Rejestracja

Please leave these two fields as-is:
UWAGA: Prosimy o rozwiązanie prostego równania matematycznego!
zamknij

Zaloguj się

Zapomniałeś hasła?

Jeżeli nie pamiętasz swojego hasła, wyślemy Ci nowe - wystarczy skorzystać ze specjalnego formularza
Przypomnij mi hasło

Zarejestruj się
Napisano: 24 czerwca 2011

Liczba komentarzy: 0
Interfejs z naturą

Biosensory (czujniki biologiczne) stanowią jedno z najciekawszych wyzwań współczesnej biotechnologii. Bio- stanowi element biologicznie aktywny, natomiast połączony z nim sensor, a zatem czujnik odpowiada za przetwarzanie efektu towarzyszącego reakcji chemicznej na sygnał analityczny. Czujniki biologiczne znajdują zastosowanie w analityce medycznej, biotechnologii, ochronie środowiska, czyli wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba wykrycia określonych substancji bądź pożądanych zjawisk w badanym materiale. Te zminiaturyzowane urządzenia stały się szansą na usprawnienie procesu wykrywania leków. Używa się ich między innymi do testowania aktywności biologicznej nieznanych związków chemicznych. Wprawdzie nie wiadomo na ile prawdziwy obraz zachodzących w organizmie procesów oddają, ale bezsprzecznie noszą w sobie potencjał. Powstają również nowe metody stabilizacji białek — częstych elementów biologicznych biosensora.

Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze stanęli naprzeciw takiemu wyzwaniu, angażując nowe odkrycia „syntetycznej biologii”. Celem są białka błonowe, ponieważ są one niezbędne w większości podstawowych procesów. Fotosynteza, transport czy sygnalizacja komórkowa opierają się na działaniu białek zanurzonych w błonie komórkowej. Badania mają być zorientowane na zrozumienie w jaki sposób integralne systemy białek błonowych zorganizowane są w naturze, ponieważ jedynie poprzez naśladowanie natury da się odtworzyć funkcjonalny układ biologiczny.

Białko błonowe w nanodysku

Łącząc zalety inżynierii genetycznej oraz nowoczesnych struktur, mających naśladować naturalne środowisko błony komórkowej, można unieruchamiać białka membranowe na stałym podłożu z zachowaniem ich funkcji. Duże nadzieje wiąże się z kolistymi strukturami, zwanymi nanodyskami; są to nanometrowej średnicy „formy” dla białek hydrofobowych. Zbudowane z podwójnej warstwy fosfolipidowej, imitują naturalne środowisko membrany komórkowej. Białka, takie jak receptory powierzchniowe, transportery, kanały jonowe, poddane ekstrakcji z udziałem łagodnych detergentów jonowych, tracą funkcjonalność często już po kilku godzinach. Podstawienie całej pojedynczej cząsteczki białka do centrum nanodysku pozwala natomiast utrzymać ją w środowisku wodnym w stanie funkcjonalnym nawet do kilkunastu dni. Co ciekawe, do powstania nanodysków zawierających cząsteczki białka wystarczy połączyć ze sobą komponenty w skład których wchodzi pożądane białko, mieszanina fosfolipidów oraz dodatkowe białko rusztujące, które zamyka się wokół nanodysku niczym pas wokół talii. Struktury te aranżują się same w wyniku oddziaływań hydrofobowych. Pozostałe zalety to oczywiście dostęp do obu stron, zarówno zewnątrz- jak i wewnątrzkomórkowej powierzchni białka, pozwalający na badanie jego interakcji, co byłoby niemożliwe z użyciem całych komórek lub liposomów. Dodatkowo, wyposażenie białka rusztującego bądź badanej cząsteczki w metkę powinowactwa pozwala unieruchomić cały kompleks na specjalnie przygotowanej powierzchni.

W ten oto sposób można tworzyć biosensory wyposażone w białka błonowe, wyekstrahowane z błony komórkowej. Otwiera to wiele nowych możliwości, lecz rodzi także pytanie o to, na ile wolno nam modyfikować molekułami życia, które rządzą się wciąż nieznanymi nam często prawami. Miejmy nadzieję, że na to i inne pytania naukowcy znajdą odpowiedź w najbliższej przyszłości.

Agnieszka Gołąb
 
Literatura:
1. Bayburt T. H., Sligar C. G., Membrane protein assembly into Nanodiscs, „FEBS Letters”, Vol. 584 (2010), s. 1721-1727.
2. Borch J. et al., Nanodiscs for immobilization of lipid bilayers and membrane
receptors: kinetic analysis of cholera toxin binding to a glycolipid receptor
, „Analytical
Chemistry”, Vol. 80 (2008), s. 6245-52.

image_pdfimage_print
Podziel się ze znajomymi
Skocz do formularza

Komentarze 0

Nikt jeszcze nie skomentował tego wpisu, napisz coś!
  1. Dodaj komentarz
    (wymagany)
    (wymagany)
    (wymagany)

    Pola oznaczone znaczkiem W są obowiązkowe. Musisz wypełnić wszystkie pola wymagane, aby dodać komentarz.
    Twój adres email, który podasz nie zostanie opublikowany z Twoim komentarzem.

    W treści komentarza dozwolone są tagi XHTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

do góry