Лекарственное вещество (materia medica, substantia pharmaceutica) лекарственное средство , представляющее собой одно химическое соединение или химический элемент.

Большой медицинский словарь . 2000 .

Смотреть что такое "лекарственное вещество" в других словарях:

Лекарственное вещество - вещество, обладающее лечебными или профилактическими свойствами и предназначенное для изготовления лекарственных средств... Источник: ПРАВИЛА ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ (GMP). ОСТ 42 510 98 (утв. Минздравом … Официальная терминология

лекарственное вещество - Вещество, обладающее лечебными или профилактическими свойствами и предназначенное для изготовления готовых лекарственных средств. [МУ 64 01 001 2002] Тематики производство лекарственных средств Обобщающие термины общие, специфические и прочие … Справочник технического переводчика

Лекарственные средства вещества или смеси веществ, применяемые для профилактики, диагностики, лечения заболеваний, предотвращения беременности, полученные из крови, плазмы крови, а также органов, тканей человека или животных, растений, минералов … Википедия

Лекарственное вещество (фармацевтическая субстанция) - вещество природного, синтетического или биотехнологического происхождения, обладающее биологической активностью и изменяющее состояние и функции организма и используемое для производства готовых лекарственных средств. (Положение о порядке… … Право Белоруссии: Понятия, термины, определения

Бетаблокатор, применяемое для лечения стенокардии. Назначается внутрь. Возможные побочные эффекты: затруднение дыхания, повышенная утомляемость, похолодание конечностей, нарушения сна. Торговые названия: эмкор (Етсог), монокор (Мопосог). Источник … Медицинские термины

Лекарственное средство - вещества, применяемые для профилактики, диагностики, лечения болезни, предупреждения беременности, полученные из крови, плазмы крови, а также из органов, тканей человека или животного, растений, минералов методами синтеза или с применением… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Лекарственное средство для животных - Лекарственное средство для животных: вещество или смесь веществ природного, растительного, животного или синтетического происхождения, обладающее(ая) фармакологическим действием...

Термин «осознанные сновидения» был придуман Фредериком ван Эйденом. Осознанность обычно начинается посреди сна, когда сновидец осознает, что опыт не происходит в физической реальности, а является сном. Часто это осознание инициируется сновидцем, когда он замечает невозможное или маловероятное событие во сне, например, полет или встреча с умершим человеком. Иногда осознанность наступает и без какой-либо конкретной подсказки во сне; человек может внезапно осознать, что находится во сне. Меньшинство осознанных сновидений (согласно исследованиям Лабержа и его коллег, около 10%) являются результатом возвращения REM сна (со сновидениями) непосредственно после пробуждения с непрерывным рефлексирующим сознанием. Основное определение осознанного сновидения требует лишь осознания того, что вы спите. Однако, качество осознанности может сильно различаться. При высоком уровне осознанности, человек осознает, что все, что происходит во сне, происходит в его сознании, что нет никакой реальной опасности, и что он находится в своей постели и вскоре пробудится. При низком уровне осознанности, человек может до известной степени осознавать, что он спит, чего, возможно, будет достаточно для того, чтобы начать летать или чтобы изменить то, чем он занимается во сне, но недостаточно, чтобы понять, что люди во сне являются проявлением сна, что спящий не может получить никакого физического ущерба, или что он на самом деле находится в постели.

Вещества и сны

В описанных выше обстоятельствах, в данной области настоятельно рекомендуется разработать безопасный способ оказания помощи сновидцам для более частого достижения более высоких состояний осознанности в их сновидениях. Для этого могут использоваться нейромедиаторные модуляторы, такие как ингибиторы ацетилхолинэстеразы. Было предложено несколько веществ, повышающих вероятность осознанного сновидения, от витаминов до отпускаемых по рецепту лекарств. Есть несколько хороших научных исследований, подтверждающих эти утверждения. Осознанные сны очень зависят от эффекта плацебо; вера в то, что что-то будет стимулировать осознанный сон, очень эффективна. Многие отпускаемые по рецепту лекарства, а также марихуана и алкоголь, изменяют цикл сна, как правило, путем подавления быстрого сна. Это приводит к феномену под названием «ответная реакция REM», когда человек испытывает интенсивные длительные периоды REM после того, как вещество перестало действовать. Это может проявляться как кошмары или, возможно, как осознанные сновидения, поскольку мозг в этот момент очень активен. Наркотики из семейства ЛСД, включая псилоцибин и триптамины, фактически стимулируют REM сон (в дозах, достаточно малых, чтобы позволить спать), приводя к более длительным периодам REM. Из-за потенциально опасного и незаконного характера этих веществ, их использование не приветствуется.

Ацетилхолин и осознанные сновидения

В научной литературе известно, что ацетилхолин и его агонист, а также ацетилхолинэстераза и ее ингибиторы / антагонисты могут влиять на REM и в сам процесс сна 14). Дж. А. Хобсон в своей книге 1988 года «The Dreaming Brain» говорит: «Холинергические механизмы ствола головного мозга вызывают сон и сновидение». Также было обнаружено, что микроинъекция ацетилхолинового агониста карбахола в определенных участках мозга, таких как варолиев мост, вызывает длительные периоды быстрого сна, и что многие из нейронов, критичных для REM сна, реагируют на ацетилхолин. Ни Хобсон, ни другие ученые не обсуждали возможность изменения холинергических уровней с помощью ингибиторов ацетилхолинэстеразы в качестве средства усиления восстановления памяти и осознанности. Исторически сложилось так, что существует много культур, в которых, предположительно, были обнаружены вещества, встречающиеся в природе, которые каким-то образом изменяют осознание сновидений. Одно из таких веществ, калея казатеччи или «Dream Weed», согласно статье Лилиана Маягойтии и др., опубликованной в 1986 году в «Журнале этнофармакологии», является «растением, используемым индейцами хунтальского происхождения в Мексике для получения божественных сообщений во сне». Нейроактивные вещества из этой травы являются сесквитерпеновыми лактонами и, насколько известно в настоящее время, не связаны с ингибированием ацетилхолинэстеразы или её ингибиторами.

Травы и растения

Как древние методики, так и современная популярная медицина приписывают «онейрогенные» или «снотворные» свойства многочисленным травам и другим природным веществам, включая такие травы, как валериана, полынь, маллейн, кава кава, китта Крита, зверобой, сальвия дивинорум, Scutellaria Indica, корень солодки, вербен, жасмин, жимолость, капуста, пчелиная пыльца, кошачья мята, хмель, скуликап, мимоза, лаванда, дамиана, сантания сомнифера, пассифлора, ромашка, кардамон, готу кола, гинкго билоба, ибогаин, вербена, роза, корица, календула, мускатный орех, мята перечная, падуб, тысячелистник и анис. Имеется мало научных данных, поддерживающих эти предполагаемые эффекты.

DMAE

Другие добавки и / или лекарства, которые также, как утверждают, связаны с осознанностью, включают витамины В, мелатонин, DMAE и психоделик декстрометорфан. Некоторые из этих веществ могут вызывать привыкание, быть ядовитыми и / или незаконными. Lotsof, в патенте США № 4499096, выданном 12 февраля 1985 года, излагает «Быстрый метод для прерывания синдрома наркотической зависимости» с помощью лекарственного средства Ибогаин. Согласно патенту, этот препарат индуцирует «усиление сновидений или галлюцинаторный эффект». Этот заявленный «онейрогенный» эффект обусловлен тем, что он вызывает поведение сновидения, при этом перспектива эго остается относительно нетронутой. Как говорится в патенте, скорее это галлюцинаторный эффект, а не эффект осознанного сновидения. Однако из-за этих галлюцинаторных и других побочных эффектов, этот препарат является незаконным в США и, таким образом, не является желательным средством улучшения качества сна. Этот препарат также не считается связанным с ингибиторами ацетилхолинэстеразы или «препаратами, улучшающими умственные способности». DMAE (2-диметиламиноэтанол) представляет собой химическое вещество, которое было предложено для лечения ряда состояний, поражающих мозг и центральную нервную систему. Предполагается, что он работает за счет увеличения производства нейротрансмиттера ацетилхолина, хотя это не было доказано. Считается, что DMAE, улучшает память и настроение, улучшает интеллектуальное функционирование. Есть несколько хороших клинических исследований, подтверждающих это утверждение. Такие вещества известны как «холинергические» из-за того, что они повышают уровень ацетилхолина. Они традиционно используются для лечения таких заболеваний, как слабоумие Альцгеймера, поздняя дискинезия и хорея Хантингтона. Поскольку DMAE считается холинергическим, он был предложен для лечения этих нарушений, хотя плацебо-контролируемые исследования дали по существу отрицательные результаты. Продолжаются споры о том, увеличивает ли DMAE уровень ацетилхолина. Тем не менее, Sergio, W. заявил в августом издании медицинских гипотез 1988 года в статье: «Использование DMAE (2- диметиламиноэтанола) для индукции осознанных сновидений», субъективо дало ему и его жене испытать повышение осознанности во сне. Из статьи неясно, в какой степени его предполагаемые результаты вытекают из ответа плацебо или какого-либо специфического или холинергического эффекта.

Прочие устройства

Также хорошо известен в данной области патент США. № 5,507,716, присужденный Лабержу и коллегам 16 апреля 1996 года, для оборудования и методов, используемых для возбуждения осознанных сновидений у спящих людей. В этом патенте было использовано устройство, помогающее людям достичь осознанных сновидений посредством обнаружения и контроля движений глаз и головы спящих людей, где активность движения глаз при отсутствии движения головы используется для указания наличия REM-сна. Применяя сенсорные стимулы к спящим в REM-сне, можно дать им понять, что они спят. Keith M. T. Hearne проиллюстрировал и описал свой респираторный измерительный прибор в 1983 г. (Pat. №4.420.001). Его устройство ощущало изменения температуры дыхания человека в дыхательном проходе или в потоках воздуха в дыхательный канал и из него. Термисторы использовались в электрической цепи для определения температурных изменений дыхания человека. Когда скорость этих изменений температуры достигала высокого заданного уровня, сигналы, созданные в электрической цепи, инициировали слышимый звук, чтобы помочь вызвать спящего человека из неприятного сна, пробудив его или помочь ему войти в состояние осознанного сновидения.

Ингибиторы аетилхолинэстеразы

Ни в одном из приведенных выше описаний не описывается способ усиления осознанного сновидения, включающий введение класса ингибиторов ацетилхолинэстеразы. Применение терапевтических агентов для лечения болезни Альцгеймера, таких как донепизил (Aricept®), ривастигмин (Exelon®), галантамин (Reminyl®, Nivalin®), такрин и гуперзин, приводит к низкой частоте побочных эффектов, таких как бессонница и желудочно-кишечные симптомы, в то же время, эти препараты значительно улучшают когнитивную осознанность сновидений, ясность, саморефлексию, запоминание, контроль, причудливость и визуальную яркость. Новый патент относится к области осозанных сновидений и к улучшению воспроизведения сновидений и осознанности сновидений посредством улучшения памяти, включая класс веществ, которые включают ингибиторы ацетилхолинэстеразы (AChEls). Осознанное сновидения подразумевает сновидение, в котором вы знаете, что спите. Ингибиторы AChE (AchEl) ингибируют нормальную метаболическую инактивацию ацетилхолина (ACh) путем ингибирования фермента ацетилхолинэстеразы (AChE), что приводит к накоплению Ach. AchEl наиболее часто используются для улучшения памяти, особенно у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера. Ach хорошо известно также, что он играет важную роль в REM, и поэтому предлагается для улучшения сновидений и осознанности. При исследовании эффективности донепизила (Aricept®) в качестве средства для улучшения осознанного сновидения и когнитивной ясности во время сна REM у нормальных пациентов, был проведен следующий эксперимент со следующими результатами: рандомизированное двойное слепое, плацебо-контролируемое кроссоверное исследование было выполнено с десятью нормальными добровольцами, отобранными благодаря своей хорошей памяти и интересу к осознанному сновидению (7 мужчин, 3 женщины в возрасте 22-55 лет). Пациентам необходимо было собирать данные о содержании сновидений и демонстрировать другие самоотчетные меры в течение трех ночей, разделенных периодом выведения лекарства из организма, по меньшей мере, одной неделей. Перед сном они принимали капсулы, содержащие 0 (плацебо), 5 или 10 мг десепила, с уравновешенным порядком трех доз. После каждого спонтанного пробуждения в течение трех ночей, Ss оценивали содержание сна по ряду мер, включая странность, сложность и интенсивность, аффект, когнитивную осознанность, ясность и контроль. Они также оценивали качество сна, бессонницу и степень любого неблагоприятного воздействия. Девять из 10 Ss (90%) сообщали об одном или нескольких осознанных сновидениях в ночи эксперимента, и только один S сообщал об осознанном сновидении при приеме плацебо ночь. Когнитивная