Химики МГУ создали улучшенный аналог природного фермента

Сотрудники химического факультета МГУ синтезировали наночастицы, превосходящие по каталитической активности природный фермент. Открытие учёных может найти применение в биотехнологии и медицинской диагностике. Результаты научной работы опубликованы в самом престижном химическом издании Journal of the American Chemical Society.

Неорганические наночастицы, способные проявлять каталитическую активность природных ферментов, получили название «нанозимы». Эта область развития нано технологий сравнительно молодая, самому термину «нанозимы» не более пяти лет. Интерес к ним вызван возможностью получать несравнимо более дешевые, чем ферменты, стабильные и каталитически активные частицы.

Группа сотрудников кафедры аналитической химии химического факультета МГУ под руководством профессора, доктора химических наук Аркадия Карякина синтезировала наночастицы берлинской лазури (гексацианоферрата железа) размером 200 нм. Разработанный метод каталитического синтеза позволил получить наночастицы, в 300 раз превосходящие по активности природный фермент пероксидазу, катализирующую реакцию восстановления пероксида водорода.

«В отличие от существующих нанозимов, имеющих пероксидазную активность, синтезированные наночастицы берлинской лазури характеризуются поистине ферментативными свойствами: ферментативной селективностью и способностью функционировать в физиологических растворах», — подчеркнул профессор Карякин.

Очень высокая каталитическая активность и ферментативная селективность новых наночастиц наряду со стабильностью и низкой стоимостью неорганических материалов, используемых для синтеза, обеспечат их применение в биотехнологии и химическом анализе вместо дорогостоящих и недостаточно стабильных ферментов пероксидаз.

По словам ученых, новые наночастицы берлинской лазури — единственные из нанозимов, которые могут найти применение в медицинской диагностике. Применение ферментов в анализе биологических объектов основано, как правило, на их высокой специфичности (избирательности по отношению к соединениям), которую вряд ли следует ожидать от нанозимов. Но для использования ферментов в качестве меток (ДНК и иммунные тесты на маркеры различных заболеваний) достаточна только высокая активность, поэтому в данном случае берлинская лазурь вполне может заменить пероксидазу.