Lacasa là một loại enzyme được biết đến với khả năng oxy hóa phổ rộng các chất nền trong tự nhiên, vì nó sử dụng oxy từ không khí và giải phóng nước dưới dạng sản phẩm phụ duy nhất. Một phiên bản đột biến mới của enzyme này duy trì khả năng oxy hóa - khử trong điều kiện môi trường khắc nghiệt của dòng máu.
"Mục tiêu của người đột biến này là hoạt động như một yếu tố của pin tạo ra dòng điện cần thiết để vận hành các thiết bị nano cấy ghép trong mạch máu", nhà nghiên cứu tại Viện Xúc tác và Hóa dầu của CSIC và chịu trách nhiệm về công việc, Miguel Mayor.
Khả năng oxy hóa - khử của các dạng laccase ban đầu thực tế bị ức chế bởi pH máu và thành phần muối cao. Theo nghiên cứu, được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Chemistry & Biology, hoạt động máu của laccase đột biến cao gấp 42.000 lần so với cùng loại enzyme ở trạng thái ban đầu.
Như CSIC giải thích trong một thông cáo báo chí, quá trình tạo ra dị nhân đã dựa trên sự tiến hóa có định hướng. Phương pháp này tái tạo các quá trình tiến hóa tự nhiên thích nghi với môi trường mong muốn. Nhà nghiên cứu CSIC thú nhận rằng "cần có một cuộc thám hiểm lớn các thư viện đột biến và phân tích hơn 10.000 bản sao để thiết kế một người đột biến thích hợp: Chacc-B laccase".
Cả hai phiên bản cho biết của enzyme và phương pháp để phát triển nó đã tạo ra các bằng sáng chế của CSIC.
'Nanochip phi thường'
Theo cùng một cách mà trong tự nhiên, laccase chấp nhận các electron từ các chất nền khác nhau, khi nó bất động trong cực âm của nanopila, nó lấy các electron từ cực dương, nơi một enzyme khác oxy hóa glucose trong máu. Theo cách này, một dòng điện liên tục được tạo ra cho phép tạo ra nguồn điện cần thiết cho toàn bộ thiết bị hoạt động.
Mục tiêu của nguồn năng lượng này là cung cấp thức ăn cho các con chip cấy ghép thông báo cho bệnh viện không dây và trong thời gian thực về nồng độ các chất chuyển hóa khác nhau trong máu của bệnh nhân, như glucose, oxy và insulin, báo cáo CSIC trong một phát hành
Đối với điều này, họ có một bộ chuyển đổi mang ăng-ten gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu của bệnh viện và bộ cảm biến sinh học phụ trách đo thông số mong muốn. Thị trưởng chỉ ra rằng, "tùy thuộc vào thông số cần đo, cảm biến sinh học sẽ cần một loại enzyme này hoặc loại khác." Ví dụ, trong trường hợp oxy, laccase đột biến cũng có thể đóng vai trò là enzyme đo lường, vì nó là nguồn mà nó sử dụng để bắt các electron. Tuy nhiên, một enzyme glucose oxyase sẽ là cần thiết để đo glucose.
Đối với nhà nghiên cứu CSIC, "công trình này thể hiện một bước tiến đáng chú ý cho việc ứng dụng lacase trong thiết kế nanobiodevices cho mục đích y sinh". Thị trưởng giải thích: "Người đột biến có khả năng hoạt động trong máu có thể được tham gia trong tương lai bởi những người khác có khả năng hoạt động trong nước mắt và các chất lỏng sinh lý khác của con người."
Nghiên cứu, kết quả của sự hợp tác với các nhà nghiên cứu từ tám trường đại học và trung tâm nghiên cứu quốc tế, và hai công ty tư nhân; Nó thuộc dự án 3D-nanobiodevices của Chương trình khung VII của Liên minh châu Âu.
Nguồn: www.DiarioSalud.net
