Одним из важнейших компонентов многих жидкостей нашего организма – слез, грудного молока, слюны, слизи носа – выступает фермент лизоцим. Это белок-гидролаза, который разрушает клеточные стенки бактерий, так что применяется и в пищевой промышленности, и в медицине. Лизоцим извлекают из белков куриных яиц и используют в качестве антисептического средства и консерванта.
Физики из Лимерикского университета исследовали чистые кристаллы лизоцима, обнаружив их пьезоэлектрические свойства, то есть способность накапливать электрическое напряжение при деформации. Об этом Саид Тофейль (Syed Tofail) и его коллеги – в числе которых стоит упомянуть Андрея Холкина из Института естественных наук и математики УрФУ – пишут в статье, опубликованной журналом Applied Physics Letters.
Тонкую пленку из кристаллов лизоцима авторы помещали между парой стекол и прикладывали давление, замеряя накапливающиеся при этом заряды. Величина прямого пьезоэлектрического эффекта белка оказалась сравнима с кристаллами кварца (6,5 пкКл/Н). И если кварцевые пьезоэлементы уже нашли широчайшее применение в технике, лизоцимовые могут пригодиться для медицины, поскольку обычный фермент нашего организма полностью биосовместим.
«Это совершенно новый подход, – говорит Саид Тофейль, – поскольку до сих пор ученые старались исследовать пьезоэффект в биологии, используя сложные, иерархически организованные системы – такие как ткани, клетки или большие полипептиды, – вместо того, чтобы обратиться к фундаментальным строительным блокам». В будущем, уверены ученые, лизоцим наверняка будет использоваться для питания медицинских имплантов, датчиков, анализаторов и «умных» таблеток, заодно обеспечивая им и противомикробные свойства.
