Научный подход автор: shotlandec | 6-12-2011, 04:39

Странная сушка обратила белки в жидкость и стекло

Белок в жидком виде. Сушка на белках. 

На пересечении биологии, химии и физики произошли открытия, способные привести к появлению новых лекарственных препаратов и медицинских средств. Может, через несколько лет словосочетания «стеклянный белок» или «жидкий белок» не будут вызывать удивление, но пока удивляются даже специалисты, узнавая необычные свойства давно, казалось бы, изученных веществ.Концентрированный жидкий белок, переносящий кислород, может стать основой медицинских материалов нового поколения. Так считают его создатели из университета Бристоля (University of Bristol) и исследовательского института коллоидов и поверхностных явлений Макса Планка (Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung).Учёные экспериментировали с миоглобином — связывающим кислород белком мышц. Исследователи сумели снабдить молекулы этого белка добавками в виде определённых поверхностно-активных соединений, после чего при низкой температуре удалили всю воду из раствора, проведя сублимационную сушку.Как гласит пресс-релиз университета, при нагревании до комнатной температуры полученный таким способом порошок расплавился и превратился в вязкую жидкость.
Странная сушка обратила белки в жидкость и стекло, Белок в жидком виде, Сушка на белках, Жидкое стекло и белок

Миоглобин ответственен за накопление кислорода в мышцах (скелетных, сердца) и передачу его окислительным системам клеток.Как и в случае с транспортирующим кислород в крови гемоглобином, особенности миоглобина важны для эффективного дыхания всего организма. Известно, к примеру, что у китов и тюленей содержание миоглобина в мышечной ткани выше, чем у сухопутных млекопитающих, и это отчасти объясняет рекордные погружения данных животных (иллюстрация с сайта wikipedia.org).
Самое неожиданное: анализ показал, что в такой версии миоглобин сохранил свою форму и структуру практически нетронутыми. А ведь раньше считалось, что при сильном обезвоживании смеси происходит денатурация белков — потеря ими естественной геометрии и свойств.Однако жидкий миоглобин сохранил способность к обратимому связыванию кислорода в физиологических условиях (детали раскрывает статья в Nature Chemistry). Это противоречит предыдущим представлениям, согласно которым для правильной работы белков в организме необходимо присутствие молекул воды. А значит, в структурную биологию следует внести поправки.Авторы работы отмечают, что ранее никто не создавал жидкую форму металлопротеина без использования не только воды, но даже вообще любого иного растворителя, тем более — с сохранением биологически активных свойств исходного соединения.
Странная сушка обратила белки в жидкость и стекло, Белок в жидком виде, Сушка на белках, Жидкое стекло и белок

Компьютерное изображение миоглобина до обработки (слева) и его версии, укутанной полимером-суфрактантом (справа). Внизу: капля жидкого белка (иллюстрация Adam W. Perriman et al./Nature Chemistry).
Новая форма белка, по мнению британских и немецких учёных, может выступать в роли своего рода концентрата искусственной крови (хотя и «упрощённой формы» — уточняют специалисты). При разведении такого концентрата получится состав для транспортировки кислорода. Правда, нужно учесть, что в естественном случае в крови, напротив, не должно быть миоглобина, это опасно для организма и является признаком травмы или заболевания.С другой стороны, новое исследование дало на выходе не синтетическую кровь, а только новый подход к её созданию. А ещё жидкий миоглобин может выступить в роли начинки для перспективных перевязочных материалов и плёночных покрытий для ран, способных улучшать снабжение повреждённых тканей кислородом.Такие перспективы вырисовываются при переводе белка в не совсем природное состояние. Любопытно, что похожий принцип использовали исследователи из университета Дюка (Duke University), когда создали ещё одну необычную форму белка — стеклянную.Авторы работы растворили белки в крошечной капле воды, а затем добавили небольшую порцию деканола. Большая часть молекул H2O из исходного образца оказалась растворена в деканоле, при этом горстка белков была почти полностью «очищена» от воды (деканол играл роль осушительной помпы). Учёные ожидали, что белки кристаллизуются, но вместо этого они сформировали твёрдое тело с аморфной структурой — своего рода белок-стекло (об опыте рассказывает статья в Biophysical Journal).Произошло это из-за быстрого темпа потери влаги (весь процесс занимал считанные минуты, а иногда — секунды), так что белковые молекулы в концентрированном растворе просто не успевали перераспределиться для создания кристаллической решётки (в точности как при получении металлического стекла).
Странная сушка обратила белки в жидкость и стекло, Белок в жидком виде, Сушка на белках, Жидкое стекло и белок

