Metabolieten zijn organische moleculen die deelnemen aan of ontstaan ​​tijdens de biochemische reacties die voortdurend plaatsvinden in een organisme. Voor het menselijk lichaam, meer dan 110, 000 metabolieten zijn geïdentificeerd. Metabolieten spelen een rol bij het metabool syndroom, dat is de situatie waarin meerdere medische aandoeningen tegelijkertijd optreden; de voorwaarden omvatten zwaarlijvigheid, hoge bloeddruk en hoge bloedsuikerspiegel. Metabool syndroom is geassocieerd met een hoger risico op het ontwikkelen van hart- en vaatziekten, diabetes type 2 en verschillende soorten kanker. De aanwezigheid van bepaalde metabolieten kan een indicator zijn voor bepaalde pathologische aandoeningen die verband houden met het metabool syndroom. Het efficiënt meten en monitoren van de aanwezigheid is daarom belangrijk voor een vroege diagnose. Nutsvoorzieningen, Tomoki Ogoshi, Atsushi Hirao, en Masaya Ueno van Kanazawa University en collega's hebben een biosensor ontwikkeld voor een metaboliet met een laag molecuulgewicht, bekend als 1-MNA. De sensor vertrouwt op de fysisch-chemische eigenschappen van pijler[6]arene, een kanaalachtig molecuul.

De onderzoekers onderzochten de metaboliet 1-MNA (1-methylnicotinamide), onlangs ontdekt dat het in hogere niveaus aanwezig is in agressieve kankercellijnen. Deze kankers hebben een verhoogde NNMT-activiteit (nicotinamide N-methyltransferase) waarbij 1-MNA een bijproduct is. Het detecteren van 1-MNA kan daarom cruciaal zijn voor de tijdige diagnose en behandeling van dergelijke kankers.

Ogoshi en collega's veronderstelden dat pijler[n]arenen zouden kunnen worden gebruikt als biosensoren voor metabolieten zoals 1-MNA. Pillar[n]arenen zijn zuilvormige macrocyclische verbindingen met een veelhoekige doorsnede (vijfhoekig en zeshoekig voor n =5 en 6, respectievelijk). De onderzoekers ontdekten dat pijler[6]areen (P6A) gastheer-gast een complex vormt met 1-MNA; de metaboliet kan eraan binden omdat de zeshoekige holte in P6A precies de juiste omgeving biedt om dit te doen. Ze ontdekten ook dat wanneer 1-MNA is gebonden aan P6A, de fluorescentierespons van de laatste neemt aanzienlijk af - een effect dat kan worden benut als een indicator voor de aanwezigheid of afwezigheid van 1-MNA (sterke of zwakke fluorescentierespons, respectievelijk).

belangrijk, de wetenschappers konden aantonen dat het P6A-fluorescentiedetectiemechanisme werkt voor biologische monsters. specifiek, ze konden 1-MNA in urine detecteren, zij het met een lage gevoeligheid. Ogoshi en collega's concluderen dat aanvullende experimenten "zullen helpen om de gevoeligheid en specificiteit van de biosensoren te verbeteren, " en dat hun werk " zou moeten bijdragen aan de ontwikkeling van goedkope, eenvoudig, en snelle methoden voor de detectie van menselijke metabolieten voor diagnose."

Metaboolsyndroom

Metabool syndroom verwijst naar de combinatie van diabetes, hoge bloeddruk (hypertensie) en obesitas. Patiënten met het metabool syndroom lopen een groter risico op het ontwikkelen van bepaalde hart- en vaatziekten en verschillende soorten kanker. Metabool syndroom wordt vaak geassocieerd met overgewicht en een gebrek aan lichaamsbeweging, en is ook gekoppeld aan insulineresistentie (een belangrijk kenmerk van type 2-diabetes).

Nutsvoorzieningen, Tomoki Ogoshi van Kanazawa University en collega's hebben een biosensor ontwikkeld voor een metaboliet die bekend staat als 1-MNA. Het efficiënt kunnen detecteren van metabolieten geassocieerd met bepaalde pathologieën is een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van behandelingen voor pathologieën geassocieerd met het metabool syndroom.

Pijler[n]arenes

Pijler[n]arenen, collectief genoemd pijlerarenes (en soms pijlerenes), zijn cyclische organische moleculen bestaande uit n zogenaamde hydrochinon-eenheden, die kan worden vervangen. hydrochinon, ook wel quinol genoemd, heeft de chemische formule C ₆ H ₄ (OH) ₂ . Het bestaat uit een benzeenring met twee hydroxylgroepen (OH) eraan gebonden aan weerszijden van de benzeenzeshoek.

De eerste pijlerarene werd in 2008 gesynthetiseerd door Tomoki Ogoshi en collega's van de Kanazawa University. De naam pijlerarene is gekozen omdat de moleculen cilindrisch (pilaarachtig) van vorm zijn en zijn samengesteld uit aromatische delen (arenen).

Nutsvoorzieningen, Ogoshi, Hirao en collega's hebben aangetoond dat pijler [6] areen (n =6) kan worden gebruikt als biosensoren voor de metaboliet 1-MNA - een belangrijk resultaat gezien het feit dat het detecteren van metabolieten met een laag molecuulgewicht een uitdaging is.