества, находящегося в каждой клетке человеческого организма (гамма-бутиробетаина).
Рекомендуется использовать при повышенной нагрузке для восстановления равновесия между потребностью клеток в кислороде и его доставкой. Препарат оказывает тонизирующее влияние и повышает устойчивость организма к нагрузкам.
Производитель: Grindex [Гриндекс], Латвия
№8 – «Ноопепт» (таблетки)
Ноотропный препарат, обладающий нейропротективными свойствами. Улучшает память и способность к обучению. Лучшие таблетки для сосудов действуют на все фазы процессинга:
Предотвращает развитие амнезии, которая может быть вызвана электрошоком. «Ноопепт» уменьшает объем очага при тромботической модели инсульта и предотвращает гибель нейронов.
Производитель: Фармстандарт-Лексредства, Россия
№9 – «Пантогам» (таблетки)
Ноотропное лекарственное средство противосудорожного действия стоит на девятом месте самых лучших препаратов для сосудов головы. Способствует повышению устойчивости головного мозга к влиянию токсических веществ, обладает умеренным седативным действием и мягким стимулирующим эффектом. Активизирует физическую и умственную работоспособность.
Часто назначается после отмены этанола и при хронической алкогольной интоксикации. Обладает выраженным пролонгированным действием.
Производитель: Пик-Фарма, Россия
№10 – «Пикамилон» (таблетки)
Ноотропное средство расширяет сосуды головного мозга. Оказывает выраженное психостимулирующее и транквилизирующее действие. Является лучшим лекарством для сосудов головного мозга благодаря тому, что оказывает комплексное действие – нормализует метаболизм и восстанавливает мозговое кровообращение.
Назначается при депрессивных расстройствах в пожилом возрасте, при астении и цереброваскулярной недостаточности. Улучшает состояние при страхе, тревогах и чрезмерной раздражительности. Используется для проведения комплексной терапии при алкогольной интоксикации.
Производитель: Фармстандарт-Лексредства, Россия
№11 – «Пирацетам» (капсулы)
Ноотропный препарат оказывает положительное влияние на кровообращение мозга и обменные процессы. Также «Пирацетам» обладает следующим действием:
Производитель: Озон ООО, Россия
№12 – «Бетасерк» (таблетки)
Препарат гистамина улучшает микроциркуляцию лабиринта. Назначается при нарушениях со стороны вестибулярного аппарата. Расширяет прекапилляры, облегчая микроциркуляцию.
Препарат для сосудов головы является самым лучшим для лечения лабиринтных нарушений, вестибулярного неврита, доброкачественного позиционного нарушения. Эффективно борется с атеросклерозом сосудов головного мозга в комплексе с другими препаратами.
Производитель: Верофарм, Россия
№13 – «Вертран» (таблетки)
Производитель: Belupo [Белупо], Республика Хорватия
Назначается для лечения болезни Меньера, при водянке лабиринта внутреннего уха и при вестибулярных нарушениях. Хорошее лекарство для сосудов при посттравматической энцефалопатии и вертебробазилярной недостаточности.
№14 – «Фезам» (капсулы)
Препарат для улучшения метаболизма и кровообращения головного мозга. Ноотропное средство обладает выраженным сосудорасширяющим и антигипоксическим эффектом.
Разработан на основе циннаризина и пирацетама. Показан при недостаточности мозгового кровообращения, интоксикации и заболеваниях ЦНТ. Также рекомендован для лечения после черепно-мозговых травм, астенического синдрома, для профилактики кинетозов и мигрени.
Производитель: Балканфарма, Болгария
№15 – «Кавинтон» (таблетки)
Производитель: Gedeon Richter [Гедеон Рихтер], Австрия
Выводы
Ознакомившись с предложенным рейтингом, читатель сможет выбрать лучшие таблетки для сердца и сосудов. Перед покупкой рекомендуется проконсультироваться с врачом и изучить инструкцию по применению.
Только опытный специалист знает, какой препарат лучше для сосудов головного мозга, а какой способствует нормализации реологических свойств крови (преимущественно вязкости). Мы не рекомендуем заниматься самолечением. Любой препарат должен быть подобран с учетом результатов проведенных обследований.
Бактерии, синтезирующие наночастицы золота, можно использовать как биосенсоры золотоносных ручьев
Коллоидные растворы золота и серебра могут иметь самые разные цвета
По легенде, фригийский царь Мидас обладал даром превращать все, к чему прикасается, в золото. Этот дар он получил в подарок от бога Диониса за то, что спас его учителя. Правда, после этого царь был не в восторге: в золото превращались также его еда и питье, так что замечательная способность была пагубной (он в результате от нее и отказался). Однако теперь
ученые обнаружили «Мидас-бактерии», для которых способность к обращению вещества вокруг себя в золото не только не пагубна, но даже полезна и жизненно необходима.
