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“I nanosheets astuti„ possono contribuire rapidamente ad isolare i nuovi tipi di proteine dalle miscele

Un gruppo interdisciplinare da Francoforte e da Jena ha sviluppato un genere di esca con cui ai complessi della proteina di pesce dalle miscele. Grazie a questa “esca„, la proteina desiderata è molto più veloce disponibile per ulteriore esame del microscopio elettronico. Il gruppo di ricerca ha battezzato questo livello innovatore di carbonio molecolare ultrasottile “il nanosheet astuto„. Con l'aiuto di questa novità, le malattie ed il loro trattamento con le droghe possono essere capiti meglio, per esempio.

Con il nostro trattamento, i nuovi tipi di proteine possono essere isolati dalle miscele ed essere caratterizzati in una settimana. Fin qui, appena l'isolamento delle proteine faceva parte spesso del dottorato che dura parecchi anni.„

Daniel Rhinow, Max Planck Institute di biofisica a Francoforte

Insieme ad Andreas Terfort (università di Goethe) e a Andrey Turchanin (università Jena di Friedrich Schiller), l'idea si è evoluta alcuni anni fa di pesca delle proteine desiderate direttamente dalle miscele fornendo un nanosheet dei siti di riconoscimento su cui la proteina bersaglio salda. I ricercatori ora sono riuscito a mettere a disposizione le proteine direttamente per esame facendo uso di cryo-microscopia dell'elettrone attraverso “un nanosheet astuto„.

La cryo-microscopia dell'elettrone è basata sul scossa-congelamento di un campione alle temperature sotto -150 °C. In questo trattamento, la proteina mantiene la sua struttura, non ci sono fissatore e coloranti d'interferenza necessari e gli elettroni possono irradiare facilmente l'oggetto congelato. Il risultato è immagini ad alta definizione e tridimensionali delle strutture più minuscole - per esempio dei virus e DNA, quasi giù al disgaggio di un atomo di idrogeno.

In preparazione, le proteine scossa-sono congelate estremamente in un di strato sottile dell'acqua su una griglia minuscola del metallo. Precedentemente, campiona ha dovuto essere pulito in una procedura complessa - spesso comprendendo un'estesa perdita di materiale - prima del loro esame di un microscopio elettronico. La procedura di microscopia elettronica riesce soltanto se appena un tipo di proteina è limitato nel livello dell'acqua.

Il gruppo di ricerca piombo da Turchanin ora sta usando i nanosheets che sono densamente soltanto un nanometro e composto di strato monomolecolare auto-montato molecolare unito con legami atomici incrociati. Il gruppo di Terfort ricopre questo nanosheet di gelificatore come la base per la pellicola sottile dell'acqua stata necessaria per congelarsi. I ricercatori poi fissano i siti di riconoscimento (un gruppo acido nitrilotriacetico speciale con gli ioni del nichel) a. Il gruppo piombo da Rhinow usa “i nanosheets astuti„ trattati in questo modo alle proteine di pesce da una miscela. Questi sono stati segnati in anticipo con una catena dell'istidina con cui saldano ai siti di riconoscimento; tutte le altre particelle d'interferenza possono essere elimin con la risciacquaturaare. Il nanosheet con la proteina rilegata può poi essere esaminato direttamente con il microscopio elettronico.

“I nostri nanosheets astuti sono particolarmente efficienti perché il livello dell'idrogel stabilizza la pellicola sottile dell'acqua richiesta ed allo stesso tempo sopprime l'associazione non specifica delle particelle d'interferenza,„ spiega Julian Scherr dell'università di Goethe. “In questo modo, la biologia strutturale molecolare può ora esaminare le strutture e le funzioni della proteina molto più velocemente.„ La conoscenza acquisita da questa può essere usata, per esempio, per capire meglio le malattie ed il loro trattamento con le droghe.

Il gruppo ha brevettato i nuovi nanosheets ed ulteriormente già ha trovato un produttore che porterà questo strumento utile sul servizio.

Source:
Journal reference:

Scherr, A., et al. (2020) Smart Molecular Nanosheets for Advanced Preparation of Biological Samples in Electron Cryo-Microscopy. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c03052.