W laboratoriach Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ sukcesem zakończyła się procedura umieszczenia enzymów wewnątrz ochronnych „klatek” białkowych, z których następnie stworzono kryształy. Dzięki temu enzymy nadal mogą pełnić swoje funkcje, będąc jednocześnie chronionymi przed niekorzystnymi czynnikami środowiskowymi. Przełomowe badania prowadził zespół złożony z naukowców Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Aalto University w Helsinkach.
Enzymy są bardzo pożytecznymi białkami. Te mikroskopijne „maszyny” grają kluczową rolę w komórkach ludzkiego organizmu, a także są wykorzystywane w przemyśle (np. jako odplamiacze w biologicznych proszkach do prania). Enzymy są często bardzo wrażliwe na czynniki zewnętrzne i niektóre z nich ulegają rozpadowi, gdy znajdą się poza granicami środowiska komórkowego. Badacze rozwiązali ten problem stosując technikę „matrioszki”. W swoim eksperymencie wykorzystali powszechnie występujące i bardzo stabilne białko, ferrytynę, kształtem przypominające pustą kulę, a następnie znaleźli sposób, by umieścić enzym w jego wnętrzu. Poddawany testom enzym (lisozym) funkcjonował normalnie, pomimo umieszczenia go w środowisku o wysokiej temperaturze, co w normalnych warunkach powinno stanowić przeszkodę.
– Fakt ten może być spowodowany tym, że ścianki ferrytyny zapobiegają zniekształceniom enzymu, ale wymaga to dodatkowego potwierdzenia – mówi prof. Jonathan Heddle z UJ. Następnym etapem prac było wymieszanie wypełnionej enzymem ferrytyny ze zmodyfikowanymi cząsteczkami złota, co umożliwiło im utworzenie kryształów o większych rozmiarach. Również i w tym przypadku enzym nie zaprzestał działania. – Potencjalne zastosowania tej metody zależeć będą od tego, jaki enzym umieścimy wewnątrz ferrytyny. Już teraz zastanawiamy się nad wykorzystaniem tej techniki w powłokach antybakteryjnych czy katalizatorach przemysłowych – wyjaśnia kierownik zespołu Soumyananda Chakraborti z UJ.
Prace zostały sfinansowane w większości przez programy „Homing” oraz „TEAM” Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej. Rezultaty badań opublikowano w „Nano Letters”.
Zdjęcie u góry: wizualizacja struktur wytworzonych przez naukowców (autor: Mauri Kostiainen).
