Torsdag 28. februar 2013.- En undersøkelse ledet av Higher Council for Scientific Research (CSIC) har klart å utforme en mutant versjon av dette enzymet som opprettholder sin oksideringsreduserende kapasitet under de tøffe miljøforholdene i blodomløpet.
Lacasa er et enzym kjent for sin høye evne til å oksidere et bredt spekter av underlag i naturen, for dette bruker det oksygen fra luften og frigjør vann som det eneste biproduktet. En ny mutantversjon av dette enzymet opprettholder sin oksidasjonsreduserende kapasitet under de tøffe miljøforholdene i blodomløpet.
"Målet med denne mutanten er å fungere som et element i et batteri som genererer strømmen som er nødvendig for å betjene implanterbare nanoskopiske enheter i blodårene, " forklarer forskeren ved Institute of Catalysis and Petrochemical of CSIC og ansvarlig for arbeidet, Miguel Mayor.
Den oksydasjonsreduserende kapasiteten til de originale formene for lakase blir praktisk talt hemmet av blodets pH og den høye saltsammensetningen. I følge forskningen, publisert i dag i tidsskriftet Chemistry & Biology, er blodaktiviteten til den mutante laccasen 42 000 ganger høyere enn for det samme enzymet i sin opprinnelige tilstand.
Som CSIC forklarer i en pressemelding, har prosessen for å gi opphav til mutanten vært basert på rettet evolusjon. Denne metodologien gjenskaper prosessene for naturlig evolusjon tilpasset de ønskede miljøer. CSIC-forskeren tilstår at "det var nødvendig en massiv utforskning av mutantbiblioteker og analyse av mer enn 10 000 kloner for å utforme den aktuelle mutanten: ChU-B-laccase".
Begge nevnte versjoner av enzymet og metodikken for å utvikle det har gitt opphav til CSIC-patenter.
På samme måte som i naturen tar imot elektroner fra forskjellige underlag, når den er immobilisert i katoden til en nanopila, tar den elektronene fra anoden, der et annet enzym oksiderer blodsukkeret. På denne måten produseres en kontinuerlig elektrisk strøm som gjør det mulig å generere den nødvendige kraften for at hele enheten skal fungere.
Målet med denne energikilden er å mate implanterbare brikker som informerer sykehuset trådløst og i sanntid om konsentrasjonen av forskjellige metabolitter i pasientens blod, slik som glukose, oksygen og insulin, rapporterer CSIC i en uttalelse.
For dette har de en svinger som har en antenne som sender informasjonen til sykehusdatabasene og en biosensor som er ansvarlig for å måle ønsket parameter. Ordfører indikerer at "avhengig av parameteren som skal måles, vil biosensoren kreve ett eller annet enzym." Når det gjelder oksygen, kan for eksempel den mutante lakasen også tjene som et måleenzym, siden det er kilden som brukes til å fange opp elektroner. Imidlertid vil et glukoseoksidaseenzym være nødvendig for å måle glukose.
For CSIC-forskeren "representerer dette arbeidet et bemerkelsesverdig fremskritt for anvendelse av lakker i utformingen av nanobiodevices til biomedisinske formål". Ordfører forklarer: "Den mutanten som er i stand til å handle i blod, kan bli sammenføyd i fremtiden av andre som er i stand til å operere i tårer og andre menneskelige fysiologiske væsker."
Forskningen, resultatet av samarbeid med forskere fra åtte universiteter og internasjonale forskningssentre, og to private selskaper; Det hører til 3D-nanobiodevices-prosjektet til VII rammeprogram for EU.
Kilde:
Tags:
Medisiner Diett-Og-Ernæring seksualitet
Lacasa er et enzym kjent for sin høye evne til å oksidere et bredt spekter av underlag i naturen, for dette bruker det oksygen fra luften og frigjør vann som det eneste biproduktet. En ny mutantversjon av dette enzymet opprettholder sin oksidasjonsreduserende kapasitet under de tøffe miljøforholdene i blodomløpet.
"Målet med denne mutanten er å fungere som et element i et batteri som genererer strømmen som er nødvendig for å betjene implanterbare nanoskopiske enheter i blodårene, " forklarer forskeren ved Institute of Catalysis and Petrochemical of CSIC og ansvarlig for arbeidet, Miguel Mayor.
Den oksydasjonsreduserende kapasiteten til de originale formene for lakase blir praktisk talt hemmet av blodets pH og den høye saltsammensetningen. I følge forskningen, publisert i dag i tidsskriftet Chemistry & Biology, er blodaktiviteten til den mutante laccasen 42 000 ganger høyere enn for det samme enzymet i sin opprinnelige tilstand.
Som CSIC forklarer i en pressemelding, har prosessen for å gi opphav til mutanten vært basert på rettet evolusjon. Denne metodologien gjenskaper prosessene for naturlig evolusjon tilpasset de ønskede miljøer. CSIC-forskeren tilstår at "det var nødvendig en massiv utforskning av mutantbiblioteker og analyse av mer enn 10 000 kloner for å utforme den aktuelle mutanten: ChU-B-laccase".
Begge nevnte versjoner av enzymet og metodikken for å utvikle det har gitt opphav til CSIC-patenter.
Den ”nanochipen”
På samme måte som i naturen tar imot elektroner fra forskjellige underlag, når den er immobilisert i katoden til en nanopila, tar den elektronene fra anoden, der et annet enzym oksiderer blodsukkeret. På denne måten produseres en kontinuerlig elektrisk strøm som gjør det mulig å generere den nødvendige kraften for at hele enheten skal fungere.
Målet med denne energikilden er å mate implanterbare brikker som informerer sykehuset trådløst og i sanntid om konsentrasjonen av forskjellige metabolitter i pasientens blod, slik som glukose, oksygen og insulin, rapporterer CSIC i en uttalelse.
For dette har de en svinger som har en antenne som sender informasjonen til sykehusdatabasene og en biosensor som er ansvarlig for å måle ønsket parameter. Ordfører indikerer at "avhengig av parameteren som skal måles, vil biosensoren kreve ett eller annet enzym." Når det gjelder oksygen, kan for eksempel den mutante lakasen også tjene som et måleenzym, siden det er kilden som brukes til å fange opp elektroner. Imidlertid vil et glukoseoksidaseenzym være nødvendig for å måle glukose.
For CSIC-forskeren "representerer dette arbeidet et bemerkelsesverdig fremskritt for anvendelse av lakker i utformingen av nanobiodevices til biomedisinske formål". Ordfører forklarer: "Den mutanten som er i stand til å handle i blod, kan bli sammenføyd i fremtiden av andre som er i stand til å operere i tårer og andre menneskelige fysiologiske væsker."
Forskningen, resultatet av samarbeid med forskere fra åtte universiteter og internasjonale forskningssentre, og to private selskaper; Det hører til 3D-nanobiodevices-prosjektet til VII rammeprogram for EU.
Kilde:
