Ученые РФ разработали долговечные и эффективные биокатализаторы
Российские исследователи создали новый материал на основе наночастиц золота и пористой керамики, который защищает молекулы ферментов от нагрева и значительно ускоряет их работу. Эта инновация открывает возможности для создания долговечных и повторно используемых природоподобных катализаторов, как сообщает пресс-служба Российского научного фонда. Об этом сообщает издание ТАСС.
Старший научный сотрудник Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета "Сириус" Андрей Дроздов отметил, что разработанная концепция имеет большой потенциал в медицине, биотехнологиях и "зеленом переходе". В будущем планируется продолжение исследований и развитие технологии для улавливания углекислого газа.
Уже известные ферменты способны ускорять множество химических реакций, включая производство топлива и лекарств. Однако их использование ограничено, так как молекулы ферментов часто теряют стабильность вне клеток и разрушаются при температуре выше 50 градусов Цельсия.
Ученые из Научно-технологического университета "Сириус" и МФТИ предложили решение, упаковав молекулы ферментов в структуру из золота и пористого керамического материала, что стабилизирует биокатализаторы и защищает их от тепла. Наночастицы золота позволяют управлять работой ферментов с помощью инфракрасного излучения.
В рамках эксперимента ученые упаковали молекулы фермента карбоангидразы, который важен для клеточного дыхания, и выяснили, что защитная оболочка почти удвоила стойкость фермента к нагреву, позволяя ему сохранять свою активность до 96-103 градусов Цельсия.
Облучение материала инфракрасным лазером увеличивает каталитическую активность фермента в девять раз при наличии небольшого количества золотых наночастиц. Материал выдержал 11 циклов нагрева и охлаждения без потери активности, что подтверждает возможность многократного использования таких "упакованных" ферментов в химической и биофармацевтической промышленности.
