Głównym założeniem badawczym projektu jest konstrukcja (bio)reaktora enzym-elektroda wspomagającego badania reakcji fazy II metabolizmu ksenobiotyków, w tym wytwarzanie, detekcję i identyfikację metabolitów reaktywnych. Przedmiotem badań będą potencjalne leki przeciwnowotworowe wywodzące się od akrydyny, opracowywane w Katedrze Technologii Leków i Biochemii Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej, dla których przypuszcza się istnienie metabolitów reaktywnych na podstawie wykazanej zdolności związków do oddziaływania z DNA. Związkiem modelowym będzie paracetamol, dla którego w szlaku przemian metabolicznych potwierdzono obecność reaktywnej N-acetylo-p-benzochinonoiminy (NAPQI) ulegającej enzymatycznej reakcji sprzęgania z glutationem (GSH).

Układ elektrochemiczny zostanie wzbogacony o GST. Czysta powierzchnia elektrody roboczej zostanie pokryta cienką warstewką hydrożelu polimerowego i/lub pasty węglowej, w której zostanie umieszczona określona ilość enzymu. Zastosowanie odpowiedniego łącznika zapewni kowalencyjne włączenie GST (immobilizację) w strukturę matrycy. W innym wariancie doświadczenia, roztwór enzymu będzie też dostarczany do celki reakcyjnej w przepływie ciągłym, przy zastosowaniu niemodyfikowanej elektrody roboczej. Odpowiedź układu GST/elektroda będzie oceniana za pomocą woltamperometrii cyklicznej z wykorzystaniem roztworów 1-chloro-2,4-dinitrobenzenu (CDNB; substrat standardowy GST) i GSH o określonych stężeniach. Postęp reakcji sprzęgania CDNB oraz docelowo badanych związków (paracetamol, pochodne akrydyny) z GST/GSH będzie również okresowo monitorowany poprzez zastosowanie technik analitycznych: spektroskopowych (spektroskopia absorpcyjna UV-Vis), chromatograficznych (chromatografia cieczowa) i spektrometrycznych.

Otrzymanie stabilnego (bio)reaktora enzym-elektroda, naśladującego natywne środowisko komórkowe, znacznie usprawni prowadzenie reakcji sprzęgania badanych w zespole związków przeciwnowotworowych z GSH/GST. Ponadto, pozwoli to na intensyfikację poszukiwań metabolitów reaktywnych również innych substancji czynnych biologicznie, co przyczyni się do poszerzenia ogólnej wiedzy na temat ich biotransformacji w układach biologicznych. Proponowany projekt otwiera też możliwości prowadzenia przyszłych prac z udziałem innych niż GST enzymów uczestniczących w fazie II metabolizmu ksenobiotyków, np. glukuronylotransferaz urydynodifosforanu (UGT) (dla symulacji reakcji glukuronidacji).