Российские ученые разработали новый подход к выделению биологически активных компонентов гуминовых веществ в угле. Из его образцов они выделили молекулу, которая борется с вирусом клещевого энцефалита. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Гуминовые вещества образуются в процессе минерализации мертвых организмов. Они составляют от 50 до 90% органического вещества торфа, углей, сапропелей, почвы. Строительные блоки гуминовых соединений в основном представлены растительными биомолекулами: лигнинами, липидами, дубильными веществами, углеводами и другими.

Их молекулярный состав разнообразен, однако функции многих компонент остаются «черным ящиком» биологической активности. Некоторые уже нашли применение в промышленности и сельском хозяйстве — в качестве стимуляторов роста растений и животных, для изготовления составов для точного литья, в качестве буровых растворов. Среди гуминовых веществ могут оказаться и лекарственные препараты. Однако для того, чтобы определять индивидуальные соединения в этой биохимической смеси, требуются новые методы.

Ученые из из Сколковского института науки и технологий, ФНЦИРИП им. М. П. Чумакова и МГУ решили изучить состав гуминовых образцов с помощью технологии масс-спектрометрии высокого разрешения. К полученным данным они применили методы хемоинформатики. При сравнении результатов с базами данных химических соединений исследователи установили, какие структурные особенности веществ могут намекать на их противовирусную активность.

Оказалось, что для борьбы с вирусом клещевого энцефалита из рода Flavivirus важно, чтобы молекула обладала фрагментами флавоноидов и полифенолов. Образцы ингибировали размножение вируса уже в концентрации 1 мкг/мл.

«Мы пытались понять, какие структурные мотивы гуминовых веществ могут обуславливать их противовирусную активность. Стандартные методы разделения смесей в случае гуминовых веществ не работают. Поэтому мы провели анализ масс-спектрометрией. Оказалось, что некоторые структуры соответствуют соединениям, часто выделяемым из природных источников, например флавоноидам. Дополнительные масс-спектрометрические эксперименты показали возможность соответствия структур из баз данных тем молекулам, которые мы выделили из гуминовых систем», — рассказал один из соавторов статьи, сотрудник Сколтеха Александр Жеребкер.

Результаты работы могут стать основой для исследования механизмов активности гуминовых веществ. Эта информация позволит оценить возможность создания лекарственных средств на их основе.