Изобретены радиоуправляемые ферменты — Naked Science
5 минут
Редакция
5

Изобретены радиоуправляемые ферменты

Теперь ученые могут контролировать активность фермента с помощью радиочастот.

21
©Wikipedia

Ученые из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) придумали и реализовали способ управления ферментами при помощи радиочастотных излучений. Их исследование опубликовано в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering

 

Ферменты — сложные молекулы белка, рибосом или их составные комплексы, которые ускоряют химические реакции в организме. Обычно интенсивность этих веществ контролируют химически, но ученые из Университета ИТМО применили иной подход и показали, что управлять ферментами можно физически и дистанционно с использованием радиочастотного поля.

 

Они провели эксперимент на карбоангидразе — ферменте, который у человека в основном содержится в эритроцитах, клетках слизистой оболочки желудка, коре надпочечников и почках. Чтобы подчинить его, авторы синтезировали комплексы, в которых фермент заключен в жесткий пористый каркас из наночастиц магнетита. Из-за воздействия радиоволн температура наночастиц повышается, вследствие чего фермент получает дополнительную энергию. Поэтому скорость реакции можно увеличить в несколько раз. В случае карбоангидразы скорость увеличилась в четыре раза.  

 

©Университет ИТМО

 

Сотрудник лаборатории SCAMT Университета ИТМО Андрей Дроздов рассказал об особенностях исследования:

 

«Работ по управлению ферментами при помощи радиоволн очень мало. Наше исследование стало первым, в котором удалось увеличить активность нетермостабильного фермента. Обычно такие ферменты при высоких температурах меняют конформацию и перестают работать. Но, если мы помещаем фермент в жесткий каркас из наночастиц, сменить конформацию у него не получится: наночастицы механически ограничивают его подвижность».

 

У этого подхода два главных преимущества: во-первых, радиоизлучение легко проникает в ткани, а во-вторых, оно безвредно для организма. Таким образом, работа открывает путь для легкого управления активностью ферментов и способствует корректировке метаболизма клеток.

 

Юлия Андреева / ©Университет ИТМО

 

По словам первого автора статьи Юлии Андреевой, у проекта есть потенциал: в дальнейшем исследователи надеются опробовать метод на других ферментах и живых клетках. Они хотят узнать, можно ли таким воздействием заставить бактерии или клетки делиться чаще или, наоборот, перестать делиться совсем.

 

В этом году половина Нобелевской премии по химии присуждена Фрэнсис Арнольд, которая в 1993 году провела первую направленную эволюцию ферментов. С тех пор Арнольд усовершенствовала методы, которые сегодня повсеместно используются для разработки новых катализаторов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
19 октября
11 минут
Мария Азарова

Ученые из Университетского колледжа Лондона рассказали о случае 45-летнего пациента, перенесшего Covid-19 в достаточно тяжелой форме: примерно через 40 дней после заражения он начал ощущать звон в ушах и внезапную потерю слуха.

19 октября
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые разработали модель, которая позволяет высчитать скорость изменения горного ландшафта. С ее помощью удалось установить, что среднегодовое количество осадков влияет на эрозию пород и может деформировать горы.

19 октября
3 минуты
Денис Гордеев

Ссылка, которую никто не хотел: материал, показываемый пользователям, имеет явную проазербайджанскую ориентацию.

Позавчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

19 октября
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

ulogin_vkontakte_176913941
22.11.2018
-
0
+
Чёрт, я понял. Можно попробовать "упаковать" какой-нибудь вирус в нанооболочку из частиц железа, которая бы мешала ему начать репродукцию, но разрушающуюся под воздействием строго определённых радиочастот! Ахаха, спасибо, Naked Science, за вашу невольную помощь в осуществлении моих планов) Вы даже не представляете, насколько это прекрасная статья.
ulogin_vkontakte_176913941
22.11.2018
-
0
+
Я в своё время планировал создать радиоуправляемый вирус. Такой, чтобы инфицировал абсолютно каждого человека, не вызывая никаких патологий, и маскируясь под транспозоны, например. Ровно до того момента, как я подам сигнал активации... И вуаля - внезапная смерть миллиардов человеков по всей планете! Ахаха, теперь нечто похожее сами люди воплотили в "реальность". Видимо, я на верном пути.
ulogin_facebook_1999378157048767
22.11.2018
-
0
+
".. способ управления ферментами при помощи радиочастотных излучений" Интересно, можно ли разработать аккумулятор, который способен подзаряжаться радиочастотными излучениями? Сел мобильник, нажимаешь кнопочку "подзарядка", и вуаля - начинает происходить зарядка аккумулятора по тому же частотному каналу, по которому идёт сотовая связь. Не нужны розетки, не нужны зарядные устройства. Нужен только некий новый принцип действия аккумулятора в связке с высокими частотами.
    ulogin_facebook_1999378157048767
    23.11.2018
    -
    0
    +
    Подумалось, что такие аккумуляторы можно сделать на основе графита.
    ulogin_vkontakte_176913941
    22.11.2018
    -
    0
    +
    Весьма неплохая идея, по-моему.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: