2018-11-26 22:46:02
科学家开发了具有遥控功能的酶

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科学家已经开发出一种利用射频辐射增强酶活性的方法。该方法需要酶和磁性纳米颗粒的特殊复合物。颗粒可以吸收无线电发射并将其转化为热量,从而使酶促过程加速四倍以上。该方法可用于创建无线电控制的生化系统并调节生物体内的新陈代谢。结果发表在ACS生物材料科学与工程中。

酶参与生物体内的各种反应,其有效性取决于各种条件。虽然酶活性通常是化学控制的,但ITMO大学的研究人员已经证明,这可以通过射频场等物理方法远程完成。

为了制造无线电控制的酶,科学家们合成了一种特殊的复合物,其中一种酶被封装在磁铁矿纳米粒子的刚性多孔骨架中。无论何时应用无线电场,纳米粒子吸收无线电发射并加热,将额外的能量传递给酶并导致酶促反应速率加速。对模型酶碳酸酐酶进行的实验证明,反应速率可以提高四倍以上。

“很少有研究通过无线电波探测酶的操作。我们是第一个增加非热稳定酶活性的研究。通常,这些酶会在高温下改变构象,然后停止工作。但是放在纳米粒子的刚性框架,这种酶从结构重排中稳定下来,因为纳米粒子机械地限制了酶的流动性,“ITMO大学SCAMT实验室成员Andrey Drozdov说。

在工作中使用的无线电发射的优点中有两个关键参数。这种无线电波很容易穿过组织,它们是无害的。因此,通过使用射频场,研究人员可以控制体内酶的活性并调节细胞代谢。在不久的将来,科学家计划在其他酶上尝试这种方法,试图影响细菌或细胞的重要活动。

由于该主题具有很大的潜力,因此进一步的工作将集中在将该技术与其他酶以及活细胞一起使用。例如,仍然不清楚是否有可能使细菌或细胞更频繁地分裂,或者相反,是否可以阻止它们的分裂。

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