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科学家揭示了潜在的突破性生物医学分子

本站发布时间:2023-12-23 15:46:43

来自能源部国家加速器实验室的科学家们在生产氮氧化物方面获得了宝贵的见解,氮氧化物是一种在生物医学领域具有潜在应用潜力的分子尽管氮氧化物(NO)长期以来一直因其显著的生理作用而被研究人员所关注,但其鲜为人知的化合物氮氧化物(HNO)仍有很大的未被探索

这项研究发表在《美国化学学会杂志》上,是SLAC的直线谐振光源(LCLS)X射线激光器和斯坦福同步辐射光源(SSRL)团队共同努力的结果

一氧化氮具有一氧化氮的特殊生理作用,如杀灭细菌、预防血栓、放松和扩张血管的能力,以及其他治疗特性,如治疗心力衰竭的作用,以及更大的抗氧化活性和创伤愈合潜力然而,它并不是一种能够实现其目标交付的快速、持久的活体检测方法,是未来生物医学应用的关键

为了应对这一挑战,我们聚焦于一种独特的分子,一种亚硝酰基阴离子复合物(Fe-NO)他们的研究旨在了解氮键在曝光前和曝光后的中心性质,以揭示氮氧化物产生的复杂性他们发现,通过将这种分子暴露在光下,他们可以破坏其键,有可能产生氧化亚氮

LAC的科学合作者LelandGee说:“尽管这项研究是基础性的,但希望其他研究人员能够从这一分子中获得我们所能获得的东西,并通过优化医学的同类分子来构建适合的治疗技术。”“他们的想法将是在体内释放HNO的分子,并能够轻松地监测其对醚类药物的释放。”

研究小组面临的一个挑战是,在Fe-NO复合物中,他们的母体和母体之间以及与中心金属原子键相连的分子之间的电能分布不明确,这限制了使用传统方法可以获得许多信息科学家们采用了先进的X射线光谱技术tSSRL,它可以更深入地研究分子和分子键的化学性质,提供了一个更完整的NO系统以及它是如何结合的

接下来,科学家们将进一步探索破胶过程的复杂性,以及如何优化氧化亚氮或一氧化氮的生产人们正在考虑用其他金属进行复制,以更好地理解和制作照片的过程

Gee说:“在这项研究中,我们了解了分子和最终产品的发光安全性。”“这个分子中氮氧化物的实际断裂和释放还有很多细微之处需要探索。这个过程中的什么步骤决定了氮氧化物稳定释放?如何从结构上调整系统以产生更大的分子?”

这项工作有助于建立和理解其特性,以监测LCLS的未来实验,在LCLS中,科学家可以对生成过程中的氮氧化物进行实时快照

Gee说:“我们的信息突出了这种方法的威力,并为未来对这些方法的研究提供了可靠的打印,未来的类似分子将扩展到LCLS的研究。”

医疗社区和从其未来应用中受益的患者都有巨大的希望

Gee说:“尽管我们估计离使用分子上的光来治疗严重的心血管疾病还有很长的路要走,但这些分子上的基本光是未来应用研究的基础。”“这可能会导致使用光治疗心血管疾病、微生物感染、癌症和其他健康状况的新途径。”


来源:

Materials provided by
DOE/SLAC National Accelerator Laboratory. Original written by Ali Sundermier.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Leland B. Gee, Jinkyu Lim, Thomas Kroll, Dimosthenis Sokaras, Roberto Alonso-Mori, Chien-Ming Lee.
    Unraveling Metal–Ligand Bonding in an HNO-Evolving {FeNO}6 Complex with a Combined X-ray Spectroscopic Approach. Journal of the American Chemical Society, 2023; 145 (38): 20733 DOI: 10.1021/jacs.3c04479

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