Cотрудники химического факультета Московского государственного университета (МГУ) имени Михаила Ломоносова впервые рассмотрели гистамин (вещество, отвечающее за аллергическую реакцию) в газообразном состоянии. Результаты своих исследований авторы опубликовали в Physical Chemistry Chemical Physics, а кратко о них сообщается в пресс-релизе МГУ, поступившем в редакцию «Ленты.ру».
Гистамин представляет собой биологически активное вещество, участвующее в регуляции многих функций организма. В частности, он ответственен за развитие некоторых патологических состояний (аллергических реакций организма). Гистамин воздействует на рецепторы, находящихся на поверхности клетки. Соединение запускает ряд физиологических процессов (от головных болей, кожных высыпаний и диареи вплоть до анафилактического шока).
Современные лекарства против аллергии (противогистаминные препараты) конкурируют с гистамином за рецепторы. Многочисленные экспериментальные и теоретические исследования до сих пор не давали полного представления о том, какова геометрия гистамина, что позволило бы оценить свойства и возможности этого вещества.
«Получить данные о геометрической структуре гистамина очень сложно, — пояснил один из соавторов статьи, доктор химических наук Леонид Хайкин из химического факультета МГУ. — Это связано с тем, что в данном случае геометрию отдельных конформеров, составляющих гистамин, определяет очень много факторов, взаимно влияющих друг на друга».
Основным экспериментальным методом в исследовании был метод газовой электронографии, при котором в условиях высокого вакуума тонкий пучок быстрых электронов пропускался сквозь струю пара гистамина. При столкновениях с молекулами гистамина электроны рассеивались, а дифракционная картина рассеяния регистрировалась.
«По этой картине можно судить о геометрии молекулы, ее можно сравнить с отпечатком пальца, по которому можно определить хозяина пальца, — пояснил Хайкин. — Иначе говоря, получаемая таким образом дифракционная картина характерна для гистамина, и, анализируя эту картину, мы можем судить о зашифрованных в ней геометрических характеристиках молекулы».
Для анализа ученые провели многочисленные квантово-химические расчеты и использовали известные спектроскопические данные для колебательных и вращательных спектров. По словам Хайкина, анализ полученной в исследовании дифракционной картины оказался самой трудной и самой длительной частью работы, потребовавшей нескольких месяцев напряженного труда.
Вся экспериментальная и большая доля теоретической частей работы были выполнены в МГУ. Исключение составили расчеты, произведенные аспирантом МГУ Денисом Тихоновым на кластере Билефельдского университета в Германии. Ученым из МГУ удалось согласовать между собой все экспериментальные и теоретические данные о структуре гистамина.
Также они теоретически предсказали и экспериментально подтвердили для гистамина механизм так называемой таутомеризации (спонтанный переход молекулы из одного структурного состояния в другое). Результаты работы можно использовать для справочных баз структурных и спектральных данных и оценки реакционной способности соединений.
