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Las enzimas de la cola de la esperma inspiran la nanobiotecnología

Apenas como trabajadores en un fábrica, las enzimas pueden crear un producto final más eficientemente si se adhieren juntas en un lugar y pasar la materia prima de la enzima a la enzima, línea-estilo del montaje. Eso está según científicos en el instituto para la salud de los animales, las primeras personas del panadero de Cornell para reconstruir un camino biológico de 10 pasos con todas las enzimas atadas a los nanoparticles.

A les inspiraron que estudiaran cómo los nanoparticles podrían ganar funciones biológicas a través de las enzimas que impulsan las colas de la esperma, que giran el azúcar en el lactato y la energía tan rápidamente que la esperma puede apresurar adelante en cinco longitudes corporales por segundo.

La “esperma tiene un sistema muy eficiente de la producción de energía,” dijo al autor importante del estudio, Chinatsu Mukai, socio de investigación postdoctoral. En el laboratorio del instituto del panadero de Alex Travis, el profesor adjunto de la biología reproductiva, de Mukai y de otros había estado estudiando la función del metabolismo y de la esperma. Travis tenía la idea de imitar la esperma de la manera que las enzimas de la cola se sujetan a un apoyo sólido en un intento por lograr la misma clase de eficiencia en los pequeños dispositivos artificiales. El estudio fue soportado por un Grant pionero de los institutos de la salud nacionales y publicado en gorrón Angewandte Chemie el 30 de noviembre.

En la mayoría de las células, la mayoría de las enzimas que realizan el proceso de girar el azúcar en energía, llamada glicolisis, está conectando alrededor, tomando las moléculas que trabajan conectado mientras que suceso adelante. Pero en esperma, las enzimas que realizan glicolisis tienen regiones especiales que sujeten las enzimas a un andamio sólido de la proteína que las mentiras apenas debajo de la membrana que reviste la célula y las corridas la mayor parte del largo de la cola.

El “azúcar viene hacia adentro a través de la membrana, pega las enzimas inmediatamente debajo, y después se tramita y pasó abajo de la línea, dando la producción energética en una moda de la alto-producción,” dijo a Travis.

El sistema Mukai, Travis y sus personas desarrolló trabajos más o menos de la misma manera: La molécula del azúcar es tramitada de principio a fin por las enzimas sujetadas a los nanoparticles. Comparado con las enzimas que conectan libremente en la solución, la glucosa tramitada sistema atada de la enzima al producto final, lactato, más eficientemente, saliendo de concentraciones más inferiores de productos intermedios que el sistema de flotación libre de la enzima. Conseguir un camino de 10 pasos para funcionar con todos los componentes atados es un aumento exponencial sobre los estudios anteriores, que denunciaron un máximo de dos a tres pasos.

Si el trabajo se puede aumentar para ser un productor neto de la energía, podría haber varios usos prácticos, Travis dijo. En esperma, la energía se utiliza para nadar y la transmisión de señales que permite que fertilice un huevo, pero en nanobiotecnología, la energía se podría utilizar a los dispositivos de potencia que realizan una variedad de trabajos.

“Imagínese los dispositivos la talla de glóbulos, cada explotación agrícola una droga de la quimioterapia. Si estuvieron equipados con esta clase de motor, entonces los dispositivos podían hacer su propia energía del azúcar en la circulación sanguínea. Usando las bombas moleculares movidas por motor por esa energía, los dispositivos podrían golpear fuera ese cargamento de la droga con el pie a los regímenes definidos, y donde ha necesitado, por ejemplo en el sitio de un tumor sólido,” dijo específicamente a Travis. Sus personas han aplicado ya el concepto de enzimas atadas en un dispositivo para descubrir signos del recorrido o de la lesión cerebral traumática en muestras de sangre, una tecnología que él y su laboratorio están proyectando comercializar.

Puede incluso representar un paso más cercano a explotar el potencial de células artificiales, dijo a Mukai.

“Usted no puede hacer una célula artificial sin caminos metabólicos, así que éste es progreso en esa dirección,” ella dijo.

Source:

Cornell University