ясность, осознанность, отзыв, контроль, причудливость и визуальная яркость были значительно повышены с помощью донепизила по сравнению с плацебо. Эффекты, как правило, были связаны с дозой доэпизила 10 мг, давая значительно более высокие уровни этих переменных, чем доза 5 мг, что, в свою очередь, давало значительные повышения по сравнению с плацебо. Вероятность осознанного сновидения для этих трех состояний увеличилась с 0,031 для плацебо, до 0,429 для 5 мг допилпила и 0,754 для 10 мг пипетила. Коэффициент соотношения шансов для дозы 10 мг по сравнению с плацебо составил 24,3 (p <0,001). Донепизил также был связан со значительно повышенной частотой паралича сна и 40% -ным увеличением оценочного времени сна в ночное время (176 против 126 мин в течение ночи 9,0 ч, р <0,05). Частота нежелательных явлений, особенно легкой бессонницы и желудочно-кишечных симптомов, была низкой и, в основном, ассоциировалась с более высокой дозой (два пациента сообщили о тошноте и один – о рвоте). Таким образом, по сравнению с плацебо, дозы Donepizil 5 и 10 мг значительно улучшают самооценку когнитивной ясности, саморефлексии и осознанности во сне. Эти эффекты могут быть дополнительно усилены комбинацией ингибиторов ацетилхолинэстеразы с ацетилхолиновыми предшественниками, агонистами и / или вызывающими осознанность электронными устройствами. Помимо данных, полученных с помощью пипецила, мы имеем данные на Exelon® (ривастигмин, доза 6-12 мг) и Галантамин (Reminyl®, Nivalin® 8-16 мг). Оба препарата работают так же хорошо, как Aricept®), но имеют меньшее количество побочных эффектов. Также был протестирован гиперзин с многообещающими результатами, но до сих пор не разработали соответствие дозы с Aricept® (но 5 мг донепизила более эффективны, чем 150 мкг гиперзина).

Другие вещества

Кроме того, имеются сообщения об успешном применении никотиновых патчей. В научных литературных исследованиях также имеются данные, показывающих запуск / усиление REM-сна при приеме ареколина. Следует отметить, что изменение REM, эффекты, влияющие на увеличение осознанности, могут быть вызваны рядом нейрофизиологических эффектов, вызванных этими «ноотропными веществами», помимо ингибирования ацетилхолинэстеразы. Они включают в себя: 1. Применение холинергического агониста (например, никотина). 2. Использование агониста мускариновых рецепторов: препаратов, которые имитируют эффект ACh на мускариновые рецепторы: Inc: мускариновые (M1), M2 и никотиновые агонисты. (такие как ареколин или реколин, агонист мускариновых рецепторов) 3. Использование антагониста пресинаптических рецепторов для активации остальных нейронов ацетилхолина. (То, есть у крыс десенсибилизирующие олигонуклеотидные последовательности, которые блокируют мускариновые M2 (но не M4) рецепторы, увеличивая внеклеточный уровень ацетилхолина. Этот эффект (десенсибилизирующие нуклеотидные последовательности комплементарны к последовательности РНК-мессенджера. Когда десенсибилизирующие ДНК или РНК добавляются в клетку, они связываются со специфическим мессенджером РНК молекулы и инактивируют его. 4. Использование аллостерических модуляторов (таких как аллостерически потенцирующие лиганды) ацетилхолина и никотиновых рецепторов (препараты, которые взаимодействуют с рецептором через сайты связывания, отличные от тех, которые применяются для ацетилхолина и никотиновых агонистов и антагонистов). Другие стратегии потенцирования функции ацетилхолина для улучшения осознанности сновидения, включая использование других классов соединений, работающих аналогичным образом, должны быть очевидными для специалистов в данной области.т отметить, что изменение REM, эффекты, влияющие на увеличение осознанности, могут быть вызваны рядом нейрофизиологических эффектов, вызванных этими «ноотропными веществами», помимо ингибирования ацетилхолинэстеразы. Они включают в себя:

Применение холинергического агониста (например, никотина).

