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Los “nanosheets elegantes” pueden ayudar rápidamente a aislar nuevos tipos de proteínas de mezclas

Las personas interdisciplinarias de Francfort y de Jena han desarrollado una clase de cebo con la cual a los complejos de la proteína de pescados fuera de mezclas. Los gracias a este “cebo”, la proteína deseada son mucho más rápidos disponible para el examen adicional en el microscopio electrónico. El equipo de investigación ha bautizado esta capa innovadora de carbono molecular ultrafino el “nanosheet elegante”. Con la ayuda de esta novedad, las enfermedades y su tratamiento con las drogas se pueden entender mejor, por ejemplo.

Con nuestro proceso, los nuevos tipos de proteínas se pueden aislar de mezclas y caracterizar dentro de una semana. Hasta la fecha, apenas el aislamiento de las proteínas era a menudo parte de un doctorado que duraba varios años.”

Daniel Rhinow, Max Planck Institute de la biofísica en Francfort

Así como Andreas Terfort (universidad de Goethe) y Andrey Turchanin (universidad Jena de Friedrich Schiller), la idea se desarrolló hace unos años de pescar las proteínas deseadas directamente fuera de mezclas equipando un nanosheet de los sitios de reconocimiento sobre los cuales la proteína del objetivo pega. Los investigadores ahora han tenido éxito en la fabricación de las proteínas directamente disponibles para el examen usando cryo-microscopia del electrón a través de un “nanosheet elegante”.

La cryo-microscopia del electrón se basa en la descarga-congelación de una muestra en las temperaturas bajo -150 °C. En este proceso, la proteína mantiene su estructura, no hay agentes de interferencia de la fijación y de colorante necesarios, y los electrones pueden irradiar fácilmente el objeto congelado. El resultado es imágenes de alta resolución, tridimensionales de las estructuras más minúsculas - por ejemplo de virus y DNA, casi hacia abajo a la escala de un átomo de hidrógeno.

En la preparación, las proteínas son descarga-congeladas en un extremadamente de capa delgada del agua en una rejilla minuciosa del metal. Previamente, muestrea tuvo que ser limpiado en un procedimiento complejo - a menudo implicando una baja extensa del material - antes de su examen en un microscopio electrónico. El procedimiento de la microscopia electrónica es solamente acertado si apenas un tipo de proteína está limitado en la capa del agua.

El grupo de investigación llevado por Turchanin ahora está utilizando los nanosheets que son simplemente un nanómetro densamente e integrado por una capa monomolecular uno mismo-montada molecular reticulada. El grupo de Terfort recubre este nanosheet con un gelificante como la base para la película fina del agua necesaria para congelar. Los investigadores entonces sujetan los sitios de reconocimiento (un grupo ácido nitrilotriacético especial con los iones del níquel) a él. Las personas llevadas por Rhinow utilizan los “nanosheets elegantes” tratados de esta manera a las proteínas de pescados fuera de una mezcla. Éstos fueron marcados de antemano con una cadena de la histidina con la cual pegan a los sitios de reconocimiento; el resto de las partículas de interferencia se pueden enjuagar lejos. El nanosheet con la proteína encuadernada se puede entonces examinar directamente con el microscopio electrónico.

“Nuestros nanosheets elegantes son determinado eficientes porque la capa del hidrogel estabiliza la película fina del agua requerida y al mismo tiempo suprime el atascamiento no específico de partículas de interferencia,” explican Scherr juliano de la universidad de Goethe. “De esta manera, la biología estructural molecular puede ahora examinar las estructuras y las funciones de la proteína mucho más rápidamente.” El conocimiento ganado de esto se puede utilizar, por ejemplo, para entender mejor enfermedades y su tratamiento con las drogas.

Las personas han patentado los nuevos nanosheets y han encontrado además ya a un fabricante que traerá esta herramienta útil sobre el mercado.

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.