Использование в исследованиях множественно изотопно меченных БАВ

Биологически активные соединения, молекулы которых содержат стабильные изотопы две и более элементов, используют чаще всего при решении двух типов задач. Во-первых, когда нео ходимо проследить за судьбой разных частей молекулы, например, после ее расщепления.

Использование дважды меченной воды для измерения продукции углекислого газа и, следова­тельно, энергетического расхода на живых объектах — классический пример определения дина­мики метаболизма с помощью стабильных изотопов. После введения D₂¹⁸O в организм дейтерий выделяется в составе воды, а ¹⁸О — ив виде воды, и в виде СО₂. На основе скорости распада D₂¹⁸O и соотношения распределения изотопных меток в разных выделениях определяют общий расход энергии.

В связи со все большим интересом к исследованиям мозга был разработан и опробован метод изучения распределения дейтерия в составе дважды меченной воды в клетках паренхимы и в ка­пиллярах, что позволило разработать единую модель для водного обмена ткани в целом. Основа метода — предложенный двухкомпонентный изотопно меченный раствор, включающий D2¹⁸O. Благодаря простоте своего состава, меченый раствор может широко использоваться в эксперимен­тах по изучению мозгового кровообращения и обеспечивать высокую чувствительность метода. По­лучаемые результаты отличаются хорошей воспроизводимостью: коэффициент вариабельности из­мерений для клеток серого вещества мозга не более 7 %, для белого вещества — 22 % . Кроме того, предложенный метод позволяет преодолеть феномен снижения потока (FFP), зачастую препятст­вующий измерению кровоснабжения мозговых тканей, а также отказаться от использования в этих экспериментах в качестве маркера радиоактивных микросфер.

С развитием научного аналитического приборостроения и математического обеспечения анали­зов получаемых данных появились возможности контролировать положение и поведение в молеку­лах нескольких типов меченых атомов.

Некоторое время назад считалось, что единственным моментом, сдерживающим расширение использования метода гетероядерного ЯМР при изучении белково-нуклеиновых комплексов, является отсутствие эффективного способа получения препаратов ¹³С+¹⁵М-меченной ДНК. Сейчас проведение подобных работ не вызывает проблем. Например, исследователям удалось синтезиро­вать униформно меченный фрагмент ДНК, обнаруживший нормальное связывание с человеческим основным фибробластным фактором роста. В многочисленных экспериментах с использованием как нативного белка, так и его ¹⁵И-меченного аналога показана приемлемость метода гетероядер­ного ЯМР для изучения структур комплексов белок-ДНК.

6.