მეცნიერება

ახალი პირიდონშემცველი ფლუორესცენტული მარკერები

 

საკვანძო სიტყვები:  პირიდონული ნაერთები, ფლოურესცენცია, მარკერები

 

ფლუორესცენტული მარკერების გამოყენების სფეროთა სიმრავლე და მრავალმხრივობა დღეისათვის პირდაპირ კავშირშია მიკრობიოლოგიისა და ჰისტოლოგიის ურთულეს ამოცანებთან - უჯრედების სტრუქტურის კვლევიდან დაწყებული მათი მოლეკულური შედგენილობის გაშიფვრით დამთავრებული. როგორც ცნობილია, გადასაჭრელი ამოცანის რაობის მიუხედავად, კვლევის წარმატებულობისათვის გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს უხსნადი და მდგრადი საკვლევი ნიმუშების მიღებას, რასაც როგორც წესი, უზრუნველყოფს მარკერსა და ციტოპლაზმის პროტეინის მოლეკულებს შორის კოვალენტური ბმების წარმოქმნა, რაც, თავის მხრივ, ცილის მაკრომოლეკულაში არსებული ფუნქციონალური ჯგუფებისა (SH, OH, NH2 და სხვა) და საღებრის მოლეკულის რეაქციისუნარიანი ჯგუფების (ჩვეულებრივ, -SO2Cl, -NCO, -NCS, -C3N3Cl2 და სხვა) ხარჯზე ხორციელდება.

ჩვენს მიერ განხორციელებულია აქტიური სულფოქლორიდული (-SO2Cl) და დიქლორტრიაზინული (-C3N3Cl2) ჯგუფების შემცველი პირიდონული და დიპირიდონული ფლუორესცენტული მარკერების სინთეზი და მათი ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების შესწავლა.

როგორც ცნობილია, საღებრების რეაქციისუნარიანი ჯგუფები ცილის მოლეკულაზე, უპირატესად, ამინოჯგუფების საშუალებით ფიქსირდება, კერძოდ კი ლიზინის ნაშთების ε-ამინოჯგუფის საშუალებით. დიქლორტრიაზინული ჯგუფს განსაზღვრულ პირობებში სპეციფიკური რეაგირების უნარი შესწევს, როგორც ცილის შემადგენლობაში შემავალ ლიზინის ამინოჯგუფებთან, ასევე ჰისტიდინის იმინოჯგუფებთან, კოვალენტური ბმების წარმოქმნით. ცნობილია, რომ დიქლორტრიაზინულ ჯგუფში ორი აქტიური ქლორის ატომიდან ერთ-ერთი აქტიურდება 20-25 °C, ხოლო მეორე 70-75 °C ტემპერატურაზე. სწორედ მოცემული რეაქციის სპეციფიკურობისა და არჩევითობის გამო, ცილების იდენტიფიკაციის მეთოდი აღნიშნული ჯგუფის შემცველი მარკერების დახმარებით უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე სხვა, აქამდე ცნობილი, მეთოდები (ბრომფენილური ლურჯის დახმარებით, მდგრადი მწვანე FCF და ა. შ.), რასაც დიდი მნიშვნელობა აქვს ჰისტოქიმიის მთელი რიგი მნიშვნელოვანი ამოცანების გადაჭრისათვის. გარდა ზემოთქმულისა, დიქლორტრიაზინული საღებარების გამოყენება შესაძლებელია -OH რეაქტიულ მარკერებადაც, ეს კი თანამედროვე ციტოქიმიურ კვლევებში მათ როლს უფრო მეტად ზრდის.

პირიდონის ფრაგმენტების შემცველ ნაერთებში დიქლორტრიაზინული ჯგუფის შეყვანა განვახორციელეთ წყლიან სუსპენზიაში, მუდმივი მორევის პირობებში, 7-12 საათის განმავლობაში, სუსტ მჟავა არეში (pH 6-7) და 0-5 °C ტემპერატურულ ინტერვალში (სქემა 1). მიღებული კრისტალური მასის სარეაქციო ნარევიდან გამოყოფა გაფილტვრით ხორციელდება. რეაქციის გამოსავლიანობაა ~65 %. პროდუქტები მცირედხსნადია წყალში, კარგად იხსნება სპირტსა და სხვა პოლარულ გამხსნელებში (DMF, DMSO) და მიღებულ ხსნარებს ახასიათებს მკაფიოდ გამოხატული ლუმინესცენცია ნარინჯისფერიდან მწვანე ფერში.

სქემა 1. პირიდონშემცველი მარკერების სინთეზი

 

სინთეზირებული აქტიური საღებრები შეიძლება გამოყენებული იქნას ცილის სუბსტრატის ღებვისათვის, რომელიც ტარდება სუსტ მჟავა არეში (pH=5.6-5.8) 75 °C ტემპერატურაზე. აქტიური საღებარისა და ცილის კონიუგატები ხასიათდება მკაფიო ლუმინესცენციით ყვითელი ფერიდან მწვანეში. ღებვის პროცესის წარმატებულობაზე მიუთითებს ის ფაქტი, რომ შეღებილი ნიმუშის გამხსნელებით დამუშავებისას საღებარი არ ექსტრაგირდება. მიღებული ნიმუშები მდგრადია ხანგრძლივი დროის განმავლობაში.

მოცემული მარკერები შესაძლებელია გამოყენებულ იქნას ასევე მცენარეული ქსოვილების მიკროსკოპირებისათვის. მიკროსკოპში შავ ფონზე საკვლევი ნიმუშის უი სინათლით დასხივებისას დამზერადი უჯრედების კონტურების მწვანე ლუმინესცენცია არ ქრება საკვლევი მცენარეული ქსოვილის გამხსნელებით დამუშავებისას და შენარჩუნებულია ხანგრძლივი დროის განმავლობაში, რაც უჯრედშორისი ან უჯრედული პროტეინების მარკირების წარმატებულობაზე მეტყველებს.

ყოველივე ზემოთქმულიდან გამომდინარე, სინთეზირებული ნაერთების გამოყენება შესაძლებელია ფლუორესცენტულ მარკერებად.

 

 

     ნიმუშები დასხივებამდე 
  ნიმუშები დასხივების შემდეგ 

  

 

პუბლიკაციები, პატენტები, გრანტები

გრანტი #GNSF/PRES08/4-325

 

საკონტაქტო ინფორმაცია

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, elizbarashvili@gtu.ge საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტი, ორგანული ქიმიის მიმართულება

 

ჩვენი სტუმარი

მარიკა მეგრელიშვილი

ამ სკოლამ მომცა შესაძლებლობა გამეცნო ქიმიით დაინტერესებული თანატოლები

 

 

სწრაფი ბმულები