Использование агониста мускариновых рецепторов: препаратов, которые имитируют эффект ACh на мускариновые рецепторы: Inc: мускариновые (M1), M2 и никотиновые агонисты. (такие как ареколин или реколин, агонист мускариновых рецепторов)

Использование антагониста пресинаптических рецепторов для активации остальных нейронов ацетилхолина. (То, есть у крыс десенсибилизирующие олигонуклеотидные последовательности, которые блокируют мускариновые M2 (но не M4) рецепторы, увеличивая внеклеточный уровень ацетилхолина. Этот эффект (десенсибилизирующие нуклеотидные последовательности комплементарны к последовательности РНК-мессенджера. Когда десенсибилизирующие ДНК или РНК добавляются в клетку, они связываются со специфическим мессенджером РНК молекулы и инактивируют его.

Вещество, способствующее обогащению ископаемых

Первая буква "о"

Вторая буква "б"

Третья буква "о"

Последняя бука буква "ь"

Ответ на вопрос "Вещество, способствующее обогащению ископаемых ", 11 букв:
обогатитель

Альтернативные вопросы в кроссвордах для слова обогатитель

Вещество, состав, способствующие повышению полезных качеств чего-нибудь

Специалист в области обогащения ископаемых

Поэтический сборник эстонского писателя, поэта Яана Кросса «... угля»

Определение слова обогатитель в словарях

Толковый словарь русского языка. Д.Н. Ушаков Значение слова в словаре Толковый словарь русского языка. Д.Н. Ушаков
обогатителя, м. Лицо, обогатившее кого-что-н. (см. обогатить в 1 и 2 знач.; книжн. устар.). Специалист по обогащению ископаемых (см. обогатить в 3 знач.; спец.). Инженер-обогатитель. Вещество, способствующее обогащению ископаемых (см. обогатить в 3 знач.;...

Новый толково-словообразовательный словарь русского языка, Т. Ф. Ефремова. Значение слова в словаре Новый толково-словообразовательный словарь русского языка, Т. Ф. Ефремова.
м. Специалист в области обогащения ископаемых. м. Вещество, способствующее обогащению ископаемых.

Толковый словарь русского языка. С.И.Ожегов, Н.Ю.Шведова. Значение слова в словаре Толковый словарь русского языка. С.И.Ожегов, Н.Ю.Шведова.
-я, м. (спец.). Специалист по обогащению полезных ископаемых. Инженер-о. Вещество, состав, способствующие повышению полезных качеств чего-н. Обогатители почвы. прил. обогатительский, -ая, -ое (к 1 знач.).

Примеры употребления слова обогатитель в литературе.

Слишком большие расходы и на орбитальный обогатитель , и на транспорт руд.

В таком образе жизни заключается величайший здравый смысл, потому что человек живущий по своему сердцу и в полном согласии со своим внутренним миром - всегда созидатель, обогатитель и художник.

Я отвернул вентиль обогатителя и угостил себя двойной порцией кислорода.

Мы повисли в пространстве в двух парсеках от ближайшей базы и потихоньку стали готовиться к переходу в иной мир, потому что без обогатителя плазмы ни о чем другом не может быть и речи.

Группа канадских ученых обнаружила новый механизм нейтрализации бактериями токсичных для них ионов золота. Оказалось, что бактерии Delftia acidovorans, обитающие на поверхности золотых самородков, выделяют специальное вещество, переводящее ионы золота из раствора в частицы металлического золота. Это вещество - пептид дельфтибактин - избирательно связывается с ионами золота даже если в среде обитания бактерий много ионов других металлов. В отличие от своих собратьев по среде обитания - бактерий Cupriavidus metallidurans, которые нейтрализуют ионы золота, накапливая его внутри клетки, бактерии Delftia acidovorans выделяют дельфтибактин во внешнюю среду, в результате чего золото образуется вне клетки.

