Понимание специфики связывания малых молекул с белками имеет важное значение для оптимизации фармакологических свойств новых лекарств и прогнозирования потенциальных побочных эффектов. В данной работе представлен новый комбинированный подход для определения сайтов связывания лигандов, таких как фотосенсибилизаторы, с белками. Метод основан на комбинации слепого докинга и экспериментальных данных, полученных методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Представленный подход дает возможность создавать детализированные карты сайтов связывания, верифицированные экспериментально.
Для демонстрации эффективности предложенного метода мы исследовали взаимодействие транспортного белка – человеческого сывороточного альбумина – с рядом фотосенсибилизаторов на основе порфиринов, имеющих важное значение для фотодинамической терапии. В результате анализа было определено расположение сайтов связывания для семи соединений, структурные детали взаимодействия которых ранее оставались неясными. Наш подход впервые четко показал связывание порфиринов в нестандартных участках альбумина в нескольких сайтах одновременно.
Кроме того, предложенный метод позволяет устранить ограничения флуоресцентной спектроскопии, чьи результаты могут быть неверно интерпретированы при наличии нескольких сайтов связывания. Предложенная нами стратегия открывает принципиально новые возможности для анализа комплексов белков с потенциальными лекарствами, позволяя сделать процесс их разработки значительно более быстрым и эффективным.
Статья по данной работе, опубликованная в JACS, была отмечена как “Editor’s Choice” редакцией American Chemical Society, а также была удостоена награды “Best Paper Award” Международного Сообщества ЭПР.
В настоящее время активно исследуются фотокаталитические материалы, способные генерировать водород из воды под действием солнечного света. Тем не менее, во многих случаях детальные механизмы фотофизических и фотохимических процессов, лежащих в основе выделения водорода, остаются неизученными. В рамках данной работы мы разработали и исследовали новые гетеропереходные фотокатализаторы на основе оксидов вольфрама и хромофора ZnTCPP (мезо-тетра(4-карбоксифенил)порфирина). Показано, что выделение водорода в композитах ZnTCPP/WO₃ выше, чем сумма их индивидуальных выходов, что свидетельствует об успешной синергии в гетеропереходе. Кроме того, мы применили комбинацию стационарной спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и спектроскопии ЭПР с временным разрешением для выявления промежуточных возбуждённых состояний, изучения переноса электронов и побочных реакций в серии фотокатализаторов ZnTCPP/WO₃. Данные, полученные методом ЭПР, проанализированы совместно с эффективностью выделения водорода, что указывает на дальнейшие пути улучшения фотокаталитических характеристик этих материалов.
Kurganskii, Ivan V., et al. "Composite materials ZnTCPP/WO3: photoinduced hydrogen evolution, continuous wave and time-resolved EPR studies." International Journal of Hydrogen Energy 185 (2025): 151965.
Загрязнение атмосферы диоксидом азота (NO2) — одна из острых экологических проблем, обусловленная ростом выхлопных выбросов и промышленного производства. Этот токсичный газ раздражает дыхательные пути, а в атмосфере способствует образованию кислотных дождей и фотохимического смога. Перспективными являются адсорбционные технологии удаления, однако они имеют существенный недостаток - из-за высокой химической активности NO2 большинство традиционных сорбентов разрушает, что делает их непригодными для повторного использования.
В данной работе предложен недорогой и масштабируемый сорбент для улавливанию NO2 на основе металл-органического координационного полимера (МОКП) MOF-801. С использованием комбинации физико-химических методов (ЭПР-спектроскопия, ИК-спектроскопия и проточные эксперименты) был установлен механизм поглощения NO2. На первой стадии газ хемосорбируется с образованием нитратов и нитритов, после чего свободный объём пор заполняется молекулами NO2с формированием иммобилизованных радикалов NO₂²⁻. Ключевое достижение работы — разработанный метод регенерации сорбента с помощью муравьиной кислоты, который восстанавливает разрушенную пористую структуру MOF-801 и позволяет использовать материал многократно.
Таким образом, реализован полный цикл сорбция/десорбция, пригодный для многократного повторения. Предложенная стратегия сочетает простой и масштабируемый синтез с экономичной регенерацией и может стать прототипом для создания новых эффективных и недорогих сорбентов NO2 для практических задач охраны окружающей среды.
Albrekht, Yana N., et al. "Scalable and Cost‐Effective Approach for Multiple NO2 Removal using the MOF‐801 Framework." Small 21.30 (2025): 2503196.
Точное и быстрое измерение кислорода необходимо в промышленности, экологическом мониторинге и медицинских технологиях. В этой работе мы разработали новый газофазный сенсор, использующий электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и специально разработанный материал — композит ZIF-8 с инкапсулированным нитроксильным спиновым зондом. Оптимизация метода детектирования, структуры материала и системы подачи газа позволила создать сенсор, который надёжно определяет содержание кислорода в диапазоне 0,02–95 % с временем отклика от 550 мс до 2 с. Такая система превосходит существующие промышленные решения по сочетанию скорости, чувствительности и рабочего диапазона и создаёт основу для компактных устройств нового поколения в формате EPR-on-a-chip.
