Model of Complexation between C60 Fullerenes and Biologically Active Compounds

Abstract

Аннотация. Предложены различные модельные подходы для описания равновесного комплексообразования ароматических биологически активных соединений с молекулами фуллерена C60, на основании которых получены равновесные константы комплексообразования для различных по структуре биологически активных соединений в водной среде. Предложены модели непрерывной и дискретной агрегации молекул С60, учитывающие полидисперсную природу растворов фуллерена. Модель непрерывной агрегации рассматривает последовательный рост агрегатов при добавлении мономеров фуллерена С60 к уже существующим агрегатам, при этом равновесная константа самоассоциации фуллерена KF одинакова для всех стадий агрегации. Дискретная модель учитывает наличие отдельных стабильных агрегатов и формирование высших агрегатов из агрегатов фуллерена С60 фрактального типа. Это достигается путем использования простейшей двухуровневой иерархии распределения кластеров во фрактальной серии 1-4-7-13, известной из литературных данных. Модель непрерывной агрегации отражает классический подход, используемый повсеместно для описания агрегации малых молекул, в то время как модель дискретной агрегации может быть применена только для фуллеренов. Результаты, полученные в настоящей работе, позволяют сделать вывод о том, что фуллерен С60 может образовывать устойчивые комплексы с ароматическими противоопухолевыми препаратами, что открывает возможность применения этих субстратов в будущем в терапии рака. Ключевые слова: ароматические лиганды, фуллерен, комплексообразование. ВВЕДЕНИЕВ последнее десятилетие наблюдается рост интереса к исследованиям взаимодействия углеродных наноструктур с биологическими системами на различных уровнях организации [1], что стимулировало ряд исследований их физико-химических свойств в водных растворах [2][3][4]. В частности, была исследована роль фуллеренов и их модификаций при разработке медицинских биотехнологий для совершенствования методов лечения различных заболеваний, включая рак [5,6]. В большинстве случаев механизмы действия фуллерена на биосистемы остаются неизвестными, что создает проблемы для дальнейших исследований в этой области.Несмотря на то, что остается ряд проблем в понимании биологических и физико-химических свойств фуллеренов, структуры этих молекул хорошо известны и представляют собой сферическую поверхность, состоящую из разного количества сопряженных углеродных колец в зависимости от типа фуллерена [7]. Наличие такой поверхности предполагает возможность эффективного взаимодействия путем π-* voronindp@mail.ru