Un equipo interdisciplinario de Frankfurt y Jena ha desarrollado una especie de cebo para pescar complejos de proteínas a partir de mezclas. Gracias a este "cebo", la proteína deseada está disponible mucho más rápido para un examen más detallado en el microscopio electrónico. El equipo de investigaciónha bautizado a esta innovadora capa de carbono molecular ultrafino como la "nanosheet inteligente". Con la ayuda de este nuevo desarrollo, las enfermedades y su tratamiento con medicamentos pueden entenderse mejor, por ejemplo.
"Con nuestro proceso, se pueden aislar nuevos tipos de proteínas de las mezclas y caracterizarlas en una semana", explica Daniel Rhinow, del Instituto Max Planck de Biofísica de Frankfurt. "Hasta la fecha, el aislamiento de las proteínas a menudo era parte deun doctorado que duró varios años ". Junto con Andreas Terfort Universidad de Goethe y Andrey Turchanin Universidad de Friedrich Schiller, Jena, la idea surgió hace unos años de la pesca de las proteínas deseadas directamente de las mezclas al equipar una nano-hoja con sitios de reconocimiento en los quelos enlaces de proteínas objetivo. Los investigadores ahora han logrado hacer que las proteínas estén directamente disponibles para su examen mediante crioscopía electrónica a través de una "nano-hoja inteligente"
La crioscopía electrónica se basa en la congelación por choque de una muestra a temperaturas inferiores a -150 ° C.En este proceso, la proteína mantiene su estructura, no se necesitan agentes de fijación y colorantes que interfieran, y los electrones pueden irradiar fácilmenteobjeto congelado. El resultado son imágenes tridimensionales de alta resolución de las estructuras más pequeñas, por ejemplo de virus y ADN, casi hasta la escala de un átomo de hidrógeno.
En preparación, las proteínas se congelan por choque en una capa de agua extremadamente delgada sobre una rejilla metálica diminuta. Anteriormente, las muestras tenían que limpiarse en un procedimiento complejo, que a menudo implicaba una pérdida extensa de material, antes de su examenen un microscopio electrónico. El procedimiento de microscopía electrónica solo tiene éxito si solo se une un tipo de proteína en la capa de agua.
El grupo de investigación liderado por Turchanin ahora está usando nanocáminas de un nanómetro de grosor y compuestas de una monocapa molecular autoensamblada y reticulada. El grupo de Terfort recubre esta nanocápsula con un agente gelificante como base para la película delgada de agua necesariapara congelar. Luego, los investigadores adjuntan sitios de reconocimiento un grupo especial de ácido nitrilotriacético con iones de níquel. El equipo dirigido por Rhinow utiliza las "nanoesferas inteligentes" tratadas de esta manera para extraer proteínas de una mezcla.una cadena de histidina con la que se unen a los sitios de reconocimiento; todas las demás partículas interferentes se pueden enjuagar. La nanocapa con la proteína unida se puede examinar directamente con el microscopio electrónico.
"Nuestras nanoshojas inteligentes son particularmente eficientes porque la capa de hidrogel estabiliza la película delgada de agua requerida y al mismo tiempo suprime la unión no específica de partículas que interfieren", explica Julian Scherr, de la Universidad de Goethe. "De esta manera, el estructural molecularla biología ahora puede examinar las estructuras y funciones de las proteínas mucho más rápido ". El conocimiento obtenido de esto se puede utilizar, por ejemplo, para comprender mejor las enfermedades y su tratamiento con medicamentos".
El equipo ha patentado las nuevas nanosheets y, además, ya ha encontrado un fabricante que traerá esta herramienta útil al mercado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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