Моделирование адсорбционных характеристик фуллереновых дисперсий
О.А. Дюдюн1, А.А. Комарова1, К.С. Эльбекьян1, Г.Д. Дюдюн2
1 ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет»
2 ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.386
Оригинальная статья
Аннотация: Механизмы действия фуллеренов на биологические системы ещё не до конца изучены. Фуллерены могут быть модифицированы для повышения их эффективности и безопасности в области медицины и доставке лекарств. К ним могут быть присоединены различные лиганды, повышающие их селективность к определенным типам клеток или тканям. В данной работе проводится компьютерное 3D-моделирование (ArgusLab 4.0.1) коллоидных суспензий и водных дисперсий фуллеренов, полученных способом ультразвукового диспергирования композиций на основе C60, растительного масла (кукурузного) и поливинилового спирта. Гидродинамический радиус частиц измеряли на анализаторе размеров частиц Photocor Compact-Z. Строение соединений подтверждается методами спектрофотометрии (UNICO 2100) и сканирующей электронной микроскопии (микроскоп MIRA-LMH фирмы Tescan). В ходе исследований было спрогнозировано, что фуллерен С60 может выступать в качестве эффективного ингибитора лейкотриеновых рецепторов в живых системах. Лейкотриены – это группа биологически активных веществ, производных арахидоновой кислоты, которые играют важную роль в развитии воспаления и аллергических реакций, особенно в бронхиальной астме Были оптимизированы трехмерные структуры основных типов лейкотриенов и их молекулярных комплексов с фуллереном C60. Анализ адсорбционных свойств производных фуллерена открывает перспективы для создания новых биологически активных соединений, способных специфически блокировать лейкотриеновые рецепторы и обеспечивать терапевтический эффект без применения гормональных препаратов.
Ключевые слова: коллоидные растворы фуллеренов, фуллереновые дисперсии, ультразвуковое диспергирование, физико-химический анализ, 3D-моделирование, лейкотриены
- Дюдюн Ольга Анатольевна – к.х.н., доцент кафедры общей и биологической химии, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет»
- Комарова Анастасия Андреевна – ассистент кафедры общей и биологической химии, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет»
- Эльбекьян Карина Сергеевна – д.б.н., профессор, заведующий кафедрой общей и биологической химии, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет»
- Дюдюн Глеб Дмитриевич – студент 4 курса факультета Математики и компьютерных наук имени профессора Н.И. Червякова, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
Ссылка для цитирования:
Дюдюн, О.А. Моделирование адсорбционных характеристик фуллереновых дисперсий / О.А. Дюдюн, А.А. Комарова, К.С. Эльбекьян, Г.Д. Дюдюн // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 386-398. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.386. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Терещенко, В.И. Квантово-химическое моделирование и расчет электронных структур производных фуллерена / В.И. Терещенко, Н.В. Семакина // Международный журнал экономики и образования. – 2022. – Т. 8. – № 1. – С. 114-129.
2. Пенькова, А.В. Производные фуллерена как нанодобавки для полимерных композитов / А.В. Пенькова, S.F. Acquah, Л.Б. Пиотровский и др. // Успехи химии. – 2017. – Т. 86. – Вып. 6. – С. 530-566. DOI 10.1070/RCR4712.
3. Андреев, С.М. Фуллерены: биомедицинский аспект / С.М. Андреев, Е.Н. Башкатова, Д.Д. Пургина и др. // Иммунология. – 2015. – Т. 36. – № 1. – С. 57-61.
4. Fjodorova, N. How fullerene derivatives (FDs) act on therapeutically important targets associated with diabetic diseases / N. Fjodorova, M. Novič, K. Venko et al. // Computational and Structural Biotechnology Journal. – 2022. – V. 20. – P. 913-924. DOI: 10.1016/j.csbj.2022.02.006.
5. Волкова, Т.О. Обзор данных о механизмах влияния гидратированных фуллеренов на биологические системы / Т.О. Волкова, С.В. Ширинкин, А.А. Шапошников // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. – 2011. – № 21 (116). – С. 64-70.
6. Ray, A. Fullerene (C60) molecule – a review / A. Ray // Asian Journal of Pharmaceutical Research. – 2012. – V. 2. – I. 2. – P. 47-50. DOI: 10.5958/2231–5691.
7. Castro, E. Fullerenes in biology and medicine / E. Castro, A.H. Garcia, G. Zavala, L. Echegoyen // Journal of Materials Chemistry B. – 2017. – V. 5. – I. 32. – P. 6523-6535. DOI: 10.1039/C7TB00855D.
8. Думпис, М.А. Биологическая активность фуллеренов – реалии и перспективы / М.А. Думпис, Д.Н. Николаев, Е.В. Литасова и др. // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2018. – Т. 16. – № 1. – С. 4-20. DOI: 10.17816/RCF1614-20.
9. Semenov, K.N. Evaluation of the C60 biodistribution in mice in a micellar ExtraOx form and in an oil solution / K.N. Semenov, D.A. Ivanova, S.V. Ageev et al. // Scientific Reports. – 2021. – V. 11. – Art. № 8362. – 13 p. DOI: 10.1038/s41598-021-87014-3.
10. Семенов, К.Н. Растворимость легких фуллеренов в некоторых эфирных и растительных маслах / К.Н. Семенов, Н.А. Чарыков, О.В. Арапов и др. // Химия растительного сырья. – 2010. – № 2. – С. 147-152.
11. Жарких, М.А. Значение лейкотриенов и антилейкотриеновых препаратов при аллергическом рините / М.А. Жарких, С. Яблонский, М.А. Мокроносова // Педиатрическая фармакология. – 2009. – Т. 6. – № 5. – С. 20-29.
12. Горячкина, Л.А. Роль антилейкотриеновых препаратов в терапии бронхиальной астмы / Л.А. Горячкина, А.Ю. Насунова // Consilium Medicum. – 2014. – Т. 16. – № 3. – С. 9-13.
13. Артишевский, С.Н. Антилейкотриеновые препараты в клинической практике / С. Н. Артишевский // Рецепт. – 2019. – Т. 22. – № 1. – С. 119-126.
14. Каратеев, А.Е. Эйкозаноиды и воспаление / А. Е. Каратеев, Т. Л. Алейникова // Современная ревматология. – 2016. – Т. 10. – № 4. – С. 73-86. DOI: 10.14412/1996-7012-2016-4-73-86.
15. Эльбекьян, К.С. Метод ультразвукового диспергирования как способ получения композиции фуллеренов на основе растительного масла / К.С. Эльбекьян, А.А. Комарова, О.А. Дюдюн и др. // Актуальная биотехнология. – 2020. – № 3 (34). – С. 388.
16. ArgusLab 4.0.1. – Режим доступа: www.url: https://mybiosoftware.com/arguslab-4-0-1-molecular-modeling-graphics-drug-design-program.html. – 30.06.2024.
17. Дюдюн, О.А. Получение коллоидных суспензий и водных дисперсий фуллеренов и исследование их физико-химических свойств / О.А. Дюдюн, А.А. Комарова, К.С. Эльбекьян // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2024. – Вып. 16. – С. 857-863. DOI 10.26456/pcascnn/2024.16.857.