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

 

Фотонный кристалл на основе оксида алюминия
Фотонный кристалл на основе оксида алюминия

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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.