НАНОБИОФОТОНИКА – ПРИОРИТЕТНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНЫ

НАНОБИОФОТОНИКА – ПРИОРИТЕТНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНЫ

Березняков А. А.

Харьковский национальный медицинский университет, г. Харьков

Повышенный интерес к нанопроектам, обусловлен тем, что в последнее время нанотехнологии имеют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей. В современной медицине проблема применениянанотехнологий заключается в необходимостиизмененияструктуры клетки на молекулярном уровне, что в конечном итоге позволит не только квалифицированно осуществлять лечебно-диагностические программы, но и кардинально разрабатывать критерии терапевтического подхода для решения ряда проблем в области практической медицины. Одним из перспективных направлений является новая междис-циплинарная область науки – нанобиофотоника, объединяющая ряд направлений фотобиологии, фотохимии, биоорганической химии, физико-химической биологии, нанобиотехнологии и фотоники (Popescu G. (Ed. ), 2010).

Основная задача нанобиофотоники – изучение молекулярных механизмов преобразования световой энергии и связанных с этим фотохимических процессов и реакций на различных модельных системах на молекулярном, субмолекулярном и наномолекулярном уровнях (Brown C. T. et al., 2010). Для составления более полного аргументированного представления об истинном механизме данного процесса проводится изучение физических явлений, определяющих взаимодействие фотонов с наноразмерными структурами как устройств, так и самих биологических объектов (Popescu G. (Ed. ), 2010).

Объекты исследования данного направления – уникальные биологические молекулярные преобразователи и конверторы энергии светового кванта в разнообразные виды химического или физиологического ответа, которые представляют собой сложнейшие супрамолекулярные и наномолекулярные системы. Их классифицируют на ковалентные (хромопротеины – ретинальсодержащие белки) и нековалентные (ядерные рецепторы ретиноевой кислоты, ретиноид-транспортные белки) – комплексы ретиноидов с молекулярными белковыми рецепторами, в которых молекула ретиноида (производного витамина А) представляет собой уникальную природную фототрансформирующую антенну с большим разнообразием функций. При этом геометрия полиеновой цепи молекулы ретиноида служит определяющим фактором, детерминирующим вид физиологического ответа в организме хозяина (Ходонов А. А. и соавт., 2011). Изучены новые модельные фоточувствительные системы соединений на основе гибридов молекул ретиноидов и фитохромов класса спиропиранов и дитиенилэтенов. Окончательная структурная геометрия молекул целевых аналогов ретиналя была установлена на основе полученных результатов компьютерного моделирования топографии хромофорной полости бактериородопсина, как объекта-бионаномишени среди прочих ретинальсодержащих белков (Barachevsky V. A. et al., 2012).

На основании анализа посвященных нанобиофотонным технологиям многочисленных литературных данных, а также результатов проведенных исследований сделан вывод, что создание новых оригинальных наноструктурных органических и неорганических материалов для конструирования преобразователей с управляемым оптическим откликом даст возможность их широкого применения в биомедицине.