Химики использовали живые клетки в качестве пробирок для проведения реакций, которые никогда ранее не протекали в живых клетках.

Внутри любой живой клетки ежесекундно протекает множество химических реакций, при этом до настоящего времени химики могли иметь дела лишь с теми процессами, которые могут протекать в результате протекающих в клетке обменных процессов. Исследователям из Университета Эдинбурга удалось ввести в клетку реагенты и палладийсодержащий катализатор и запустить в ней каталитическую реакцию кросс-сочетания.

Исследователи из группы Марка Бредли (Mark Bradley), воодушевленные недавно опубликованной работой, в которой удалось внедрить в клетку комплексы рутения, было решено проверить – можно ли использовать твердотельные гетерогенные катализаторы на основе палладия для проведения реакции внутри в клетке. Палладий проявляет цитотоксичность, однако его иммобилизация на микросферах из полистирола не дает металлу повреждать клетки.

Рис. 1. Иммобилизация палладия на микросферах
из полистирола позволяет снизить токсический эффект,
который он проявляет по отношению к клеткам.
(Рисунок из Nature Chemistry, 2011, DOI: 10.1038/nchem.981).

Сотрудник группы Бредли, Эмма Йоханссон (Emma Johansson),работавшая над проектом, отмечает, что хотя палладий «пойман в ловушку», он еще может выступать в качестве катализатора, хотя его закрепление на подложке незначительно уменьшает активность металлокомплекса, и каталитический процесс протекает со скоростью меньшей, чем скорость реакции, ускоряемой незакрепленным катализатором.

Палладий, закрепленный на микросферах из полимера не только безопасен для клеток, но и позволяет провести реакцию кросс-сочетания Сузуки-Миаюры. Ян Фэрламб (Ian Fairlamb), специалист по химии переходных металлов из Университета Йорка полагает, что внутриклеточное кросс-сочетание, впервые осуществленное Бредли, является первой ласточкой среди работ подобного рода, надеясь на то, что в будущем будут получены еще более интересные синтетические результаты.

Фэрламб надеется, что предложенная химиками из Эдинбурга система позволит со временем получать лекарство in situ, непосредственно в клетке – его уверенность основывается на том, что катализируемые палладием реакции кросс-сочетания часто применяются в фармацевтической химии для получения лекарственных веществ. Поскольку в фармацевтике часто возникают проблемы, связанные с тем, что лекарственное вещество не может пройти клеточную мембрану, внутриклеточный синтез лекарства оказался бы как нельзя востребованным, особенно в том случае, если исходные соединения для синтеза лекарства проникают в клетку легко.