поиск |
Новости химической науки > Насосы, работающие на ферментах, двигают жидкости3.4.2014 Исследователи из России, США и Пуэрто-Рико разработали микроскопические насосы, не представляющие собой механические устройства, которые работают за счет перемещаемых ими жидкостей.
Микронасосы работают за счет превращения химической энергии в энергию движения и могут найти применение во многих областях – от разрушения нервно-паралитических отравляющих веществ до автоматической доставки инсулина в ответ на увеличение концентрации глюкозы.
Как отмечает один из авторов исследования – Аюсман Сен (Ayusman Sen) из Университета Пенсильвании, немеханические самодвижущиеся нано/микронасосы точно контролируют скорость потока и реагируют на определенное воздействие.
Ферменты работают как микроскопические насосы, перенося жидкость-субстрат. (Рисунок из Nat. Chem., 2014, DOI: 10.1038/nchem.1895)
Насосы образованы ферментами, закрепленными на поверхности золота, поверхность которых была обработана для формирования определенных шаблонов. В присутствии определенного жидкого субстрата каталитическое действие ферментов конвертирует химическую энергию в энергию механическую, заставляя жидкость двигаться в определенном направлении без применения внешнего источника энергии. Исследователи изучили четыре различных фермента – каталазу, глюкооксидазу, липазу и уреазу и наблюдали, что скорость перекачивания жидкости увеличивается с увеличением концентрации целевого субстрата. Насосы относительно долговечны, поскольку выбранные ферменты сохраняют активность даже после продолжительного хранения.
Сен подчеркивает, что биологические моторы и насосы работаю за счет действия ферментов, конвертируя химическую энергию АТФ, инициируя его превращение в АДФ, однако результаты нового исследования говорят о том, что могут работать и другие механизмы конверсии химической энергии в механическую. Работа открывает новые возможности для механобиологии, позволяя использовать в транспорте жидкостей ферменты, не связанные с системой АТФ/АДФ.
Новые насосы могут найти применение во многих областях. Так, принцип может быть адаптирован для создания чувствительных к окружающей среде систем доставки лекарственных препаратов. В таких системах положительно заряженный гидрогель может выступать одновременно и носителем ферментов и переносчиком низкомолекулярных соединений, которые должны высвобождаться после активации ферментов субстратом определенного типа. Для доказательства возможностей системы исследователи создали микроустройство, которое высвобождает инсулин в отклик на присутствие глюкозы.
Другое возможное применение – разработка насос, специально спроектированных для нейтрализации нервно-паралитических отравляющих веществ и доставки в организм соответствующих антидотов. Сходным образом можно будет разработать устройства, управляющиеся химическими сигналами, которые, например, выделяют при жизнедеятельности бактерии. Также рассматривается возможность создания систем микронасосов, которые могли бы отзываться сразу на ряд специфических субстратов.
Источник: Nat. Chem., 2014, DOI: 10.1038/nchem.1895 метки статьи: #биохимия, #нанотехнологии, #химическая технология, #химия поверхности Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Насосы, работающие на ферментах, двигают жидкости" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
11.8.2024 Лекарства на малых молекулах: только вверх! 7.8.2024 Имплантируемые батареи заряжаются от кислорода прямо в организме??? 7.8.2024 Почему некоторые исследователи считают, что кальций - это будущее аккумуляторов 23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» Подписка на новости
Новости компаний
07.08.24
|
Самарская область
Все новости
Самарская область ведет переговоры о производстве композитного углеволокна 08.06.24 | «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Новый подход «Химпрома» к чистому воздуху и воде в Чувашии Подписка на новости
|