Проекты

Синтез и подтверждение структуры перспективного противогрибкового агента

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1552
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Потребность в улучшении противогрибковой терапии общепринята ввиду высокой смертности, связанной с системными инфекциями, небольшим количеством доступных классов противогрибковых средств на данный момент и их токсичностью, и как следствие, с ростом числа инфекций, вызванных штаммами с естественной или приобретенной устойчивостью.

Актуальность расширения диапазона терапевтических возможностей для лечения грибковых инфекций подтолкнула исследователей на поиск альтернативных противогрибковых агентов по сравнению с уже использующимися классическими лекарственными средствами. В качестве таких альтернативных соединений могут выступать антимикробные пептиды, богатые аргинин- и триптофан-аминокислотными остатками.

Цель

Химический синтез и подтверждение структуры перспективного противогрибкового агента на основе пептида.

Задачи

  1. Изучение литературных источников по темам «грибковые инфекции», «пептиды в противогрибковой терапии».
  2. Синтез противогрибкового агента на твердом носителе.
  3. Очистка полученного пептида с помощью гель-фильтрации.
  4. Исследование структуры полученного соединения с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Приборы:

  • Лабораторный штатив
  • Лапки-держатели
  • Круглодонная колба
  • Магнитная мешалка
  • Автоматический дозатор
  • Установка для твердофазного синтеза
  • Колонка для хроматографического разделения
  • Мерный стакан
  • Пробирки для сбора фракций

Оборудование:

  • весы электронные аналитические «Sartorius» с точностью взвешивания до 0,0001 г (Германия);
  • роторный испаритель IKA (Германия),
  • времяпролетном масс-спектрометре «Bruker» Ultraflex (Германия) методом MALDI
  • магнитная мешалка с подогревом Heidolph MR Hei-Standard (Германия),

Описание

На основе теоретических предсказаний с учетом расчетов молекулярных электростатических потенциалов пептиды RQWKKWWQWRR-NH2, RQIRRWWQWRR-NH2 и RQIRRWWQW-NH2 могут проявлять значительную противогрибковую активность против патогенных штаммов человека, включая Cryptococcus neoformans

1 этап: получение трет-бутоксипроизводных аминокислот;

2 этап: конденсация мономерных звеньев с образованием пептидной связи на полимерном носителе;

3 этап: очистка полученного олигопептида с помощью гель-хроматографии;

4 этап: масс-спектрометрический анализ данного соединения

Результаты работы/выводы

  1.  Автор проанализировал литературные источники по темам «грибковые инфекции», «пептиды в противогрибковой терапии».
  2.  Был получен противогрибковый агент на твердом носителе.
  3.  Автор выполнил очистку полученного пептида с помощью гель-фильтрации.
  4.  Данное соединение было исследовано с помощью масс-спектрометрического анализа методом MALDI-TOF.

Рис.1. Масс-спектр MALDI полученного пептида.

Был получен масс-спектр конечного соединения, на котором был обнаружен требуемый молекулярный ион (m/z): 1399,8 [M+](смотри Рис.1). Было доказано, что рассчитанная масса для данного соединения соответствует практически полученной.

Перспективы использования результатов работы

Перспективой работы является подтверждение структуры c помощью химических и ферментативных реакций (общего аминокислотного состава, концевых аминокислот), а также исследование биологической активности полученного противогрибкового агента.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА Детский технопарк «Альтаир»

Мнение автора о своей работе, проекте «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего», пожелания

«Во время работы над проектом расширила представления о науке и получила опыт публичного выступления. Интересно было познакомиться с другими работами. А участие в конференции – это возможность рассказать о своём исследовании, поделиться своими успехами!»