NNMT catalizza la metilazione della nicotinammide per produrre 1-metilnicotinammide (1-MNA). 1-MNA può essere ulteriormente ossidato dall'aldeide ossidasi in, N1-metil-2-piridone-5-carbossammide (2py) o N1-metil-4-piridone-3-carbossammide (4py), e tutti e tre i metaboliti sono escreti nelle urine. Credito:Università di Kanazawa
I metaboliti sono molecole organiche che prendono parte o si creano durante le reazioni biochimiche che avvengono costantemente in un organismo. Per il corpo umano, più di 110, Sono stati identificati 000 metaboliti. I metaboliti svolgono un ruolo nella sindrome metabolica, qual è la situazione in cui si verificano più condizioni mediche contemporaneamente; le condizioni includono obesità, alta pressione sanguigna e glicemia alta. La sindrome metabolica è associata a un rischio più elevato di sviluppare malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2 e diversi tipi di cancro. La presenza di alcuni metaboliti può essere un indicatore di particolari condizioni patologiche legate alla sindrome metabolica. Misurare e monitorare in modo efficiente la presenza è quindi importante per una diagnosi precoce. Ora, Tomoki Ogoshi, Atsushi Hirao, e Masaya Ueno dell'Università di Kanazawa e colleghi hanno sviluppato un biosensore per un metabolita a basso peso molecolare noto come 1-MNA. Il sensore si basa sulle proprietà fisico-chimiche del pilastro[6]arene, una molecola simile a un canale.
I ricercatori hanno studiato il metabolita 1-MNA (1-metilnicotinamide), recentemente scoperto essere presente a livelli più alti in linee cellulari tumorali aggressive. Questi tumori hanno una maggiore attività NNMT (nicotinamide N-metiltransferasi) in cui 1-MNA è un sottoprodotto. Il rilevamento dell'1-MNA potrebbe quindi essere cruciale per la diagnosi e il trattamento tempestivi di tali tumori.
Ogoshi e colleghi hanno ipotizzato che i pillar[n]areni potrebbero essere usati come biosensori per metaboliti come l'1-MNA. I pilastri[n]areni sono composti macrociclici a forma di pilastro a sezione poligonale (pentagonale ed esagonale per n =5 e 6, rispettivamente). I ricercatori hanno scoperto che il pilastro[6]arene (P6A) forma un complesso ospite-ospite con 1-MNA; il metabolita può legarsi ad esso perché la cavità esagonale all'interno di P6A offre l'ambiente giusto per farlo. Hanno anche scoperto che quando 1-MNA è legato a P6A, la risposta fluorescente di quest'ultimo diminuisce significativamente, un effetto che può essere sfruttato come indicatore della presenza o assenza di 1-MNA (risposta fluorescente forte o debole, rispettivamente).
È importante sottolineare che gli scienziati potrebbero dimostrare che il meccanismo di rilevamento della fluorescenza P6A funziona per i campioni biologici. Nello specifico, sono stati in grado di rilevare 1-MNA nelle urine, anche se con una bassa sensibilità. Ogoshi e colleghi concludono che ulteriori esperimenti "contribuiranno a migliorare la sensibilità e la specificità dei biosensori, " e che il loro lavoro "dovrebbe contribuire allo sviluppo di soluzioni a basso costo, facile, e metodi rapidi per la rilevazione dei metaboliti umani per la diagnosi."
Pilastro[n]areni, che sono stati segnalati per la prima volta dal gruppo di Ogoshi nel 2008, sono una famiglia di composti macrociclici a forma di pilastro che contengono una connessione para-ponte tra 1, Unità 4-dialcossibenzene. Hanno una cavità ricca di elettroni che ha proprietà ospite-ospite, ed è noto che i pilastri[n]areni formano complessi stabili con i cationi. Un pilastro[6] arene (P6A) solubile in acqua trasporta 12 anioni carbossilato. Il diametro attraverso la cavità di P6A è di circa 0,67 nm. Credito:Università di Kanazawa
Sindrome metabolica
La sindrome metabolica si riferisce alla combinazione di diabete, alta pressione sanguigna (ipertensione) e obesità. I pazienti con sindrome metabolica corrono un rischio maggiore di sviluppare alcune malattie cardiovascolari e diversi tipi di cancro. La sindrome metabolica è spesso associata al sovrappeso e alla mancanza di attività fisica, ed è anche legato all'insulino-resistenza (una caratteristica fondamentale del diabete di tipo 2).
Ora, Tomoki Ogoshi dell'Università di Kanazawa e colleghi hanno sviluppato un biosensore per un metabolita noto come 1-MNA. Essere in grado di rilevare in modo efficiente i metaboliti associati a determinate patologie è un importante passo avanti verso lo sviluppo di trattamenti per le patologie associate alla sindrome metabolica.
Pilastro[n]arene
Pilastro[n]areni, pillarareni denominati collettivamente (e talvolta pillareni), sono molecole organiche cicliche costituite da n cosiddette unità idrochinoniche, che può essere sostituito. idrochinone, noto anche come chinolo, ha la formula chimica C 6 h 4 (OH) 2 . È costituito da un anello benzenico con due gruppi ossidrile (OH) legati ad esso ai lati opposti dell'esagono del benzene.
Dopo l'aggiunta di 1-MNA, l'intensità della fluorescenza di P6A è diminuita drasticamente a causa del trasferimento di elettroni fotoindotto. P6A ha anche un'elevata selettività:P6A non forma complessi ospite-ospite con nicotinamide e 2py. Credito:Università di Kanazawa
Il primo pillararene è stato sintetizzato nel 2008 da Tomoki Ogoshi e dai colleghi dell'Università di Kanazawa. Il nome pillararene è stato scelto poiché le molecole sono di forma cilindrica (a colonna) e composte da porzioni aromatiche (areni).
Ora, Ogoshi, Hirao e colleghi hanno dimostrato che pillar[6]arene (n =6) può essere utilizzato come biosensori per il metabolita 1-MNA, un risultato importante dato che la rilevazione di metaboliti a basso peso molecolare è impegnativa.