Речь идет о бактериях Delftia acidovorans. Они живут в тонких пленках, которые формируются на поверхности золотых отложений. Металлическое золото, как известно, крайне химически неактивно (за что и считается «благородным» металлом, одна из немногих сред, растворяющих его — царская водка, смесь азотной и соляной кислот), чего не скажешь об ионах золота. Они и представляют опасность для бактерий: микроорганизмы погибают при контакте с ними.
Чтобы защитить себя, бактерии «разработали» собственную систему детоксикации среды: ионы золота они переводят в безопасные для себя наночастицы золота.
Работа, в которой рассказывается об этом механизме самозащиты бактерий, опубликована учеными из Макмастерского университета в Гамильтоне (провинция Онтарио, Канада) в журнале Nature Chemical Biology.
«Эти бактерии обладают потенциалом использования в золотоизвлечении. Можно использовать как сами бактериальные клетки, так и вещество, которое они выделяют», — полагает Натан Магарвей, руководивший исследованием.
Он считает, что таким образом можно не только выделять растворенное золото, но и создать сенсоры, которые будут определять золотоносные ручьи и реки.
Защиту от ионов золота бактерии обеспечивает специальный белок, получивший название дельфтибактин А. Микроорганизм выделяет его в окружающую среду, когда «чувствует» присутствие ионов золота. Белок восстанавливает ионы до металлического золота, которое собирается в наночастицы размерами 25–50 нм. По мере роста бактерии вокруг нее образуются «очаги» золота.
Ученым удалось подтвердить важность этого механизма для защиты бактерий с помощью генной инженерии.
Когда ген, кодирующий дельфтибактин А, искусственно выключили, бактерии погибали в среде хлорида золота. А добавление туда белка извне спасало ситуацию.
Бактерии, изученные Магарвеем и его коллегами, принадлежат к одному из двух видов, живущих в золотых средах. И те и другие открыли около десяти лет назад в группе Фрэнка Рейта из Университета Аделаиды (Австралия). В 2009 году Рейт обнаружил, что
второй вид бактерий — Cupriavidus metallidurans (для него ионы золота тоже смертоносны), выживает с помощью несколько более рискованной стратегии: ионы золота переводятся в металлическое состояние внутри клеток, а не вне, как в случае Delftia acidovorans.
«Если дельфтибактин селективен по золоту, он может быть полезен для выделения золота или как биосенсор. Но трудно сказать, сколько золота он может обнаруживать и перерабатывать», — отметил Рейт.
Интересно, что наночастицы золота из-за малого размера выглядят совсем не так, как большие частицы. В частности, вода, насыщенная ими, совсем не выглядит как золотой поток — ее цвет ярко-фиолетовый.
Бактерии Delftia acidovorans выделяют вещество, способствующее биоминерализации золота
Рис. 1. Электронная микрофотография комплекса дельфтибактина с золотом. Дельфтибактин добавили к раствору солей золота за 10 минут до того, как была сделана микрофотография. На микрофотографии видны коллоидные частицы золота (синяя стрелочка) и октаэдрические частицы золота (красная стрелочка), образовавшиеся под действием дельфтибактина. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology
Группа канадских ученых обнаружила новый механизм нейтрализации бактериями токсичных для них ионов золота. Оказалось, что бактерии Delftia acidovorans, обитающие на поверхности золотых самородков, выделяют специальное вещество, переводящее ионы золота из раствора в частицы металлического золота. Это вещество — пептид дельфтибактин — избирательно связывается с ионами золота даже если в среде обитания бактерий много ионов других металлов. В отличие от своих собратьев по среде обитания — бактерий Cupriavidus metallidurans, которые нейтрализуют ионы золота, накапливая его внутри клетки, бактерии Delftia acidovorans выделяют дельфтибактин во внешнюю среду, в результате чего золото образуется вне клетки.
Микроорганизмы приспособились к существованию в практически любых условиях, встречающихся на нашей планете. При этом многие из них не просто «терпят» неблагоприятную среду, а «подстраивают» ее под себя. Для этого они выделяют во внешнюю среду специальные вещества (так называемые вторичные метаболиты), чтобы воздействовать на нее и сделать ее более комфортной. Иногда такие вещества могут оказаться полезными и для человека. Хороший пример — антибиотики, которые синтезируются многими микроорганизмами, чтобы избавляться от конкурентов, претендующих на ценные ресурсы. Многие из этих природных соединений нашли применение в медицине в качестве антибактериальных агентов.
