p Um novo estudo liderado por especialistas em nanotecnologia e biotecnologia do Rensselaer Polytechnic Institute está fornecendo detalhes importantes sobre como as proteínas em nossos corpos interagem com os nanomateriais. Em seu novo estudo, publicado na edição online de 2 de fevereiro da revista Nano Letras, os pesquisadores desenvolveram uma nova ferramenta para determinar a orientação das proteínas em diferentes nanoestruturas. A descoberta é uma etapa fundamental no esforço de controlar a orientação, estrutura, e função das proteínas no corpo usando nanomateriais. p "A data, muito pouco se sabe sobre como as proteínas interagem com uma superfície em nanoescala, "disse Jonathan Dordick, diretor do Centro de Biotecnologia e Estudos Interdisciplinares da Rensselaer (CBIS), o Howard P. Isermann '42 Professor de Engenharia Química e Biológica, e co-autoria do estudo. "Com uma melhor compreensão de como uma proteína interage com a superfície, podemos desenvolver superfícies em nanoescala personalizadas e projetar proteínas que podem realizar uma variedade de tarefas incríveis no corpo humano. "

p Os pesquisadores buscam usar a nanotecnologia em uma variedade de aplicações biológicas e médicas, variando de biossensores que podem detectar câncer no corpo a suportes que ajudam a desenvolver novos tecidos e órgãos, de acordo com os pesquisadores. Essas tecnologias envolvem a interação entre células biológicas e materiais não biológicos em nanoescala. Essas interações são controladas em parte por proteínas na interface entre os dois materiais. Em um nível tão minúsculo, a menor mudança na estrutura de um material pode alterar enormemente as proteínas envolvidas e, assim, alterar a forma como as células do corpo humano respondem ao nanomaterial. Na verdade, proteínas estão entre as moléculas mais complexas (e inconstantes) em nossos corpos, mudando rapidamente sua orientação ou estrutura e, portanto, sua capacidade de interagir com outras moléculas. Controlar sua orientação e estrutura por meio de suas interações com nanomateriais é essencial para seu uso confiável e seguro em novas biotecnologias, de acordo com Dordick.

p "Aprendemos na última década a criar nanomateriais com uma ampla variedade de estruturas controladas, e descobrimos e começamos a aprender como essas estruturas podem impactar positivamente a atividade celular, "disse Richard Siegel, o professor Robert W. Hunt de Ciência e Engenharia de Materiais em Rensselaer, diretor do Centro de Nanotecnologia Rensselaer, e co-autoria do estudo. "Ao aprender mais sobre o papel das interações nanoestrutura-proteína que causam esse impacto, poderemos, no futuro, aproveitar esse conhecimento para beneficiar a sociedade por meio de melhores cuidados de saúde. Além de melhorar os cuidados de saúde, este trabalho também ajudará a possibilitar a fabricação de uma ampla gama de novos materiais compósitos hierárquicos - com base em polímeros sintéticos, biomoléculas, e nanoestruturas - que irão revolucionar nossa capacidade de resolver muitos problemas críticos que a sociedade enfrenta em todo o mundo. "

p O que os pesquisadores descobriram neste e em seus estudos anteriores foi que o tamanho e a curvatura da nanossuperfície mudaram muito a forma como as proteínas se orientavam nas superfícies e mudavam sua estrutura, e isso influenciou a estabilidade da proteína. Eles descobriram que as nanoestruturas com superfícies menores e mais curvas favoreciam as orientações das proteínas que resultavam em proteínas mais estáveis ​​do que as estruturas com superfícies maiores e mais planas.

p Para chegar a essas conclusões, os pesquisadores investigaram várias proteínas bem estudadas, incluindo citocromo c, RNase A, e lisozima e monitorou sua adsorção em nanopartículas de sílica de diferentes tamanhos. Neste último trabalho, eles modificaram quimicamente as proteínas adsorvidas para formar "etiquetas" químicas que forneceram aos pesquisadores informações importantes sobre como as proteínas são adsorvidas em diferentes superfícies de sílica. Quando os nanomateriais e proteínas foram estudados usando espectrometria de massa, as marcas forneceram novas informações valiosas sobre a orientação da superfície das proteínas. A espectrometria de massa analisa a distribuição de massa de um material para determinar sua composição elementar e características estruturais, e era muito sensível às marcas químicas adicionadas às proteínas.