Tekoči mioglobin kot umetna kri

Beljakovine delujejo tudi brez vode

Tekočina tudi brez vode: Najprej je raziskovalna skupina mioglobin obložila s površinsko aktivnim sredstvom (levo). Torej beljakovina teče pri 60 stopinjah Celzija brez topil (desno). © MPG
prebral

Beljakovine so v pomoč pri bioloških procesih: kot encimi olajšajo kemične reakcije ali služijo kot transportna sredstva - na primer mioglobin, ki lahko veže kisik in ga po potrebi sprosti. Do zdaj so znanstveniki domnevali, da beljakovine potrebujejo vodno okolje, da izpolnijo svoje naloge. Zdaj so raziskovalci dokazali, da ta domneva, vsaj za mioglobin, ne drži. To bi lahko vodilo tudi do novih aplikacij v medicini, pišejo v spletni reviji "Nature Chemistry".

Beljakovine so ogromne, kompleksno zložene molekule številnih aminokislin. Mioglobin, na primer, sestavlja 153 teh osnovnih gradnikov življenja, ki se zlagajo v zasukano tridimenzionalno strukturo. V živih organizmih so beljakovine vedno obdane z vodo, zato je interakcija s tem vodnim okoljem prej veljala za pogoj, da molekule izpolnijo svojo biološko funkcijo.

Tekoči mioglobin - brez vode kot topila

Znanstveniki z univerze v Bristolu so zdaj proizvedli tekoči mioglobin - brez uporabe vode kot topila. Poleg tega so lahko dokazali, da ta tekočina izpolnjuje funkcijo mioglobina, zato lahko absorbira in sprošča kisik. K temu so odločilno prispevali strokovnjaki Inštituta Max Planck za koloide in vmesnike na Golmu: dokazali so, da tekoči mioglobin dejansko prevzame transport kisika in ne ostane nečistoč s prvotno molekulo.

Plašč površinsko aktivnih verig

Britanski kemiki so za eksperiment na površino mioglobina dodali površinsko aktivne snovi sulfonske kisline, ki se uporabljajo tudi v običajnih detergentih. Tako so beljakovine ovili s plaščem verig s površinsko aktivnimi snovmi. Po odstranitvi vso preostalo vodo pri nizkih temperaturah z liofilizacijo je mioglobin nastal prah. Raziskovalci so nato segrevali material, dokler se pri sobni temperaturi ni oblikovala viskozna tekočina. Tako je nastala tekoča beljakovina brez vode.

A to še ni vse: s pomočjo analitičnega ultracentrifugiranja - tehnike, ki se uporablja za karakterizacijo strukture makromolekul v raztopini - so raziskovalci Max Planck na Golmu raziskovali molekularno tekočino. Ta metoda analize omogoča primerjavo struktur originalne in tekoče beljakovine, vendar je po vsem svetu le nekaj raziskovalnih institucij s potrebno opremo in raziskovalci, ki to tehniko obvladajo. zaslon

Tridimenzionalna struktura je ohranjena

Rezultat Golmerjevih poskusov: Tekoči mioglobin je spremenjena molekula, ki ne vsebuje ostankov prvotnega proteina. Tako se je pokazalo, da je resnično spremenjena molekula sposobna reverzibilno vezati kisik - podobno kot original v vodni raztopini.

Po mnenju znanstvenikov rezultat pretresa temelje osnovne biologije: "Seveda se seveda takoj pojavi vprašanje, kakšno vlogo ima vodna plast okoli beljakovin za njihovo biološko delovanje.", razlaga profesor Helmut C lfen z MPI za koloide in vmesnike in z univerze v Konstanzu. To bi lahko imelo posledice za naš pogled na osnovne življenjske procese.

In raziskovalci dokazujejo tudi dejstvo, da mioglobin ohranja svojo tridimenzionalno strukturo kot tekočina: "To je še en neverjeten vidik našega dela, " pravi C lfen. Tekočo naravo mioglobina proizvajajo samo površinsko aktivne snovi na njegovi površini.

Veliko možnih aplikacij

To ni pomembno le za osnovne raziskave - raziskovalci imajo na vidiku tudi medicinske namene: visoko koncentrirani tekoči mioglobin bi lahko uporabili kot nekakšno umetno kri za shranjevanje in sproščanje kisika - na primer v posebnih prelivih za nego ran.

(Društvo Max Planck, 15.06.2010 - DLO)