Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech han logrado construir nanotubos de proteínas a partir de pequeños andamios hechos mediante la reticulación de cristales de proteínas de ingeniería. El logro podría acelerar el desarrollo de enzimas artificiales, portadores de tamaño nanométrico y sistemas de entrega para unanfitrión de aplicaciones biomédicas y biotecnológicas.
Un grupo dirigido por Takafumi Ueno en el Departamento de Ingeniería Biomolecular de Tokyo Tech ha desarrollado una forma innovadora de ensamblar proteínas en nanotubos bien ordenados.
Las nanoestructuras proteicas hechas a medida son de gran interés para la investigación, ya que podrían usarse para desarrollar catalizadores altamente específicos y potentes, sistemas de administración de medicamentos y vacunas dirigidos, y para el diseño de muchos otros biomateriales prometedores.
Los científicos se han enfrentado a desafíos en la construcción de conjuntos de proteínas en solución acuosa debido a las formas desorganizadas en las que las proteínas interactúan libremente en condiciones variables como el pH y la temperatura.
El nuevo método, reportado en la revista Ciencia química , supera estos problemas mediante el uso de cristales de proteínas, que sirven como un andamiaje prometedor para que las proteínas se autoensamblen en las estructuras deseadas. El método tiene cuatro pasos, como se ilustra en Construcción de nanotubos a partir de cristales de proteínas :
El sistema cristalino, compuesto por la disposición ordenada de estructuras ensambladas, facilita el control de interacciones químicas de interés precisas mediante la reticulación para estabilizar la estructura de ensamblaje, un logro que no se puede lograr mediante la reticulación de proteínas en solución.
Los investigadores eligieron una proteína natural llamada RubisCO como bloque de construcción para la construcción de nanotubos. Debido a su alta estabilidad, RubisCO pudo mantener su forma, y su estructura cristalina de investigaciones previas lo había recomendado para este estudio.
Utilizando imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión TEM en la División de Análisis de Biomateriales Suzukakedai de Tokyo Tech, el equipo confirmó con éxito la formación de los nanotubos de proteínas.
El estudio también demostró que los nanotubos de proteínas podrían retener su capacidad enzimática.
"Nuestro método de reticulación puede facilitar la formación del andamio de cristal de manera eficiente en la posición deseada sitios de cisteína específicos dentro de cada tubo del cristal", dice Ueno. "En la actualidad, ya que se han utilizado más de 100,000 estructuras de cristales de proteínasdepositados en el banco de datos de proteínas, nuestro método se puede aplicar a otros cristales de proteínas para la construcción de conjuntos de proteínas supramoleculares, como jaulas, tubos, láminas ".
El nanotubo en este estudio se puede utilizar para diversas aplicaciones. El tubo proporciona el entorno para la acumulación de las moléculas exógenas que se pueden utilizar como plataformas de suministro en campos relacionados con productos farmacéuticos. El tubo también puede ser potencial de catálisis debido a la construcción de proteínasEl bloque tiene la actividad enzimática en la naturaleza.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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