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Gli enzimi della coda dello sperma ispirano la nanobiotecnologia

Appena come i lavoratori in una fabbrica, gli enzimi possono creare più efficientemente un prodotto finito se sono attaccati insieme in un posto e passare la materia prima dall'enzima all'enzima, installazione riga riga. Quello è secondo gli scienziati all'istituto per salute degli animali, il primo gruppo del panettiere di Cornell per ricreare una via biologica di 10 punti con tutti gli enzimi legati alle nanoparticelle.

Sono stati ispirati studiare come le nanoparticelle potrebbero guadagnare le funzioni biologiche attraverso gli enzimi che guidano le code dello sperma, che trasformano così rapidamente lo zucchero nel lattato e nell'energia che lo sperma può accelerare avanti a cinque stature al secondo.

“Lo sperma ha un sistema altamente efficiente di produttore d'energia,„ ha detto l'autore principale dello studio, Chinatsu Mukai, un socio di ricerca postdottorale. Nel laboratorio dell'istituto del panettiere di Alex Travis, il professore associato di biologia riproduttiva, di Mukai e di altri stava studiando la funzione dello sperma e del metabolismo. Travis ha avuto l'idea imitare lo sperma di modo gli enzimi della coda che sono fissati ad un supporto solido nel tentativo di raggiungere lo stesso ordinamento di risparmio di temi sulle piccole unità artificiali. Lo studio è stato supportato da un Grant pionieristico dagli istituti della sanità nazionali ed è stato pubblicato giornale Angewandte Chemie nel 30 novembre.

In la maggior parte delle celle, la maggior parte degli enzimi che effettuano il trattamento dello zucchero di tornitura in energia, chiamata glicolisi, sta fluttuando intorno, prendendo le molecole che funzionano sopra mentre accadono avanti. Ma in sperma, gli enzimi che effettuano la glicolisi hanno regioni speciali che fissano gli enzimi ad un'impalcatura solida della proteina che bugie appena sotto la membrana che riguarda la cella e le esecuzioni più della lunghezza della coda.

“Lo zucchero entra tramite la membrana, colpisce gli enzimi immediatamente sotto e poi è elaborato e passato giù la riga, dante produzione di energia ad un modo di alto-capacità di lavorazione,„ ha detto Travis.

Il sistema Mukai, Travis ed il loro gruppo ha sviluppato gli impianti più o meno allo stesso modo: La molecola dello zucchero è elaborata dall'inizio alla fine dagli enzimi fissati alle nanoparticelle. Rispetto agli enzimi che fluttuano liberamente in soluzione, il glucosio trasformato sistema legato degli enzimi al prodotto finale, lattato, più efficientemente, lasciante le concentrazioni più basse di prodotti intermedi che il sistema di fluttuazione degli enzimi. Convincere una via di 10 punti per funzionare con tutte le componenti legate è un aumento esponenziale sopra gli studi precedenti, che hanno riferito un massimo di due - tre punti.

Se il lavoro può essere migliorato per essere un produttore netto di energia, ci potrebbero essere una serie di applicazioni pratiche, Travis ha detto. In sperma, l'energia è usata per il nuoto e la segnalazione che permette che fertilizzi un uovo, ma in nanobiotecnologia, l'energia potrebbe essere usata alle unità di potenza che effettuano vari processi.

“Immagini le unità la dimensione dei globuli, ogni tenuta una droga della chemioterapia. Se equipaggiato con questo genere di motore, poi le unità hanno potuto fare la loro propria energia proveniente dallo zucchero nella circolazione sanguigna. Facendo uso delle pompe molecolari alimentate da quell'energia, le unità potrebbero buttare fuori quel carico della droga alle tariffe definite e specificamente dove ha avuto bisogno di, quale al sito di un tumore solido,„ ha detto Travis. Il suo gruppo già ha applicato il concetto degli enzimi legati in un'unità per individuare i segni del colpo o del trauma cranico traumatico in campioni di sangue, una tecnologia che lui ed il suo laboratorio pianificazione commercializzare.

Può anche rappresentare un punto più vicino a realizzare il potenziale delle celle artificiali, ha detto Mukai.

“Non potete fare una cella artificiale senza vie metaboliche, in modo da questo è progresso in quella direzione,„ ha detto.

Source:

Cornell University