Ферментом научились управлять при помощи лазера
Исследователи из университета «Сириус» и МФТИ нашли способ включать фермент светом. Карбоангидразу поместили в пористую керамику вместе с золотыми наночастицами, и инфракрасный лазер ускорил реакцию с её участием в девять раз. Об этом пишет портал Интернет-газета «Жук».
Проект поддержал грант РНФ, а итоги опубликовал Chemical Engineering Journal. Система состоит из трёх частей: фермента, полых золотых сфер и оксида алюминия. Карбоангидразу выбрали из-за ключевой роли в клеточном дыхании — она превращает углекислый газ в углекислоту. Ход процесса удобно отслеживать по пожелтению смеси.
Обычно белки-катализаторы теряют активность после нагрева выше 50°С. Керамическая матрица защищает молекулу. В водяной бане при 70°С свободный фермент склеивался и утрачивал форму, тогда как заключённый в оксид алюминия оставался почти неизменным.
Термостабильность проверили методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Чистый фермент разрушался при 67°С. В матрице без золота показатель вырос до 103°С, с золотом — до 96°С. Добавка 0,5% золота дала девятикратный рост активности. Материал выдержал 11 этапов попеременного нагрева и охлаждения, не потеряв рабочих свойств.
Руководитель проекта Андрей Дроздов пояснил, что выбрали биосовместимые компоненты — оксид алюминия и золото, применяемые в медицине. По его словам, концепция перспективна для медицины, биотехнологий и «зелёного перехода». Исследования продолжатся, а технологию планируют развивать для промышленного улавливания углекислого газа. Дроздов — кандидат химических наук и старший научный сотрудник университета «Сириус». В будущем золотые наночастицы рассчитывают применять для фототерапии опухолей: их накапливают в поражённой зоне и нагревают лазером, следя за температурой, чтобы избежать ожогов и некроза.
