Ученые выяснили, как белок делает хиральными золотые наностержни

Химики из США выяснили, что бычий сывороточный альбумин (BSA) — стандартный белок в нано- и биоэкспериментах — может поворачивать золотые наностержни в правовращающуюся форму. Статья об этом была опубликована в журнале Science.

Результат стал сюрпризом для исследователей, которые задались целью распутать загадочные взаимодействия в смесях BSA и золотых наностержней: например, как металлические наночастицы собираются в хиральные (зеркальные по отношению друг к другу) формы, как изменяется при этом структура белка и плазмоны с какими свойствами в результате образуются. Смеси наночастиц и белков могут менять свое строение в зависимости от множества факторов, производя при этом характерный сигнал — выделение плазменных квазичастиц (плазмонов). Но до сих пор исследователи не знали, какие взаимодействия в смеси отвечают за этот сигнал и, что наиболее важно для будущих приложений, можно ли их уточнить.

Работа показывает, что есть возможность измерить хиральность отдельных белков и выделить их из смеси. Это может помочь в биотехнологической отрасли. Молекула с правильной хиральностью может спасти жизнь, а с противоположной — может сильно навредить. Эксперименты ученых Университета Райса и Стэнфордского университета показали многоуровневую хиральность, которую вызвал BSA в золотых частицах длиной 100 нм, а также способность этих молекул выравниваться и реагировать на свет в присутствии гораздо меньших белков.

Ученые измеряли круговой дихроизм (CD) — это эффект, который помогает охарактеризовать среднюю конформацию белковых ансамблей. В исследовании плазмоны действовали как антенны для усиления CD от хиральных белков, сдвигая сигнал от ультрафиолетового до видимого диапазона. Такой сигнал ранее наблюдался для смесей одиночных наночастиц, агрегатов и хиральных молекул, но до сих пор ни одно исследование не показало, в какой степени все молекулы и наночастицы в системе влияют на распределение длин волн в этом сигнале. Исследование показало, что только агрегированные белковые комплексы излучают сигнал CD, вызванный как белками в промежутках между наночастицами, так и хиральными сборками наночастиц.

Использовав этот эффект, ученым удалось создать программу, которая может связать вид спектров раствора с его составом и предсказать, какое количество каждого зеркального изомера находится в системе. Это поможет анализировать и очищать смеси веществ для химической и фармакологической промышленностей.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.