Рис. 1. Электронная микрофотография комплекса дельфтибактина с золотом. Дельфтибактин добавили к раствору солей золота за 10 минут до того, как была сделана микрофотография. На микрофотографии видны коллоидные частицы золота (синяя стрелочка) и октаэдрические частицы золота (красная стрелочка), образовавшиеся под действием дельфтибактина. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology

Микроорганизмы приспособились к существованию в практически любых условиях, встречающихся на нашей планете. При этом многие из них не просто «терпят» неблагоприятную среду, а «подстраивают» ее под себя. Для этого они выделяют во внешнюю среду специальные вещества (так называемые вторичные метаболиты), чтобы воздействовать на нее и сделать ее более комфортной. Иногда такие вещества могут оказаться полезными и для человека. Хороший пример - антибиотики, которые синтезируются многими микроорганизмами, чтобы избавляться от конкурентов, претендующих на ценные ресурсы. Многие из этих природных соединений нашли применение в медицине в качестве антибактериальных агентов.

При исследовании организмов, населяющих экстремальные для жизни местообитания (экстремофилов), ученых прежде всего интересуют механизмы приспособления этих организмов к условиям внешней среды. Например, благодаря открытию термофильных бактерий Thermus aquaticus, обитающих в горячих источниках при температурах выше 55°C, биологи добавили в свой арсенал ДНК-полимеразу из этого организма, способную работать при высоких температурах (до 96°C). Теперь этот фермент имеется в любой биологической лаборатории, поскольку он незаменим для ПЦР - реакции, позволяющей синтезировать большое количество копий определенной ДНК.

Экстремофилы, способные обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов и их солей, называются металлотолерантными организмами. Для бактерий, населяющих поверхность золотых самородков, характерным условием среды является высокая концентрация ионов золота Au3+, которые токсичны для живых организмов. Поэтому каждый вид таких бактерий обладает механизмом защиты от присутствующих в больших количествах токсичных ионов золота. Так, для грамотрицательной бактерии Cupriavidus metallidurans, одного из двух преобладающих видов микроорганизмов в биопленках на золоте, механизм защиты уже был известен: эти организмы поглощают ионы Au3+ и обезвреживают их, превращая в нетоксичное нерастворимое золото, гранулы которого накапливаются в цитоплазме бактерии (то есть происходит его биоминерализация).

Рис. 1. Электронная микрофотография комплекса дельфтибактина с золотом. Дельфтибактин добавили к раствору солей золота за 10 минут до того, как была сделана микрофотография. На микрофотографии видны коллоидные частицы золота (синяя стрелочка) и октаэдрические частицы золота (красная стрелочка), образовавшиеся под действием дельфтибактрина" border="0">

Группа канадских ученых обнаружила новый механизм нейтрализации бактериями токсичных для них ионов золота. Оказалось, что бактерии Delftia acidovorans , обитающие на поверхности золотых самородков, выделяют специальное вещество, переводящее ионы золота из раствора в частицы металлического золота. Это вещество - пептид дельфтибактин - избирательно связывается с ионами золота даже если в среде обитания бактерий много ионов других металлов. В отличие от своих собратьев по среде обитания - бактерий Cupriavidus metallidurans , которые нейтрализуют ионы золота, накапливая его внутри клетки, бактерии Delftia acidovorans выделяют дельфтибактин во внешнюю среду, в результате чего золото образуется вне клетки.

Микроорганизмы приспособились к существованию в практически любых условиях, встречающихся на нашей планете. При этом многие из них не просто «терпят» неблагоприятную среду, а «подстраивают» ее под себя. Для этого они выделяют во внешнюю среду специальные вещества (так называемые вторичные метаболиты), чтобы воздействовать на нее и сделать ее более комфортной. Иногда такие вещества могут оказаться полезными и для человека. Хороший пример - антибиотики, которые синтезируются многими микроорганизмами, чтобы избавляться от конкурентов, претендующих на ценные ресурсы. Многие из этих природных соединений нашли применение в медицине в качестве антибактериальных агентов.

При исследовании организмов, населяющих экстремальные для жизни местообитания (экстремофилов), ученых прежде всего интересуют механизмы приспособления этих организмов к условиям внешней среды. Например, благодаря открытию термофильных бактерий Thermus aquaticus , обитающих в горячих источниках при температурах выше 55°C, биологи добавили в свой арсенал ДНК-полимеразу из этого организма, способную работать при высоких температурах (до 96°C). Теперь этот фермент имеется в любой биологической лаборатории, поскольку он незаменим для ПЦР - реакции, позволяющей синтезировать большое количество копий определенной ДНК.

