Armando un Equipo de Nanoparticulas y Proteonas

En una investigación pionera, se ha demostrado la capacidad de unir estratégicamente nanopartículas de oro a proteínas para formar láminas de pares proteína-oro. Las nanopartículas y los métodos para crear complejos nanopartícula-proteína pueden utilizarse para ayudar a descifrar estructuras de proteínas, identificar partes funcionales de las mismas, o unirlas en nuevos complejos. Entre las posibles aplicaciones, los investigadores incluyen catalizadores para convertir biomasa en energía, y "vehículos" de precisión para medicamentos con un destino muy específico dentro del cuerpo.

Este nuevo estudio ha sido llevado a cabo en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, Estados Unidos, por Minghui Hu, James Hainfeld, Raymond Brinas, Luping Qian, y Elena Lymar. Con él se demuestra que las nanopartículas se comportan como plantillas eficaces para el ensamblaje de biomoléculas funcionales, con un gran impacto potencial en los campos de la conversión energética, la biología estructural, la medicación de muy alta precisión, y la obtención de imágenes médicas.

En el campo de la conversión energética, los científicos han estado explorando vías eficientes para convertir en electricidad combustibles orgánicos como el etanol, usando electrodos catalíticos. Pero hacer capas individuales de enzimas densamente agrupadas, la parte funcional de tales electrodos, ha sido un desafío. Esta investigación muestra que las nanopartículas de oro diseñadas con precisión pueden usarse para "pegar" las enzimas formando láminas debidamente orientadas y ordenadas, y que estas monocapas tienen la suficiente estabilidad mecánica para ser colocadas como recubrimiento de una superficie sólida, por ejemplo la de un electrodo.

Para esta investigación, los científicos anexaron nanopartículas de oro a un complejo enzimático que ayuda a sobrevivir a las bacterias de la tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis) resistentes a los antibióticos. Los investigadores sugieren que las nanopartículas de oro podrían ser ajustadas para inactivar dicho complejo, disminuyendo así esa resistencia.

En otros experimentos, los investigadores usaron proteínas presentes en la superficie de un adenovirus. Formas modificadas de adenovirus pueden usarse como vehículos para suministrar fármacos a células diana específicas, como por ejemplo las de los tumores.

En otra aplicación, se mostró que las nanopartículas de oro pueden incrementar la capacidad de los científicos para descifrar las estructuras y regiones funcionalmente importantes de moléculas proteicas. Las nanopartículas agregadas podrían habilitar el análisis de macromoléculas y complejos biológicos pequeños que por lo general son rebeldes al análisis por microscopía crioelectrónica o cristalografía de rayos X.