Выдержки из интервью Лионидаса Бачаса (Leonidas Bachas) журналу Химии Материалов (J. of Materials Chemistry), посвященного его статье «Carbon nanotube based biomimetic membranes: mimicking protein channels regulated by phosphorylation», Pramod Nednoor, Vasilis G. Gavalas, Nitin Chopra, Bruce J. Hinds and Leonidas G. Bachas, J. Mater. Chem., 2007 (DOI: 10.1039/b703365f (http://www.rsc.org/…otBachas.asp))

1. Не могли бы вы вкратце рассказать о тех достижениях, о которых идет речь в статье?

Cтатья рассказывает об использовании мембран для имитации {«подражания» – НАНОМЕТР} белковых каналов, регулируемых процессами фосфорилирования и дефосфорилирования. Мембраны состоят из массива полых ориентированных углеродных нанотрубок (УНТ), интегрированных в полимерную пленку. Свободные окончания нанотрубок модифицированы синтетическим пептидом. Фосфорилирование и дефосфорилирование этого синтетического пептида на входе в УНТ позволяет контролировать ионный поток через мембрану. В отличие от уже описанных в литературе моделей белковых каналов, это первое сообщение о биоимитационной системе, которая контролируется тем же механизмом фосфорилирования/дефосфорилирования, который реализуется в природе.

2. Не могли бы Вы объяснить значимость Вашей статьи для неспециалистов?

В данной работе представлен пример искусственной мембраны большой площади, которая {проникновение через которую – НАНОМЕТР} управляется процессами, существующими для естественных белковых каналов. Исходя из этой отправной точки, мы можем создать химический разделитель большого размера, основанный на существующих в природе процессах. Более того, такая архитектура позволяет создать химические сенсоры, основанные на ионной диффузии с блокировкой посредством биохимических взаимодействий на входах пор. Важно отметить, что химия поверхности УНТ – мембраны дает возможность ферментам, с одной стороны, оставаться активными, а с другой – допускает связывание белков. Следовательно, такой подход позволяет легко интегрироваться с большим количеством систем с белковыми каналами.

3. Что явилось мотивацией для проведения данной работы?

Имитация природных процессов – это уже сам по себе серьезный вызов для инженера-материаловеда. Способность воссоздавать мембранный белковый канал, используя липидную двуслойную мембрану, уже привела к важным открытиям. К сожалению, синтетические двуслойные липидные мембраны неустойчивы. Мембраны на основе нанотрубок устойчивы и могут быть функционализированы биомолекулами, а биомолекулярные взаимодействия могут быть использованы для контроля потока через мембрану.

Биоимитационные мембраны на основе углеродных нанотрубок

4. Какими Вы видите будущие перспективы данной работы?

Данная работа – это биоимитационный подход к белковым каналам, связывающим лиганды. Просматривается распространение данной работы на другие белковые каналы, а также каналы, в которых нанотрубки модифицированы различными химическими соединениями с разных сторон (на внешней и внутренней поверхности мембраны). Таким образом, биологические системы, в которых события вне клетки «переключают» отклик на внутриклеточной оболочке мембраны, могут быть {искусственно – НАНОМЕТР} воспроизведены.

5. Какие сложности вы видите в развитии данной области в будущем?

Одна из самых больших сложностей – это контроль потока через мембрану «топливных» молекул, таких как АТФ, и взаимодействие этого транспорта с дополнительными микродеталями для создания макро- и наномашин. Подобные системы крайне важны в различных областях исследований, включая наномедицину.

Автор: И.Гольдт (Химфак, ФНМ МГУ), материал предоставлен сайтом «Нанометр»