Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Ферменты заточили в камеры из ДНК

Александр Еникеев, N+1 

Ученые из Университета штата Аризона построили наноразмерные камеры из ДНК, внутрь которых они поместили ферменты. Эксперименты показали, что активность ферментов при этом увеличилась в 8 раз. Статья Zhao et al. Nanocaged enzymes with enhanced catalytic activity and increased stability against protease digestion с результатами работы опубликована в Nature Communications.

Исследователи решили воспроизвести эффект, который проявляется при нахождении ферментов в таких относительно изолированных частях клетки, как митохондрии, пероксисомы или ядро. Для этого ферменты помещали в наноразмерные камеры, собранные из ДНК.

 enzymes.jpg
Скриншот из пресс-релиза Arizona State University
“Chemical cages: New technique advances synthetic biology” – ВМ.

Камеры строились в буферном растворе из вирусной ДНК. Дизайн камер был разработан с помощью программы caDNAno. Сначала ученые собрали две отдельные половинки камеры, в каждой из которых содержался один из двух различных ферментов. Затем половины камеры соединялись вместе с помощью коротких нитей ДНК. Через нанопоры в камеру могли свободно проникать небольшие молекулы, например, участвующие в ферментативной реакции субстраты.

В качестве ферментов для экспериментов были выбраны глюкозооксидаза и пероксидаза хрена, которые катализируют каскад реакций, от окисления глюкозы и образования пероксида водорода до окисления ABTS – химического соединения, которое применяется для определения скорости ферментативной реакций на основе наблюдения за изменением окраски.

Результаты экспериментов показали, что активность реакции внутри нанокамер была в 8 раз выше, чем у контрольных ферментов, которые не были изолированы. Ученые объяснили такой эффект тем, что внутри ДНК-камер из-за высокой плотности фосфатных групп образовывалось большое число упорядоченных водородных связей. Именно они и увеличивали стабильность молекул ферментов. Исследователи проверили это предположение, добавив раствор хлорида натрия, разрывающего водородные связи, что уменьшило активность ферментов. Кроме того, нанокамеры продемонстрировал свою эффективность в защите ферментов от разрушения трипсином.

enzymes1.jpg
Изображение ДНК-камер с ферментами внутри, 
полученное с помощью электронной микроскопии.
Иллюстрация: Zhao Zhao, Nature Communications, 2016

Нанокамеры из ДНК могут служить молекулярными инструментами для изменения активности ферментов и применяться в области умных материалов и биотехнологий. В будущем, уверены ученые, будет возможно создавать программируемые нанокамеры из молекул ДНК для создания терапевтических наноустройств, регулирующих функции каталитических белков.

Нанотехнологии на основе ДНК – область исследований, в которой занимаются созданием искусственных структур из нуклеиновых кислот для технологического и инженерного использования, не связанного с кодированием информации.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
12.02.2015

Читать статьи по темам:

наномедицина нанобиология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Биоразлагаемые биосенсоры

Испытанные in vitro и на лабораторных крысах беспроводные биосенсоры не уступают проводным аналогам и без побочных эффектов растворяются в спинномозговой жидкости живых крыс в течение нескольких дней.

читать

Ученые «вооружили» крошечными лазерами живые клетки

Пока внедрить лазеры удалось лишь в искусственно выращенные клетки. Однако исследователи уже начали разработку технологии, которая позволит внедрять их в клетки тканей организма, что можно будет использовать для отслеживания движения клеток различных типов.

читать

Разработан имплантат для доставки лекарств в мозг

Оптофлюидный имплантат толщиной 80 и шириной 500 микрон с беспроводным управлением значительно меньше повреждает ткани мозга, чем традиционные канюли.

читать

Алферовский фонд – молодым ученым

Фонд поддержки образования и науки объявляет конкурс на соискание золотой медали и премии за лучшую исследовательскую работу в номинации «Нанотехнологии для физиологии и медицины».

читать

Диагностические наночастицы «шесть в одном»

Новый тип наночастиц потенциально позволяет исследовать организм пациентов шестью различными способами, вводя при этом только одно контрастное вещество.

читать