Lacasa je enzym známý pro svou vysokou schopnost oxidovat široké spektrum substrátů v přírodě, proto používá kyslík ze vzduchu a uvolňuje vodu jako jediný vedlejší produkt. Nová mutantní verze tohoto enzymu si zachovává svou oxidačně-redukční kapacitu za drsných podmínek v krevním oběhu.
„Cílem tohoto mutanta je působit jako prvek baterie, která generuje proud nezbytný pro provoz implantovatelných nanoskopických zařízení v krevních cévách, “ vysvětluje výzkumník z Ústavu katalýzy a petrochemie CSIC a je zodpovědný za práci, Miguela Mayora.
Oxidační redukční kapacita původních forem laku je prakticky inhibována pH krve a vysokým obsahem solí. Podle výzkumu, který byl dnes zveřejněn v časopise Chemistry & Biology, je krevní aktivita mutantního laku 42 000krát vyšší než aktivita stejného enzymu v jeho původním stavu.
Jak vysvětluje CSIC v tiskové zprávě, proces vedoucí k vytvoření mutantu byl založen na řízené evoluci. Tato metodika obnovuje procesy přirozené evoluce přizpůsobené požadovaným prostředím. Výzkumník CSIC přiznává, že „bylo nutné masivní prozkoumání mutantních knihoven a analýzu více než 10 000 klonů, aby se navrhl vhodný mutant: ChU-B lakcase“.
Jak uvedená verze enzymu, tak i metodologie jeho vývoje, vedly k patentům CSIC.
„Skvělý nanočip“
Stejně jako v přírodě lakca přijímá elektrony z různých substrátů, když je imobilizován v katodě nanopily, vezme elektrony z anody, kde jiný enzym oxiduje krevní glukózu. Tímto způsobem je vytvářen trvalý elektrický proud, který umožňuje generování potřebné energie pro celé zařízení.
Cílem tohoto zdroje energie je krmit implantovatelné čipy, které nemocnici bezdrátově a v reálném čase informují o koncentraci různých metabolitů krve pacienta, jako je glukóza, kyslík a inzulín, hlásí CSIC v vydání
K tomu mají převodník nesoucí anténu, která posílá informace do nemocničních databází, a biosenzor pověřený měřením požadovaného parametru. Starosta naznačuje, že „v závislosti na měřeném parametru bude biosenzor vyžadovat jeden nebo druhý enzym.“ Například v případě kyslíku může mutantní lak sloužit také jako měřicí enzym, protože je zdrojem pro zachycení elektronů. K měření glukózy však bude nezbytný enzym glukóza oxidáza.
Pro výzkumníka CSIC „tato práce představuje pozoruhodný pokrok v aplikaci lacases v návrhu nanobiodevic pro biomedicínské účely“. Starosta vysvětluje: „K mutantovi, který je schopen působit v krvi, se v budoucnu mohou připojit další lidé, kteří jsou schopni působit v slzách a jiných lidských fyziologických tekutinách.
Výzkum, výsledek spolupráce s vědci z osmi univerzit a mezinárodních výzkumných středisek a dvěma soukromými společnostmi; Patří do projektu 3D nanobiodevices Rámcového programu VII Evropské unie.
Zdroj: www.DiarioSalud.net
