Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Zielone światło kluczem do nanomontażu

Żywa struktura potrzebuje nanostruktur białkowych, które są z kolei rozmieszczane w precyzyjny sposób, determinujący jej konkretne funkcje. Naukowcy z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium (LMU) w Niemczech odkryli rolę, jaką zielone światło odgrywa w umieszczaniu pojed...

Żywa struktura potrzebuje nanostruktur białkowych, które są z kolei rozmieszczane w precyzyjny sposób, determinujący jej konkretne funkcje. Naukowcy z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium (LMU) w Niemczech odkryli rolę, jaką zielone światło odgrywa w umieszczaniu pojedynczych molekuł białka w miejscu ich działania z nanometrową precyzją, dzięki czemu można budować nowe maszyny biomolekularne. Odkrycia zostały zaprezentowane w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society. Za pomocą cienkiej końcówki mikroskopu sił atomowych (AFM), naukowcy przenieśli pojedyncze biomolekuły w inne miejsce z nanometrową precyzją. Technika zwana SMC&P (wycinanie i wklejanie pojedynczych molekuł; ang. single-molecule cut & paste) została po raz pierwszy wykorzystana przez zespół do molekuł kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Do zastosowania jej do białek skłonił naukowców fakt, że maszyny molekularne odpowiedzialne za większość procesów biochemicznych w komórkach są złożone z białek, a kontrolowany montaż takich urządzeń jest jednym z nadrzędnych celów nanotechnologii. Zespół pracujący pod kierunkiem profesora Hermanna Gauba z LMU stwierdził, że pozwoli ona pogłębić wiedzę o tym, co się dzieje wewnątrz żywych komórek i pomoże w opracowaniu, budowaniu i eksploatowaniu modyfikowanych nanomaszyn. Dzięki tej technice naukowcy zmienili metodę, co z kolei pozwoliło im na przeniesienie białek z miejsca przechowywania do konkretnej lokalizacji z nanometrową precyzją. "W środowisku płynnym w temperaturze pokojowej, 'warunki pogodowe' w nanoskali są porównywalne do tych panujących w huraganie" - mówi autor naczelny Mathias Strackharn z LMU. Dlatego ważne jest, aby solidnie zaczepić i bezpiecznie utrzymywać molekuły na końcówce mikroskopu AFM w czasie przenoszenia ich na teren budowy. Wedle relacji naukowców, siły, które wiążą białka w czasie przenoszenia i montażu, muszą być także wystarczająco słabe, aby wykluczyć uszkodzenie białek, zatem trzeba je ściśle kontrolować. Zespół osiągnął cele badawcze za pomocą połączenia przeciwciał, białek wiążących DNA zawierających "palce cynkowe" i kotwic DNA. "Wykazaliśmy wykonalność metody poprzez uformowanie z setek fluorescencyjnych GFP [zielonych białek fluorescencyjnych] zielonego człowieczka, takiego jak na sygnalizacji świetlnej, który informuje pieszych, że mogą przejść przez ulicę, tyle tylko, że ten mierzył kilka mikrometrów" - wyjaśnia Strackharn. Ta technika umożliwia bezpośrednie testowanie aspektów funkcjonalnych złożonych maszyn białkowych, między innymi sposobu w jaki kombinacje różnych enzymów wchodzą w interakcję i na ile blisko siebie powinny się znajdować, aby zaszły reakcje sprzężone. "Jeżeli będziemy w stanie efektywnie budować kopie tych 'enzymatycznych linii montażu' poprzez gromadzenie pojedynczych białek, to być może będziemy mogli wnieść znaczący wkład w eksploatację zrównoważonych źródeł energii" - stwierdza.Więcej informacji: Uniwersytet Ludwiga Maximiliana w Monachium (LMU): http://www.en.uni-muenchen.de/index.html Journal of the American Chemical Society: http://pubs.acs.org/journal/jacsat

Kraje

Niemcy