Экстремофилы, способные обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов и их солей, называются металлотолерантными организмами . Для бактерий, населяющих поверхность золотых самородков, характерным условием среды является высокая концентрация ионов золота Au 3+ , которые токсичны для живых организмов. Поэтому каждый вид таких бактерий обладает механизмом защиты от присутствующих в больших количествах токсичных ионов золота. Так, для грамотрицательной бактерии Cupriavidus metallidurans , одного из двух преобладающих видов микроорганизмов в биопленках на золоте, механизм защиты уже был известен: эти организмы поглощают ионы Au 3+ и обезвреживают их, превращая в нетоксичное нерастворимое золото, гранулы которого накапливаются в цитоплазме бактерии (то есть происходит его биоминерализация ).

Говоря о биоминерализации, учёные имеют в виду способность живых организмов к образованию минералов, причём слово «минерал» в данном контексте понимается достаточно широко (см. обзор: Steve Weiner, Patricia M. Dove. An Overview of Biomineralization Processes and the Problem of the Vital Effect , PDF, 1,58 Мб). Биоминерализация - это в том числе биогенное образование самородков, металлических руд и т. п. В последние годы появилось много интересных исследований в этой области, что отчасти связано с развитием микроскопических методов. Учёные увидели, что многие руды содержат в себе остатки клеток бактерий (см.: Wang et al., 2011. Molecular biomineralization: toward an understanding of the biogenic origin of polymetallic nodules, seamount crusts, and hydrothermal vents), что может говорить о биогенном происхождении этих руд (месторождений никеля, меди и т. п.) (см. также новость Месторождения цинка возникли благодаря бактериям , «Элементы», 19.06.07). А на поверхности многих руд и самородков были обнаружены растущие бактериальные плёнки.

Другой вид, живущий на золоте, - грамотрицательная бактерия Delftia acidovorans , - до сих пор был практически не исследован и механизм его защиты от избытка ионов золота не был известен даже в общих чертах. Изучением этого загадочного микроорганизма и занялись канадские ученые из Университета Западной Онтарио и Университета Макмастера .

В первую очередь необходимо было выяснить, где происходит восстановление ионов золота: снаружи или внутри клеток. Для этого исследуемые бактерии вырастили на питательной среде, а затем залили раствором солей золота Au 3+ . Вокруг бактерий образовался темный осадок нерастворимого золота, что говорило о том, что ионы золота эти микроорганизмы восстанавливают снаружи от себя (рис. 2). Когда тот же опыт проделали с Cupriavidus metallidurans , нерастворимого золота вокруг бактерий не образовывалось, так как эти микроорганизмы восстанавливают золото внутри своих клеток.

Поскольку оказалось, что Delftia acidovorans восстанавливает золото снаружи своих клеток, исследователи предположили, что для этих целей бактерия выделяет во внешнюю среду какое-то специальное вещество. Необходимо было выявить гены Delftia acidovorans , ответственные за синтез этого вещества. Важной зацепкой служило то, что у Cupriavidus metallidurans , которая восстанавливает золото внутри своих клеток и потому не выделяет для этой цели специальных веществ наружу, таких генов быть не должно было.

Как правило, для «настройки» условий внешней среды бактерии используют низкомолекулярные вещества особой структуры - либо поликетиды , либо нерибосомные пептиды . Полекитеды - это сложные органические вещества, которые синтезируются специальными ферментами из небольших молекул органических кислот. Нерибосомные пептиды, в отличие от обычных пептидов, синтезируются, как это ясно из названия, не рибосомами , а особыми ферментами, каждый из которых может синтезировать только один тип пептида.

Предположив, что соединение, восстанавливающее золото, у Delftia acidovorans относится к одному из этих типов химических веществ, исследователи начали поиск генов, кодирующих ферменты для их синтеза. С помощью компьютерного анализа генома Delftia acidovorans ученым удалось выявить кластер генов, которые могли кодировать ферменты для синтеза поликетидов или ферменты для синтеза нерибосомных пептидов. Чтобы выявить, действительно ли эти гены имеют отношение к восстановлению золота, исследователи «выключали» их работу путем вставок небольших фрагментов ДНК в последовательность гена.