При исследовании организмов, населяющих экстремальные для жизни местообитания (экстремофилов), ученых прежде всего интересуют механизмы приспособления этих организмов к условиям внешней среды. Например, благодаря открытию термофильных бактерий Thermus aquaticus, обитающих в горячих источниках при температурах выше 55°C, биологи добавили в свой арсенал ДНК-полимеразу из этого организма, способную работать при высоких температурах (до 96°C). Теперь этот фермент имеется в любой биологической лаборатории, поскольку он незаменим для ПЦР — реакции, позволяющей синтезировать большое количество копий определенной ДНК.
Говоря о биоминерализации, учёные имеют в виду способность живых организмов к образованию минералов, причём слово «минерал» в данном контексте понимается достаточно широко (см. обзор: Steve Weiner, Patricia M. Dove. An Overview of Biomineralization Processes and the Problem of the Vital Effect, PDF, 1,58 Мб). Биоминерализация — это в том числе биогенное образование самородков, металлических руд и т. п. В последние годы появилось много интересных исследований в этой области, что отчасти связано с развитием микроскопических методов. Учёные увидели, что многие руды содержат в себе остатки клеток бактерий (см.: Wang et al., 2011. Molecular biomineralization: toward an understanding of the biogenic origin of polymetallic nodules, seamount crusts, and hydrothermal vents), что может говорить о биогенном происхождении этих руд (месторождений никеля, меди и т. п.) (см. также новость Месторождения цинка возникли благодаря бактериям, «Элементы», 19.06.07). А на поверхности многих руд и самородков были обнаружены растущие бактериальные плёнки.
Рис. 2. i — бактерии Delftia acidovorans, ii — бактерии Delftia acidovorans с «выключеннымы» генами NRPS(нерибосомных пептид-синтетаз), iii — бактерии Cupriavidus metallidurans. Темный осадок нерастворимого золота образовался только вокруг бактерий Delftia acidovorans с работающими генами NRPS. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology
Другой вид, живущий на золоте, — грамотрицательная бактерия Delftia acidovorans, — до сих пор был практически не исследован и механизм его защиты от избытка ионов золота не был известен даже в общих чертах. Изучением этого загадочного микроорганизма и занялись канадские ученые из Университета Западной Онтарио и Университета Макмастера.
Поскольку оказалось, что Delftia acidovorans восстанавливает золото снаружи своих клеток, исследователи предположили, что для этих целей бактерия выделяет во внешнюю среду какое-то специальное вещество. Необходимо было выявить гены Delftia acidovorans, ответственные за синтез этого вещества. Важной зацепкой служило то, что у Cupriavidus metallidurans, которая восстанавливает золото внутри своих клеток и потому не выделяет для этой цели специальных веществ наружу, таких генов быть не должно было.
Как правило, для «настройки» условий внешней среды бактерии используют низкомолекулярные вещества особой структуры — либо поликетиды, либо нерибосомные пептиды. Полекитеды — это сложные органические вещества, которые синтезируются специальными ферментами из небольших молекул органических кислот. Нерибосомные пептиды, в отличие от обычных пептидов, синтезируются, как это ясно из названия, не рибосомами, а особыми ферментами, каждый из которых может синтезировать только один тип пептида.
Предположив, что соединение, восстанавливающее золото, у Delftia acidovorans относится к одному из этих типов химических веществ, исследователи начали поиск генов, кодирующих ферменты для их синтеза. С помощью компьютерного анализа генома Delftia acidovorans ученым удалось выявить кластер генов, которые могли кодировать ферменты для синтеза поликетидов или ферменты для синтеза нерибосомных пептидов. Чтобы выявить, действительно ли эти гены имеют отношение к восстановлению золота, исследователи «выключали» их работу путем вставок небольших фрагментов ДНК в последовательность гена.
Обнаружилось, что после «отключения» одного из генов, кодирующих нерибосомную пептид-синтетазу, — этот ген назвали delG — бактерии перестают образовывать вокруг себя осадок нерастворимого золота, даже если ионов золота вокруг них очень много. Значит, именно этот пептид, который обычно образовывался при нормальной работе гена, кодирующего пептид-синтетазу, и восстанавливал золото вокруг бактерий. Таким образом исследователи открыли ген, защищающий бактерии Delftia acidovorans от избытка ионов золота. При нормальной работе этого гена образуется нерибосомная пептид-синтетеза — фермент, который синтезирует пептид, выделяющийся из бактерии и переводящий золото вокруг нее в нерастворимую безвредную форму.
Рис. 3. Структурная формула молекулы дельфтибактина. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology
Сравнив содержание экстрактов из бактерий с «выключенным» и «включенным» геном delG, исследователи выявили пептид, который отсутствует у первых и присутствует в значительных концентрациях у вторых. После выделения и очистки этого пептида его структуру удалось установить методами масс-спектрометрии и ЯМР. Пептид получил название дельфтибактин (delftibactin, рис. 3).
