A molécula de dendrímero está marcada em amarelo. A superfície da molécula de proteína é codificada por cores de acordo com as propriedades químicas dos resíduos de aminoácidos (vermelho - carga positiva, azul - carga negativa, verde - polarizado, e branco - hidrofóbico). Crédito:Vladimir Muronetz
Uma equipe da MSU, com colegas internacionais e russos, descobriu que a mistura de dendrímeros (polímeros semelhantes a árvores) e proteínas induz filmes multicamadas espontâneos. Eles são facilmente formados e retêm a atividade e função das enzimas protéicas, que determina seu potencial como material para a criação de biossensores e produtos médicos. Os resultados do estudo são publicados na revista. Polímero .
Os polímeros têm estruturas diferentes, composições e propriedades. Os dendrímeros são moléculas ramificadas repetidamente com três grupos químicos ligados a um núcleo central, cada ramificação em grupos com a mesma estrutura. Este polímero é desenvolvido por meio de uma síntese em vários estágios.
O número de pontos de ramificação determina o número de geração do dendrímero:O polímero de primeira geração tem um ponto de ramificação, o segundo tem dois, o terceiro tem três, e assim por diante. Quanto mais longe, quanto mais densa e esférica a estrutura se torna, e suas propriedades físicas e químicas são predefinidas pelos grupos funcionais na camada externa. Os dendrímeros são capazes de formar cavidades superficiais nas quais as moléculas podem ser envolvidas, que interessa aos pesquisadores. Contudo, Os cientistas da MSU descobriram uma aplicação completamente diferente para dendrímeros.
"Descobrimos que, após a mistura de proteínas com dendrímeros de quarta geração, ocorre a automontagem de nanofilmes multicamadas de 200-700 nm de espessura. Eles podem ser adjacentes a superfícies de vidro ou plástico, bem como ser formada na interface líquido-ar, "diz o pesquisador Vladimir Muronetz.
Os cientistas realizaram experimentos sobre a incorporação de enzimas na composição de nanofilmes - lisozima, que destrói as paredes das células bacterianas, e vários tipos de proteinases quebram as proteínas. Os pesquisadores concluíram que, na composição dos nanofilmes, essas proteínas são capazes de preservar a atividade por cerca de duas semanas. Este sistema de dois componentes é resistente à ação de agentes de limpeza e alterações na acidez média, e geralmente é estável durante o armazenamento. Contudo, a principal vantagem dos filmes produzidos é a simplicidade de sua síntese, que depende da automontagem.
"Acreditamos que os filmes de proteína-dendrímero são materiais promissores para a criação de biossensores, e também pode ser usado na medicina como material de curativo bioativo, "conclui Vladimir Muronetz.