p Uma equipe interdisciplinar de Frankfurt e Jena desenvolveu uma espécie de isca para pescar complexos de proteínas a partir de misturas. Graças a esta 'isca, 'a proteína desejada está disponível muito mais rápido para exame posterior no microscópio eletrônico. A equipe de pesquisa batizou essa camada inovadora de carbono molecular ultrafino de 'nanofolha inteligente'. Com a ajuda deste novo desenvolvimento, doenças e seu tratamento com medicamentos podem ser melhor compreendidos, por exemplo. p "Com o nosso processo, novos tipos de proteínas podem ser isolados de misturas e caracterizados dentro de uma semana, "explica Daniel Rhinow, do Instituto Max Planck de Biofísica de Frankfurt." Até o momento, apenas o isolamento das proteínas costumava fazer parte de um doutorado que durava vários anos. "Juntamente com Andreas Terfort (Universidade Goethe) e Andrey Turchanin (Universidade Friedrich Schiller Jena), a ideia surgiu há alguns anos de pescar as proteínas desejadas diretamente das misturas, equipando uma nanofolha com locais de reconhecimento aos quais a proteína-alvo se liga. Os pesquisadores agora conseguiram disponibilizar proteínas diretamente para exame usando crio-microscopia eletrônica por meio de uma "nanofolha inteligente".

p A crio-microscopia eletrônica é baseada no congelamento por choque de uma amostra em temperaturas abaixo de -150 ° C. Nesse processo, a proteína mantém sua estrutura, não são necessários agentes de fixação e coloração interferentes, e os elétrons podem irradiar facilmente o objeto congelado. O resultado é alta resolução, imagens tridimensionais das estruturas mais ínfimas, por exemplo de vírus e DNA, quase na escala de um átomo de hidrogênio.

p Em preparação, as proteínas são congeladas por choque em uma camada extremamente fina de água em uma minúscula grade de metal. Anteriormente, as amostras tiveram que ser limpas em um procedimento complexo - muitas vezes envolvendo uma grande perda de material - antes de serem examinadas em um microscópio eletrônico. O procedimento de microscopia eletrônica só tem sucesso se apenas um tipo de proteína estiver ligada à camada de água.

p O grupo de pesquisa liderado por Turchanin está usando nanofolhas com apenas um nanômetro de espessura e compostas por uma monocamada auto-montada molecular reticulada. O grupo de Terfort reveste essa nanofolha com um agente gelificante como base para a fina película de água necessária para o congelamento. Os pesquisadores então anexam locais de reconhecimento (um grupo especial de ácido nitrilotriacético com íons de níquel) a ele. A equipe liderada por Rhinow usa nanofolhas inteligentes tratadas dessa forma para extrair proteínas de uma mistura. Estes foram marcados previamente com uma cadeia de histidina com a qual se ligam aos locais de reconhecimento; todas as outras partículas interferentes podem ser enxaguadas. A nanofolha com a proteína ligada pode então ser examinada diretamente com o microscópio eletrônico.

p "Nossas nanofolhas inteligentes são particularmente eficientes porque a camada de hidrogel estabiliza a fina película de água necessária e, ao mesmo tempo, suprime a ligação não específica de partículas interferentes, "explica Julian Scherr, da Goethe University." Desta forma, a biologia estrutural molecular agora pode examinar as estruturas e funções das proteínas com muito mais rapidez. "O conhecimento obtido com isso pode ser usado, por exemplo, para entender melhor as doenças e seu tratamento com medicamentos.

p A equipe patenteou as novas nanofolhas e, além disso, já encontrou um fabricante que trará esta ferramenta útil para o mercado.