Как поверхность наноматериалов влияет на белки

Исследователи из Политехнического института Ренсселера разработали новый инструмент для определения ориентации белков на различных наноструктурах. Открытие, опубликованное в Nano Letters, — ключевой шаг к контролю ориентации, структуры и функции белков в организме с помощью наноматериалов.

Почему это важно?

Взаимодействие белков с наноповерхностями критически для биосенсоров, обнаруживающих рак, и скаффолдов для выращивания тканей. Белки на границе биологических клеток и небиологических наноматериалов управляют этими взаимодействиями. Малейшее изменение структуры материала может изменить поведение белков и реакцию организма.

Ключевое открытие

Размер и кривизна наноповерхности значительно влияют на ориентацию и структуру белков, что сказывается на их стабильности:

• Меньшие и более изогнутые поверхности способствуют ориентациям, которые делают белки более стабильными.
• Более крупные и плоские поверхности приводят к менее стабильным конфигурациям.

Метод исследования

Учёные изучили адсорбцию хорошо известных белков (цитохром c, РНКаза A, лизоцим) на кремниевых наночастицах разного размера. Химическая модификация адсорбированных белков создала «метки», которые в сочетании с масс-спектрометрией предоставили ценную информацию об ориентации белков на поверхности.

Перспективы

Понимание этих взаимодействий позволит создавать наноповерхности и проектировать белки для решения медицинских задач, а также производить новые иерархические композитные материалы для решения глобальных проблем.