変異酵素により、マイクロチップを血液に導入できます

2013年2月28日木曜日。-科学研究高等評議会（CSIC）が率いる調査により、血流の過酷な環境条件下でその酸化還元能力を維持するこの酵素の変異体バージョンを設計することができました。

ラカサは、自然界の広範な基質を酸化する能力が高いことで知られている酵素です。このため、空気からの酸素を使用し、唯一の副産物として水を放出します。 この酵素の新しい変異体バージョンは、血流の厳しい環境条件の下でその酸化還元能力を維持します。

「この変異体の目的は、血管内の埋め込み型ナノスコピックデバイスを動作させるのに必要な電流を生成するバッテリーの要素として機能することです」と、CSICの触媒および石油化学研究所の研究者であり、研究の責任者であるミゲルマヨールは説明します。

ラッカーゼの元の形態の酸化還元能力は、血液のpHと高塩組成によって実際に阻害されます。 Chemistry＆Biology誌に本日発表された研究によると、変異体ラッカーゼの血液活性は、元の状態の同じ酵素の血液活性より42, 000倍高い。

CSICがプレスリリースで説明しているように、変異体を生み出すプロセスは、方向性のある進化に基づいています。 この方法論は、望ましい環境に適応した自然進化のプロセスを再現します。 CSICの研究者は、「適切な変異体であるChU-Bラッカーゼを設計するには、変異体ライブラリの大規模な調査と10, 000を超えるクローンの分析が必要でした」と告白します。

この酵素のバージョンとそれを開発する方法論の両方が、CSIC特許を生み出しました。

「驚異的なナノチップ」

自然界でラッカーゼが異なる基質から電子を受け取るのと同じ方法で、ナノピラのカソードに固定化されると、別の酵素が血中グルコースを酸化するアノードから電子を受け取ります。 このようにして、デバイス全体が機能するために必要な電力を生成できる連続電流が生成されます。

このエネルギー源の目的は、グルコース、酸素、インスリンなどの患者の血液のさまざまな代謝産物の濃度をワイヤレスでリアルタイムで病院に通知する埋め込み可能なチップに給電し、CSICを報告することです解放する

このため、病院のデータベースに情報を送信するアンテナと、目的のパラメーターの測定を担当するバイオセンサーを搭載したトランスデューサーがあります。 市長は、「測定するパラメータに応じて、バイオセンサーはいずれかの酵素を必要とするだろう」と指摘しています。 例えば、酸素の場合、変異体ラッカーゼは電子を捕獲するために使用するソースであるため、測定酵素としても機能します。 ただし、グルコースを測定するにはグルコースオキシダーゼ酵素が必要です。

CSICの研究者にとって、「この研究は、生物医学的目的のためのナノバイオデバイスの設計におけるラカーゼの応用の著しい進歩を表しています」。 市長は説明します：「血液中で作用することができる突然変異体は、将来、涙や他の人間の生理液で動作することができる他のものによって結合されるかもしれません。

研究、8つの大学と国際研究センターの研究者、2つの民間企業との共同研究の結果。 欧州連合のVIIフレームワークプログラムの3Dナノバイオデバイスプロジェクトに属しています。

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