Молекулярное моделирование взаимодействия биомолекул и углеродных наночастиц

В настоящее время множество экспериментальных исследований в современной химии, фармакологии и медицине связаны с поиском новых механизмов адресной доставки лекарственных средств для повышения эффективности лечения. Одним из перспективных материалов для адресной доставки лекарств являются детонационные наноалмазы (НА). Широкие возможности модификации поверхности и выгодные размеры, позволяющие реализовывать захват НА живыми клетками, делают НА очень привлекательными объектами для использования в процессе доставки лекарственных средств. Существует достаточно много экспериментальных исследований, где рассматриваются пути повышения эффективности лечения онкологических заболеваний за счёт использования препаратов в сочетании с НА. При этом НА используются в качестве механического «якоря», удерживающего вещество в клетке на более длительный срок, что существенно снижает распространение токсичного препарата в организме и делает возможным уменьшение дозы вводимого препарата. НА нетоксичны, биосовместимы и способны преодолевать биологические барьеры, проникая в клетки.Ряд экспериментальных исследований показывают повышение терапевтической эффективности препаратов и снижение степени токсичности при их использовании в комплексах с наноалмазами. Однако, механизмы этого положительного эффекта пока не выяснены, поскольку детальное исследования молекулярного взаимодействия углеродных наночастиц с лекарственными препаратами и биомолекулами живых организмов ранее не проводилось. Наиболее эффективно такое исследование можно провести на основе квантовохимического моделирования, позволяющего выявить природу образования молекулярных ансамблей и оценить силу взаимодействия как отдельных составляющих молекулярных комплексов, так и устойчивость всей системы в целом на основе анализа образующихся структур, ИК спектров и силы водородных связей.Проводимые нами ранее исследования параметров образования молекулярных структур, возникающих при взаимодействии противоопухолевых препаратов с модифицированными наноалмазами показали хорошее согласие с экспериментальными данными, что даёт возможность распространить используемые методики и на другие объекты.