Радиоуправляемые ферменты

02.12.2018

Белки-ферменты выполняют в наших клетках всю биохимическую работу, но сами ферменты могут работать только в строго определенных условиях. Поэтому ускорить, "усовершенствовать" ферментативную реакцию бывает очень сложно. Например, мы предполагаем, что если повысить температуру, реакция пойдет быстрее, однако фермент не разрешает так сделать. Как и у любого белка, у фермента есть определенная пространственная структура, от которой зависит его функция. Трехмерная структура удерживается физико-химическими связями внутри белковой молекулы, которые могут нарушиться, если температура станет выше оптимальной.

Ученые из Университета ИТМО нашли способ повысить эффективность ферментов, не разрушая их. Были исследованы наночастицы с ферментами внутри: белки заключены в жесткий пористый каркас из наночастиц магнетита. Частицы можно нагреть радиоизлучением - нагревшись, они передают часть энергии ферменту, который от этого начинает работать быстрее, в то время как жесткий каркас ограничивает подвижность разных частей белковой молекулы, не давая ей утратить рабочую форму. В экспериментах с ферментом карбоангидразой, которая в обычных условиях чувствительна к температуре, скорость реакции удалось увеличить в 4 раза, сохранив работоспособность фермента.

Радиоизлучение легко проникает в живые ткани и безвредно для организма. То есть с его помощью можно управлять активностью ферментов в организме и корректировать метаболизм клеток. Авторы работы планируют в ближайшее время опробовать свой подход с наночастицами на других ферментах и попытаться с их помощью повлиять на жизнедеятельность бактерий или клеток - например, заставить их делиться быстрее или медленнее.

<< Назад: Перемещение предметов лучами света 02.12.2018

>> Вперед: Затемнение Солнца для борьбы с потеплением 01.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Среди пчел тоже есть правши и левши 10.11.2017 Энтомологи из университета Квинсленда доказали, что пчелы могут иметь индивидуальную склонность к выбору правой или левой стороны во время полета. Примерно четверть насекомых, участвовавших в эксперименте ученых, оказалась "правшами", еще четверть - "левшами", в то время как все остальные животные не демонстрировали предпочтений. Исследования показывают, что насекомые при навигации проявляют определенные особенности поведения - например, летают медленнее в узких проходах (возможно, чтобы снизить риск травм). Кроме того, они могут обладать и индивидуальными склонностями, однако до сих пор это было мало изучено. Авторы новой работы решили проверить сразу две гипотезы - будут ли медоносные пчелы выбирать широкий путь чаще, чем узкий, а также есть ли среди этих животных "правши" и "левши". Исследователи построили между ульем и кормушкой небольшой тоннель, в середине которого находилось препятствие. Оно представляло собой перегородку либо с широким и узким, либо с двумя одинаковыми отверстиями. Насекомым необходимо было пролететь сквозь это препятствие, чтобы получить пищу, в то время как ученые следили за их поведением. В эксперименте участвовало около 100 пчел. Когда размер отверстий в тоннеле отличался, пчелы обычно предпочитали лететь по более широкому пути - причем чем больше была разница, тем сильнее была выражена эта закономерность. Однако когда проходы в тоннеле были одинаковыми, пчелы проявляли индивидуальные отличия: в то время как 55 % насекомых выбирали путь случайным образом, пролетая то через правое, то через левое отверстие, оставшиеся животные разделились примерно поровну на "правшей" и "левшей". Эти пчелы раз за разом выбирали одну сторону. Дополнительные эксперименты подтвердили полученный результат. В частности, когда пчела была вынуждена лететь не через "свою" сторону -например, когда пчеле-"правше" надо было пролететь через левый, но более широкий проход - ей требовалось немного больше времени, на принятие решения. Если более удобный для насекомого путь оказывался одновременно более широким, то оно реагировало почти мгновенно. Ученые предполагают, что подобные склонности могут помогать пчелам в навигации. Если бы среди пчел не было "правшей" и "левшей", то, возможно, они бы все летали одинаковыми путями, что затрудняло бы движение. С другой стороны, если бы все насекомые имели такие склонности, то это привело бы к аналогичной проблеме. Разделиться на три группы, по мнению исследователей, это наиболее удобная стратегия.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025