С помощью этой установки учёные из Бристоля проверяли взаимодействие белка и кислорода при разных условиях (фото Adam W. Perriman et al./Nature Chemistry).
Учёные поэкспериментировали с несколькими видами белков, установив, что, по меньшей мере, четыре из них переходят в твёрдую аморфную фазу без повреждений и после добавления воды вновь обретают все или почти все свои биологические свойства.Вообще-то белковое стекло из Дюка — это чрезвычайно вязкая жидкость, способная течь на больших временных отрезках. Но для применения находки важно, что получаемые белковые микросферы (одна из них показана на фото под заголовком) — практически твёрдые тела.Они могут предоставить биологам и медикам сразу несколько выгод. Такая форма белка интересна для изучения свойств протеинов. А остающейся в составе микросферы воды недостаточно для поддержания жизни микроорганизмов, так что в стеклянной форме белок может храниться долго и безопасно.Такие шарики можно использовать как высококонцентрированный медицинский препарат, не забивающий канал иглы. В частности определённые белковые молекулы в такой форме можно филигранно вводить в опухоли. Для коммерциализации своей разработки учёные создали компанию Biogyali.Все эти эксперименты стали возможными после открытия практически той же группой учёных из Дюка неизвестных ранее тонкостей взаимодействия воды и некоторых видов алканов и спиртов в малом масштабе (микропузырьках, микропипетках) — о чём повествует статья в Journal of Chemical Physics. Тот же деканол практически не растворяется в воде, а последняя не может даже смешиваться с ним в большом количестве, но при определённых условиях, оказывается, вода сама охотно растворяется в деканоле.Первоначально учёные ставили опыты с концентрированными водными растворами солей, но однажды подумали – почему бы не проделать такой же трюк с белками? Так и вышло, что знания, полученные в одной дисциплине, оказались ключом к изобретению в совсем другой области.

Жидкое стекло и белок. Eikenclub.ru 9624-strannaya-sushka-obratila-belki-v-zhidkost-isteklo. Крот как дышат под землей. 

Статьи раздела Научный подход

Химики впервые синтезировали жидкий белок

Химики впервые синтезировали жидкий белокХимикам впервые удалось синтезировать жидкий белок при температуре всего 30 градусов по Цельсию на основе ферритина - белка, в котором запасается железо в организме животных и человека. Статья исследователей появилась в журнале Angewandte Chemie, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Бристольского университета.

Раскрыт секрет дышащих под землёй кротов

Раскрыт секрет дышащих под землёй кротовВосточноамериканский крот Scalopus aquaticus в своих подземных странствиях ухитряется выживать в условиях постоянного недостатка кислорода. Как это ему удаётся, выяснили учёные из канадского университета Манитобы (University of Manitoba) и их коллеги из университетов США и Дании.

Мясная картошка - чудеса генной инженерии.

Мясная картошка - чудеса генной инженерии.Биотехнологи из Национального института исследований растительного генома в Нью-Дели (Индия) вывели генетически модифицированный картофель, в котором содержится на 60% больше белка, чем в обычных клубнях.

Создан прототип самозалечивающейся солнечной батареи

Создан прототип самозалечивающейся солнечной батареиФотоэлектрохимические комплексы нанометрового масштаба показали способность к самосборке и саморемонту. В перспективе эти наноячейки могут стать основой долговечных батарей.

