Το Lacasa είναι ένα ένζυμο γνωστό για την υψηλή του ικανότητα να οξειδώνει ένα ευρύ φάσμα υποστρωμάτων στη φύση, γι 'αυτό χρησιμοποιεί το οξυγόνο από τον αέρα και απελευθερώνει το νερό ως το μοναδικό παραπροϊόν. Μια νέα μεταλλαγμένη μορφή αυτού του ενζύμου διατηρεί την ικανότητά του να μειώνει την οξείδωση κάτω από τις σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες της κυκλοφορίας του αίματος.
"Ο στόχος αυτού του μεταλλάκτη είναι να λειτουργήσει ως στοιχείο μιας μπαταρίας που παράγει το ρεύμα που είναι απαραίτητο για τη λειτουργία εμφυτεύσιμων νανοσκοπικών συσκευών στα αιμοφόρα αγγεία", εξηγεί ο ερευνητής στο Ινστιτούτο Καταλυτικής και Πετροχημικής του CSIC και υπεύθυνος για το έργο Miguel Mayor.
Η οξειδωτική-μειωτική ικανότητα των αρχικών μορφών της λακκάσης πρακτικά παρεμποδίζεται από το ρΗ του αίματος και τη σύνθεση με υψηλό άλας. Σύμφωνα με την έρευνα που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Chemistry & Biology, η δραστηριότητα αίματος της μεταλλαγμένης λακκάσας είναι 42.000 φορές υψηλότερη από εκείνη του ίδιου ενζύμου στην αρχική της κατάσταση.
Όπως εξηγεί το CSIC σε ένα δελτίο τύπου, η διαδικασία για την εμφάνιση του μεταλλάκτη βασίστηκε στην κατευθυνόμενη εξέλιξη. Αυτή η μεθοδολογία αναπαριστά τις διαδικασίες φυσικής εξέλιξης προσαρμοσμένες στα επιθυμητά περιβάλλοντα. Ο ερευνητής της CSIC ομολογεί ότι «ήταν αναγκαία μια μαζική εξερεύνηση των μεταλλαγμένων βιβλιοθηκών και η ανάλυση περισσότερων από 10.000 κλώνων για τον σχεδιασμό του κατάλληλου μεταλλάκτη: το ChU-B laccase».
Και η εν λόγω εκδοχή του ενζύμου και η μεθοδολογία για την ανάπτυξή του έχουν οδηγήσει σε ευρεσιτεχνίες CSIC.
Το "θαυμαστό nanochip"
Με τον ίδιο τρόπο που στη φύση η λακκάση δέχεται ηλεκτρόνια από διαφορετικά υποστρώματα, όταν ακινητοποιείται στην κάθοδο μιας νανοπύλης, παίρνει τα ηλεκτρόνια από την άνοδο, όπου άλλο ένζυμο οξειδώνει τη γλυκόζη του αίματος. Με αυτόν τον τρόπο παράγεται συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα το οποίο επιτρέπει την παραγωγή της απαραίτητης ισχύος για τη λειτουργία ολόκληρης της συσκευής.
Ο στόχος αυτής της πηγής ενέργειας είναι να τροφοδοτήσει εμφυτεύσιμα τσιπ που ενημερώνουν το νοσοκομείο ασύρματα και σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τη συγκέντρωση διαφόρων μεταβολιτών του αίματος ενός ασθενούς, όπως η γλυκόζη, το οξυγόνο και η ινσουλίνη, αναφέρει το CSIC σε μια απελευθέρωση
Γι 'αυτό έχουν έναν μορφοτροπέα που φέρει μια κεραία που στέλνει τις πληροφορίες στις βάσεις δεδομένων του νοσοκομείου και έναν βιοαισθητήρα υπεύθυνο για τη μέτρηση της επιθυμητής παραμέτρου. Ο δήμαρχος δηλώνει ότι "ανάλογα με την προς μέτρηση παραμέτρηση, ο βιοαισθητήρας θα απαιτήσει ένα ένζυμο ή άλλο." Στην περίπτωση του οξυγόνου, για παράδειγμα, η μεταλλαγμένη λακκάση μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως ένζυμο μέτρησης, δεδομένου ότι είναι η πηγή που χρησιμοποιεί για τη σύλληψη ηλεκτρονίων. Ωστόσο, για τη μέτρηση της γλυκόζης θα είναι απαραίτητο ένα ένζυμο γλυκόζης οξειδάσης.
Για τον ερευνητή CSIC, "αυτή η εργασία αντιπροσωπεύει μια αξιοσημείωτη πρόοδο για την εφαρμογή των λιπασμάτων στο σχεδιασμό των nanobiodevices για βιοϊατρικούς σκοπούς". Ο δήμαρχος εξηγεί: «Το μεταλλάκτη ικανό να ενεργεί στο αίμα θα μπορούσε να συνδεθεί στο μέλλον από άλλους ικανούς να λειτουργούν σε δάκρυα και άλλα ανθρώπινα φυσιολογικά υγρά».
Η έρευνα, αποτέλεσμα συνεργασίας με ερευνητές από οκτώ πανεπιστήμια και διεθνή ερευνητικά κέντρα και δύο ιδιωτικές εταιρείες. Ανήκει στο πρόγραμμα 3D-nanobiodevices του VII προγράμματος πλαισίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης.
Πηγή: www.DiarioSalud.net
