Neuer Test für das Vorhandensein von Stickoxid könnte das medizinische Wissen verbessern

Neuer Test für das Vorhandensein von Stickoxid könnte das medizinische Wissen verbessern
Neuer Test für das Vorhandensein von Stickoxid könnte das medizinische Wissen verbessern
Anonim

Forscher, die von der National Science Foundation (NSF) unterstützt werden, haben ein Mittel zum Nachweis von Stickstoffmonoxid entwickelt, das dazu beitragen könnte, das Verständnis der Wissenschaftler für die Rolle dieses Moleküls bei der neurologischen Signalübertragung und anderen biologischen Funktionen zu verbessern.

Stephen Lippard, Katherine J. Franz und Nisha Singh vom Massachusetts Institute of Technology synthetisierten ein Stickoxid-Sensorsystem, das aus einem Molekül besteht, dessen Fluoreszenz sich einsch altet, wenn Stickoxid vorhanden ist. Sie berichteten über ihre Ergebnisse in der internationalen Ausgabe der deutschen Publikation Anwande Chemie vom 16. Juni.

Stickstoffmonoxid spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Blutdrucks, der Verhinderung der Blutgerinnung, der Erweiterung von Blutgefäßen und der Zerstörung von Krankheitserregern. Es wird ausgiebig in der medizinischen Behandlung eingesetzt; Beispielsweise lindert Nitroglycerin die Schmerzen bei Angina pectoris, indem es den Blutgefäßen, die das Herz versorgen, Stickoxid zuführt. Das beliebte Medikament Viagra kontrolliert die Erektion des Penis, indem es Stickstoffmonoxid reguliert.

Um den Wirkungsmechanismus von Stickstoffmonoxid im Körper zu verstehen, benötigten medizinische Forscher ein empfindliches Mittel zum Nachweis des Moleküls in vivo. Ein effektives Sensorsystem musste selbst in Gegenwart anderer chemisch aktiver Moleküle wie Sauerstoff nur für Stickstoffmonoxid empfindlich sein und in der Lage sein, die winzigen Konzentrationen zu messen, die normalerweise in lebenden Zellen gefunden werden.

Der neue Sensor besteht aus einem zentralen Kob altatom, das von zwei organischen "Armen" umgeben ist. In Abwesenheit von Stickoxid fluoresziert das Molekül nur sehr schwach.Wenn Stickstoffmonoxid vorhanden ist, bindet es sich chemisch an das Kob altatom und verursacht eine molekulare Umordnung, die zu einer erheblichen, messbaren Zunahme der Fluoreszenz führt. Dieser Indikator reagiert nicht auf andere Moleküle wie Sauerstoff.

"Viele der heute verwendeten Stickoxid-Detektoren basieren auf der Identifizierung ihrer Zersetzungsprodukte Nitrit und Nitrat", sagte Lippard. „Im Gegensatz dazu reagiert unser Fluoreszenzindikator direkt mit Stickstoffmonoxid. Er hat das Potenzial, die Bildung von Stickstoffmonoxid in Echtzeit zu verfolgen.“

Die Wissenschaftler arbeiten nun an der Entwicklung empfindlicherer, wasserlöslicher Sensoren mit einer stärkeren Fluoreszenzreaktion. „Mit dieser zukünftigen Sensorgeneration sollte es möglich sein, Stickstoffmonoxid in Zellkulturen zu messen. In ferner Zukunft könnten Anwendungen zum Verständnis von durch Stickstoffmonoxid ausgelösten neurobiologischen Ereignissen in lebenden Organismen und möglicherweise sogar medizinische Anwendungen entstehen“, fügt Lippard hinzu.

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