Изобретены радиоуправляемые ферменты — Naked Science
22.11.2018
5 минут
Редакция
5
147

Изобретены радиоуправляемые ферменты

Теперь ученые могут контролировать активность фермента с помощью радиочастот.

21

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.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

Вчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Позавчера, 13:07
2 минуты
Илья Ведмеденко

Очевидно, Россия ведет разработку новой легкой авиационной ракеты, которую можно будет применять для поражения широкого спектра морских и наземных целей.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[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: