miércoles, 11 de octubre de 2006

Investigación para conocer más sobre los funcionamiento internos de las "nanomáquinas de proteínas"



Los investigadores de PNNL están desarrollando un nuevo acercamiento para estudiar los mecanismos moleculares de enzimas. Utilizan una plataforma del tres-electrodo para oxidar y para reducir las enzimas, después capturan datos de la reacción química con un solo espectroscopio de la molécula.
El desarrollo de la nueva instrumentación y los métodos para estudiar los mecanismos moleculares de enzimas son las metas durante tres años, por el contrato de $1.5 millones concedido al Laboratorio Nacional del Noroeste Pacífico.
Las enzimas-nanomáquinas de la proteínas de la célula-tienen usos potenciales de la energía tales como producción del hidrógeno, desarrollo de la célula de combustible y remediación ambiental. Sin embargo, para desarrollar estos usos, los investigadores deben cubrir la brecha en la comprensión fundamental de procesos enzimáticos. Las enzimas Redox, ésas apuntadas en el nuevo proyecto, son esenciales para todas las formas de vida porque permiten ciclos de la reacción de la reducción y de la oxidación con transferencia del electrón dentro de las células.
En primer lugar, los investigadores de PNNL juntarán un método electroquímico llamado “voltametrico cíclico” con espectroscopia de una solo-molécula en un nuevo espectrómetro electroquímico de la solo-molécula, o CVSMS.
Las enzimas son típicamente inestables fuera de la célula, haciéndolas difíciles de estudiar. En trabajos anteriores, los investigadores de PNNL descubrieron una manera de estabilizar las enzimas y de prolongar su esperanza de vida encerrándolas en una matriz nano-estructurada.
Las enzimas serán estabilizadas en la matriz nano-estructurada y después colocadas dentro de una pequeña célula electroquímica para que entregue corrientes eléctricas controladas. Pues los pequeños saltos de electricidad afectan a las reacciones catalíticas de las enzimas, los investigadores observarán las solas-moléculas de la enzima en acción. Usando las respuestas químicas que el CVSMS genere, estudiarán los procesos catalíticos de la transferencia del electrón.
Al obtener las variantes necesarias de la enzima, el equipo de investigación utilizará un nuevo proceso sin células, en vez de los métodos celulares tradicionales para la producción de la proteína. El instrumento robótico único puede producir hasta 384 proteínas o variantes de la proteína al día.
“Esperamos conseguir la penetración de esta investigación para proporcionar el conocimiento fundamental necesitado para entender el papel de la transferencia del electrón en reacciones catalíticas,” dijo el investigador principal Eric Ackerman, agregando que la investigación podría ser útil en gran numero de aplicaciones, incluyendo a la bioenergética y el medio ambiente.
En el equipo de investigación también colabora Chenghong Lei, Dehong Hu y Chuck Windisch.

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