Учеными была создана водонепроницаемая ткань которая не теряет свои свойства после стирки

Учеными была создана водонепроницаемая ткань которая не теряет свои свойства после стиркиКитайские специалисты создали непромокаемую ткань, которая не теряет своих гидрофобных свойств даже после нескольких стирок. Ткань состоит из нитей из особого полимера, который не позволяет каплям воды прилипнуть к поверхности. Капли, оказавшиеся на ткани, приобретают сферическую форму и попросту с нее соскальзывают. Любая грязь также легко собирается и удаляется.

 (голосов: 0)

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Это интересно
.
Последние новости

Уход за старой кошкой

Хозяева зачастую, в суете дней не улавливают того момента когда их кошка стареет и нуждается в большем уходе. Внешне поведение может совсем не измениться, но звоночком может послужить изменение его поведения: апатия, потеря аппетита, увеличение продолжительности сна.


Алхимия: из низшего в высшее

Некоторые ученые полагают, что само понятие «алхимия» ведет свою историю от греческого термина «хио», которое означает «изливать» или «лить металл», поскольку очень многое в алхимии связано с металлами, разнообразными способами их получения и обработки.


Кольцо в небе над Венесуэллой

Необычное явление наблюдалось 21 июня 2003 г. в 20 километрах к западу от Каракаса. В 6 часов вечера люди заметили в небе странное плотное облако, по форме отдаленно напоминающее чечевицу.


Кресло исполняет желания

Есть на планете места, где удивительным образом тайное становится явным, а мечты вдруг приобретают вполне осязаемые реальные черты.


Призрак короля

Невероятно таинственная история случилась в 1792 г. В период французского революционного переворота. Таинственный призрак, повлиявший на течение исторических событий, предотвратил назревавшее кровопролитие между французами и австрийско-прусской империей.


Человек произошел от скрещивания шимпанзе со свиньей

Даже по сей день диспуты о происхождении человека не утихают, а становятся все горячее. Генетик из Америки выдвинул новую гипотезу о происхождении человека. Разработал он ее в университете Джорджии со своими коллегами.


Город оплавленных камней

Прибрежные равнины Перу, окруженные высокогорьем Анд считаются самой протяженной горной цепью, которую называют остовом Южного континента Америки. Здесь в нагорной долине, окруженной неприступными скалами, зарождающяяся империя кечуа, заложила основу своего государства Куско.


Загадочные двойники
Американец Адриан Браун работает шофером в частной охранной фирме. Каждую ночь объезжает объекты строго по установленному маршруту.


Человек по своей природе крайне суеверный, оттуда и берутся многочисленные приметы и разные народные суеверия. Этих суеверий великое множество. Так одни из самых распространённых имеют тематику «потерял- нашел». 


Женское имя - Лариса. Тайна имени
Лариса - имя, имеющее латинские корни. В переводе означает «чайка». Как вольная птица, Лариса все старается взмыть повыше в небо, то и дело подвергая сомнению законы гравитации.


Мужское имя - Геннадий. Тайна имени
Геннадий (в буквальном переводе означает «родовитый») - имя имеющее древнегреческие корни. И действительно, Геннадии часто находятся под гнетом своей родословной. 


Космический телескоп Хаббла.

Прошедшее столетие далеко продвинуло человеческие познания в сфере исследования нашей Вселенной. Было сделано множество открытий с помощью сложных оптических телескопов, расположенных в высокогорных исследовательских обсерваториях.



Титан – металл для освоения космических пространств.

Бездна космических глубин начинается сразу же за тонкой оболочкой земной атмосферы. Наша Солнечная система выглядит совсем небольшой на фоне этой абсолютной пустоты.



Самая маленькая птица на Земле.
Радужная птичка колибри является самой маленькой птицей на Земле. Это прекрасное творение природы обитает на просторах Американского континента от Аляски до Огненной Земли. 


Интересные факты про насекомых.
Одним из самых необычных фактов о насекомых является то, что в отличие от людей, они не испытывают боли. Боль – это неприятное телесное и эмоциональное ощущение, которое связано с реальным или возможным повреждением тканей организма.

Популярные новости


промышленный актуатор с большим усилием со склада