A Lacasa olyan enzim, amely ismert a természetben lévő szubsztrátumok széles spektrumának oxidálására való nagy képességéről, mert ehhez oxigént használ fel a levegőből, és vízként engedi ki az egyetlen melléktermék. Ennek az enzimnek egy új mutáns változata fenntartja oxidáló-redukáló képességét a véráram súlyos környezeti körülményei között.
"Ennek a mutánsnak az a célja, hogy egy elemként működjön, amely előállítja az erekben a beültethető nanoszkópos eszközök működéséhez szükséges áramot" - magyarázza Miguel polgármester, a CSIC Katalízis és Petrolkémiai Intézetének kutatója.
Az eredeti lakkáz formák oxidáló-redukáló képességét gyakorlatilag gátolja a vér pH és a magas sótartalom. A mai kémiai és biológiai folyóiratban közzétett kutatás szerint a mutáns lakkáz vér aktivitása 42 000-szer nagyobb, mint az eredeti enzim eredeti állapotában.
Amint a CSIC egy sajtóközleményben kifejti, a mutáns kialakulásának folyamata irányított evolúción alapszik. Ez a módszer a kívánt környezethez igazított természetes evolúciós folyamatokat hozza létre. A CSIC kutatója bevallja, hogy "a megfelelő mutáns: a ChU-B lakkáz megtervezéséhez mutáns könyvtárak hatalmas feltárására és több mint 10 000 klón elemzésére volt szükség".
Az enzim mind az említett verziója, mind annak kidolgozásához szükséges módszertan CSIC szabadalmakat eredményezett.
A „csodálatos nanochip”
Ugyanúgy, ahogy a természetben a lakkáz különböző szubsztrátoktól fogad el elektronokat, amikor nanopila katódjában immobilizálják, az anódból veszi az elektronokat, ahol egy másik enzim oxidálja a vér glükózt. Ilyen módon folyamatos elektromos áram keletkezik, amely lehetővé teszi az egész készülék működéséhez szükséges energia előállítását.
Ennek az energiaforrásnak az a célja, hogy beültethető chipeket tápláljon, amelyek vezeték nélküli módon és valós időben tájékoztatják a kórházat a beteg vérének különböző metabolitjairól, például glükózról, oxigénről és inzulinról, jelentik a CSIC egy nyilatkozatot.
Ehhez van egy antennát hordozó transzducer, amely az információkat továbbítja a kórházi adatbázisokhoz, és egy bioszenzor, amely a kívánt paraméter méréséért felel. Polgármester kijelenti, hogy "a mért paramétertől függően a bioszenzornak szüksége lesz egy vagy másik enzimre". Például az oxigén esetében a mutáns lakkáz mérő enzimként is szolgálhat, mivel ezt az forrást használja az elektronok elfogására. Ugyanakkor glükóz-oxidáz enzimre lesz szükség a glükóz méréséhez.
A CSIC kutatója szerint "ez a munka figyelemre méltó előrelépést jelent a laktázok alkalmazásában a biológiai orvostechnikai célokra szolgáló nanobiodeszterek tervezésekor". A polgármester elmagyarázza: "A vérben képes mutánsokat a jövőben könnyebben és más emberi élettani folyadékokban képesek működtetni."
A kutatás nyolc egyetem és nemzetközi kutatóközpont, valamint két magánvállalkozó kutatóival való együttműködés eredménye; Ez az Európai Unió VII. Keretprogramjának 3D-nano-bioeszközök projektjéhez tartozik.
Forrás: www.DiarioSalud.net
