Клатрин как биотехнологический субстрат: иммобилизация и функционализация
Группа исследователей из Германии и Великобритании показала, что клатрин — белок, формирующий решетчатую структуру для везикулярного транспорта в эукариотических клетках, — можно иммобилизовать на различных поверхностях и функционализировать наночастицами и ферментами. Решетка клатрина может храниться и повторно активироваться без потери функциональности, что делает её практичным субстратом для молекулярных устройств. Работа опубликована в Nature Nanotechnology.
Иммобилизация решетки
Клатрин формирует решетку из трехногих белковых комплексов — трискелионов. Исследователи иммобилизовали двумерные решетки клатрина на графене, полимерах, стекле и металлах, используя адапторный белок H6-эпсин.
- Взаимодействие решетки с поверхностью можно контролировать с помощью NaSCN.
- Обработка 0.05 M NaSCN нарушает порядок решетки. После удаления NaSCN и добавления новых трискелионов решетка восстанавливается.
- Более высокие концентрации NaSCN полностью удаляют решетку, но линкер H6-эпсин остается неповрежденным.
Стабилизация и хранение
Иммобилизованная решетка стабильна лишь десятки минут. Для увеличения срока службы были опробованы стратегии сшивания:
- ATFB (4-азидо-2,3,5,6-тетрафторбензойная кислота сукцинимидиловый эфир) — ковалентно связывает клатрин с H6-эпсином.
- Глутаровый альдегид с последующей дегидратацией
уранилацетатом.
- АФМ-исследования показали, что активность решетки восстанавливается при регидратации.
- Такой подход позволил хранить решетки месяцами.
Функционализация
Решетку клатрина удалось функционализировать, встраивая модифицированные легкие цепи в решетку из тяжелых цепей:
Золотые наночастицы
Фермент ауксилин (в клетках он вместе с Hsc70 удаляет клатриновые решетки с мембран).
- Предварительные исследования показали, что иммобилизованный ауксилин сохраняет ферментативную активность, так как он разбирал иммобилизованную клатриновую решетку.
Это исследование демонстрирует практичность клатрина для молекулярных устройств и наносборки: иммобилизация на различных поверхностях, увеличение срока жизни и функционализация разнородными частицами.
