Изобретены радиоуправляемые ферменты

Теперь ученые могут контролировать активность фермента с помощью радиочастот.

22 нояб 2018 Алексей Евглевский Комментариев: 5
1 777
Выбор редакции

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

©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

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.

Биология

Naked Science Facebook VK Twitter
1 777
Комментарии
".. 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.
Весьма неплохая идея, по-моему.
Подумалось, что такие аккумуляторы можно сделать на основе графита.
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.
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.

Быстрый вход

Или авторизуйтесь с помощью:

на сайте, чтобы оставить комментарий.
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку