Elektrooniline keel analüüsida valgud
maitse Maastikud
Elektrooniline nina nuusutada suitsu või aidata toidu kvaliteedikontrolli. Vähem tuntud on, et seal on selle analoog olemas keelel: Electronic keeltega on võimelised tuvastama lahustunud aineid. Prantsuse teadlased praegu ajakirjas Angewandte Chemie on nüüd uus, lihtsam lähenemine elektrooniline keele, mis on eristada valke.
Biosensorid töötavad spetsiifiliste liganditega, näiteks antikehadega, mis seostuvad selektiivselt otsitava molekuliga. Kui aineid eristada, tuleb igaühe jaoks välja töötada sobiv ligand – see on aeganõudev asi. Elektroonilised ninad või keeled seevastu töötavad erinevate "retseptorite" paigutusega, millega otsitav ühend seostub erineva tugevusega. Retseptorid on tundlikud mitme sihtmolekuli suhtes. Kõigi retseptorite kombineeritud vastus annab igale otsitavale ühendile spetsiifilise mustri. Kuna ükski retseptoritest ei pea olema väga spetsiifiline, saab neid palju kiiremini ja hõlpsamini arendada.
Yanxia Hou, David Bonnaffé ja Thierry Livache juhitud rühm soovib nüüd veelgi vähendada elektrooniliste keelte projekteerimise ja tootmisega seotud jõupingutusi. Nende retseptorid tekivad vähemate erinevate füüsikalis-keemiliste omadustega molekulaarsete ehitusplokkide segudest. Erinevate ehitusplokkide kontsentratsioonisuhetega üksikud tilgad kantakse otse detektori kullapinnale. Iseorganiseerumisprotsessis tekivad retseptorid sellest erineva koostisega molekulaarsete monokihtide pisikeste täppidena. Uurijad valisid tuvastusmeetodiks pinnaplasmonresonantsspektroskoopia: mõõdetud elektronide võnkumised (plasmonid) muutuvad, kui molekulid adsorbeeruvad detektoril olevatele retseptoritele.
Oma uue keeleprintsiibi testimiseks said teadlased inspiratsiooni rakupinnal olevast heparaansulfaadist. Need tunnevad ära mitmesuguseid vahendaja molekule, nagu kasvufaktorid, mis mängivad rolli paljudes füsioloogilistes ja patoloogilistes protsessides. Heparaansulfaadid on suhkru ehitusploki molekulid, millel on erinevad sulfaadi kõrvalrühmade mustrid ja erinevad seondumisspetsiifikad. Teadlased sünteesisid kaks heparasulfaaditaolist ehitusplokki, millest üks oli ilma ja teine sulfaatrühmadega. Nad koostasid erinevatest segamissuhetest üheksa retseptorit ja testisid neid erinevate valkudega. Iga retseptori suhtes joonistatud vastuse suurus annab valgule iseloomuliku pideva profiili või kolmemõõtmelise "maastiku", mis võimaldab väga hõlpsat tuvastamist. Valgusegude profiile saab matemaatiliselt jälgida ka üksikute komponentideni.
Teadlased kasutavad praegu täiendavaid ehitusplokke, et suurendada retseptorite mitmekesisust selles keele esimeses versioonis. Tulevikus peaks olema võimalik eristada ka väga sarnaseid valke.
Autor:
Yanxia Hou, CEA Grenoble (Prantsusmaa), http://www.icmmo.u-psud.fr/Labos/LGMM/COM/cv/DB1.php
Rakenduskeemia, artikli püsilink:
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201205346
Allikas: Weinheim [ Angewandte Chemie ]
