Волновой диффузионный перенос белка HIF-1α на СООН-МУНТ и регулирование им кислорода в биоклетках

Сотрудниками лаборатории физики нелинейных сред ИФПМ СО РАН совместно с коллегами из института физики СГУ проведено исследование механизма волнового диффузионного переноса белка HIF-1α с использованием функционализированных углеродных нанотрубок (COOH-N-МУНТ). В данной работе изучены электронные и структурные особенности комплекса COOH-N-МУНТ/HIF-1α, а также их роль в доставке и регуляции кислорода в биологических клетках. Уникальные свойства COOH-N-МУНТ способствуют эффективному переносу HIF-1α, что позволяет контролировать уровень кислорода и предотвращать развитие гипоксии и других заболеваний.
В ходе исследований, выполненных с применением метода функционала электронной плотности и квантовых уравнений движения, выявлены структурные условия, при которых белок HIF-1α образует связи с COOH-N-МУНТ и регулирует уровень кислорода. Установлено, что диффузионный механизм высвобождения HIF-1α носит волновой характер, а природа связи и химическая активность комплексов определяются гибридизацией электронных состояний. Проведенное исследование открывает перспективы для создания новых биомедицинских технологий по адресной доставке лекарств и управлению процессами регуляции кислорода в организме человека.
Работа частично выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН (проект FWRW-2022-0002).
Результаты исследований опубликованы в журнале Technical Physics (Q3 по SJR).

N.G. Bobenko, V.V. Shunaev, V.E. Egorushkin, O.E. Glukhova, Wave-diffusion delivery of the HIF-1α protein onto COOH-MWCNTs and regulation of oxygen in biocells, Technical Physics, 2024, Vol. 69, No. 3, DOI: 10.21883/0000000000