Обнаружилось, что после «отключения» одного из генов, кодирующих нерибосомную пептид-синтетазу, - этот ген назвали delG - бактерии перестают образовывать вокруг себя осадок нерастворимого золота, даже если ионов золота вокруг них очень много. Значит, именно этот пептид, который обычно образовывался при нормальной работе гена, кодирующего пептид-синтетазу, и восстанавливал золото вокруг бактерий. Таким образом исследователи открыли ген, защищающий бактерии Delftia acidovorans от избытка ионов золота. При нормальной работе этого гена образуется нерибосомная пептид-синтетеза - фермент, который синтезирует пептид, выделяющийся из бактерии и переводящий золото вокруг нее в нерастворимую безвредную форму.

Сравнив содержание экстрактов из бактерий с «выключенным» и «включенным» геном delG , исследователи выявили пептид, который отсутствует у первых и присутствует в значительных концентрациях у вторых. После выделения и очистки этого пептида его структуру удалось установить методами масс-спектрометрии и ЯМР . Пептид получил название дельфтибактин (delftibactin, рис. 3).

Чтобы подтвердить защитную функцию найденного пептида, исследователи вырастили бактерии с «выключенными» генами delG , добавили раствор солей золота, а также дельфтибактин. При избытке солей золота в среде рост бактерий подавлялся, но через некоторое время после добавления дельфтибактина нормальный рост бактерий восстанавливался, что говорило о том, что токсическое воздействие ионов золота устранено.

Авторы изучили свойства этого интересного пептида. Выяснилось, что он способен работать в присутствии солей других металлов, помимо золота (рис. 4). Дельфтибактин успешно работает при высоких концентрациях ионов железа, причем восстанавливает в таких условиях преимущественно золото. Специфичность достигается благодаря тому, что дельфтибактин образует комплексы с ионами металлов, и именно под размер иона золота он «подходит» лучше всего.

С помощью ЯМР-анализа была установлена структура комплексов дельфтибактина с ионами металлов (роль ионов металла выполняли ионы галлия; золото нельзя было использовать, так как с ним дельфтибактин быстро соосаждается, и образуется много нерастворимого материала, что существенно затруднило бы анализ методом ЯМР). Комплексы дельфтибактина с галлием (рис. 6) осаждали золото на порядок хуже, чем чистый дельфтибактин (рис. 5), что подтверждало гипотезу о том, что галлий связывается с теми же группами дельфтибактина, с которыми могло бы связаться золото, и что структура комплексов дельфтибактина с этими двумя металлами сходная. При образовании комплекса с ионом металла молекула дельфтибактина изгибается и связывается с ионом при помощи сразу нескольких боковых групп. После того, как ион связался с молекулой дельфтибактина, может происходить его восстановление. Оставалось выяснить, по какому механизму оно происходит.

При исследовании различных вариантов дельфтибактина из разных штаммов Delftia acidovorans исследователи обнаружили вариант, отличающийся от основного наличием дополнительной метильной группы у одного из центров связывания металла (этот вариант назвали дельфтибактин В). От наиболее распространенного дельфтибактина А этот вариант отличался пониженной реакционной способностью. Эта находка выявила, какая из частей молекулы дельфтибактина восстанавливает золото. Авторы предположили, что восстановление происходит посредством окислительного декарбоксилирования - это объясняет, почему молекула с более реакционноспособной формамидной группой лучше восстанавливает золото, чем молекула с ацетамидной группой (рис. 7).

Авторы данного исследования прошли большой путь от полного незнания того, как Delftia acidovorans защищается от избытка ионов золота в окружающей среде, до открытия соединения, осаждающего золото, и выяснения механизма работы этого соединения. Дельфтибактин - первый обнаруженный секретируемый метаболит, который защищает бактерий от растворимого золота и способствует его биоминерализации (рис. 1). Авторы отмечают, что найденное соединение осаждает золото из раствора его солей намного быстрее и эффективнее, чем известные ранее соединения с подобными свойствами (например, цитрат), и надеются, что их открытие найдет практические применения.