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

 

Как наблюдать наночастицы в оптический микроскоп
Как наблюдать наночастицы в оптический микроскоп

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

Вокруг Нанограда
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. И сам город оказался молодым, динамичным, современным и интересным. Ниже дан небольшой фоторепортаж вокруг Нанограда, беглый взгляд, что собой представляет Ханты - Мансийск.

На лекциях Нанограда 2019
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Мы приводим небольшой фоторепортаж с различных лекций Нанограда.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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.