Чтобы подтвердить защитную функцию найденного пептида, исследователи вырастили бактерии с «выключенными» генами delG, добавили раствор солей золота, а также дельфтибактин. При избытке солей золота в среде рост бактерий подавлялся, но через некоторое время после добавления дельфтибактина нормальный рост бактерий восстанавливался, что говорило о том, что токсическое воздействие ионов золота устранено.
Рис. 4. Образование золотых осадков под действие дельфтибактина. В пробирках в левом ряду содержался раствор AuCl3 (в концентрации 10 миллимоль/л), дельфтибактина не было. В среднем ряду — раствор соли золота той же концентрации и раствор дельфтибактина (5 миллимоль/л). В правом ряду — соли золота и дельфтибактин присутствуют в тех же концентрациях, и к тому же добавлена соль железа FeCl3 в концентрации 5 миллимоль/л. Длина масштабной линейки — 20 мм. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology
Авторы изучили свойства этого интересного пептида. Выяснилось, что он способен работать в присутствии солей других металлов, помимо золота (рис. 4). Дельфтибактин успешно работает при высоких концентрациях ионов железа, причем восстанавливает в таких условиях преимущественно золото. Специфичность достигается благодаря тому, что дельфтибактин образует комплексы с ионами металлов, и именно под размер иона золота он «подходит» лучше всего.
Рис. 5. Осаждение золота чистым дельфтибактином (средний столбец) и комплексом галлий-дельфтибактин (правый столбец). Видно, что если дельфтибактин уже связан с галлием, то восстанавливать золото он уже практически не способен. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье.
С помощью ЯМР-анализа была установлена структура комплексов дельфтибактина с ионами металлов (роль ионов металла выполняли ионы галлия; золото нельзя было использовать, так как с ним дельфтибактин быстро соосаждается, и образуется много нерастворимого материала, что существенно затруднило бы анализ методом ЯМР). Комплексы дельфтибактина с галлием (рис. 6) осаждали золото на порядок хуже, чем чистый дельфтибактин (рис. 5), что подтверждало гипотезу о том, что галлий связывается с теми же группами дельфтибактина, с которыми могло бы связаться золото, и что структура комплексов дельфтибактина с этими двумя металлами сходная. При образовании комплекса с ионом металла молекула дельфтибактина изгибается и связывается с ионом при помощи сразу нескольких боковых групп. После того, как ион связался с молекулой дельфтибактина, может происходить его восстановление. Оставалось выяснить, по какому механизму оно происходит.
Рис. 6. Комплекс дельфтибактина с ионом галлия. При установлении структуры комплекса галлий использовался вместо золота, для того, чтобы не происходило соосаждения золота и дельфтибактина и не образовывалось нерастворимого материала. Однако, установлено, что комплекс дельфтибактина с ионом золота имеет такую же структуру, как комплекс с ионом галлия. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology
При исследовании различных вариантов дельфтибактина из разных штаммов Delftia acidovorans исследователи обнаружили вариант, отличающийся от основного наличием дополнительной метильной группы у одного из центров связывания металла (этот вариант назвали дельфтибактин В). От наиболее распространенного дельфтибактина А этот вариант отличался пониженной реакционной способностью. Эта находка выявила, какая из частей молекулы дельфтибактина восстанавливает золото. Авторы предположили, что восстановление происходит посредством окислительного декарбоксилирования — это объясняет, почему молекула с более реакционноспособной формамидной группой лучше восстанавливает золото, чем молекула с ацетамидной группой (рис. 7).
Рис. 7. Дельфтибактин А (вверху) и дельфтибактин В (внизу). Дельфтибактин В менее эффективно восстанавливает золото из-за наличия обозначенной красным метильной группы, поскольку карбонильная группа рядом с ней в таком случае менее реакционноспособна. Рисунок из дополнительный материалов к обсуждаемой статье.
Авторы данного исследования прошли большой путь от полного незнания того, как Delftia acidovorans защищается от избытка ионов золота в окружающей среде, до открытия соединения, осаждающего золото, и выяснения механизма работы этого соединения. Дельфтибактин — первый обнаруженный секретируемый метаболит, который защищает бактерий от растворимого золота и способствует его биоминерализации (рис. 1). Авторы отмечают, что найденное соединение осаждает золото из раствора его солей намного быстрее и эффективнее, чем известные ранее соединения с подобными свойствами (например, цитрат), и надеются, что их открытие найдет практические применения.
Источник: Chad W. Johnston, Morgan A. Wyatt, Xiang Li, Ashraf Ibrahim, Jeremiah Shuster, Gordon Southam & Nathan A. Magarvey. Gold biomineralization by a metallophore from a gold-associated microbe // Nature Chemical Biology. Published online 03 February 2013. Doi:10.1038/nchembio.1179
