Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Два семейства наночастиц (модифицированные белком-субстратом для киназы и белком, который взаимодействует с фосфорилированной формой этого субстрата) ассоциируют при действии киназы и диссоциируют при действии фосфатазы.
Рисунок 2. Время релаксации Т2 атомов водорода зависит от размера частиц. Вверху: изменение размеров частиц при последовательном действии киназы и затем фосфатазы (динамическое светорассеяние). Внизу: время релаксации Т2 в том же эксперименте (визуализация методом ЯМР).

Наночастицы под контролем ферментов

Ключевые слова:  периодика, самосборка наночастиц, фермент

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

25 октября 2007

Обратимая ассоциация и диссоциация наночастиц осуществлена группой ученых из США. Идея контролируемого создания связей между частицами позаимствована у природы. Многие белки в организме подвержены модификациям. Например, фосфорилирование (присоединение фосфата к определенному аминокислотному остатку) часто переводит белки из неактивного состояния в активное (или наоборот). В одном из состояний белки способны связываться со своими партнерами, в другом – не способны.

Фосфорилирование белков происходит под действием специальных ферментов – киназ. Существует и фермент с прямо противоположной активностью: фосфатаза отщепляет от белков фосфатные группы.

Чтобы создать систему наночастиц, которые могли бы объединяться при действии киназы и вновь распадаться при действии фосфатазы, ученые синтезировали две совокупности суперпарамагнитных наночастиц, обе на основе оксида железа, покрытого декстраном. К первым частицам пришили фрагмент белка, который является субстратом для киназы (и значит, может быть фосфорилирован). Вторые были модифицированы доменом другого белка, который специфично взаимодействует с фосфорилированной формой белкового фрагмента, пришитого к первым наночастицам.

Если к смеси этих двух разновидностей наночастиц добавить киназу и АТФ (источник фосфатной группы), произойдет реакция фосфорилирования первого семейства наночастиц. Они станут способны взаимодействовать с частицами второго типа. Это, в свою очередь, приведет к росту размеров частиц. При добавлении фосфатазы частицы, наоборот, диссоциируют (рисунок 1).

Таким образом, ассоциация и диссоциация наночастиц зависит от активности ферментов (киназы и фосфатазы). Размер ассоциатов можно отслеживать методом ЯМР: время релаксации Т2 атомов водорода зависит от размера частиц (рисунок 2). Система многократно работает при наномолярных концентрациях наночастиц и пикомолярных концентрациях ферментов.

Авторы исследования предполагают, что разработанный ими метод позволит изучать условия, при которых проявляется киназная либо фосфатазная активность, когда в системе находятся сразу оба противодействующих фермента – ведь в клетке они тоже присутствуют одновременно, и не вполне понятно, что определяет «победу» одного из них в каждой конкретной ситуации. Кроме того, с использованием подобной системы можно проводить поиск и изучение ингибиторов этих ферментов. Методика может быть легко модифицирована для изучения других ферментов-антагонистов. Не стоит также забывать, что речь идет о контролируемом объединении наночастиц, что может найти множество применений, отмечают ученые.

Работа «Nanoparticle self-assembly directed by antagonistic kinase and phosphatase activities» опубликована в журнале Advanced materials.


Источник: Advanced materials



Комментарии
Извращенцы
Забивают гвоздик любимым электронным микроскопом. Гораздо проще и надёжнее организовать обратимую систему антиген-антитело или систему фермент-ингибитор. А тут: фермент, субстрат, АТФ, зависимость от температуры, рН, солевого фона, наличие консервантов, нежное перемешивание раствора...
И это наверное ещё не все параметры, которые необходимо учитывать.
Организовать обратимую систему антиген-антитело? Расскажите-ка, как.

И еще расскажите, как ее можно применить при исследовании киназной активности. И как вообще эту активность можно изучать без фермента , субстрата, АТФ и так далее?
А я всегда думал, что для измерения активности фермента измеряют фотометрически количество продукта Real time. Кажется и для киназы это вполне....
Ну, и я тоже так думала.
---- Организовать обратимую систему антиген-антитело? Расскажите-ка, как.
----

Чисто по логике хаотропы в высоких концентрациях способны на такое. Но не ручаюсь. Что касается систем фермент/ингибитор - то например трипсин + соевый ингибитор разваливается при изменении рН.

---- И как вообще эту активность можно изучать без фермента , субстрата, АТФ и так далее?
----

Никак.
Но подчеркну, что в этом списке необходимых компонентов, наночастиц не было.
Чисто по логике хаотропы в высоких концентрациях способны на такое. [I]

Если бахнуть туда 11 молярную мочевину, то придет конец и антигену и антителу, а не только их конъюгату. Самый верный способ развала конъюгата это игра на рН и солях.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанофутбол
Нанофутбол

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.