Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie i University of North Texas w Denton (USA) udoskonalili metodę wytwarzania cienkich warstw detekcyjnych zdolnych rozpoznawać konkretne białka - poinformował w czwartek IChF PAN w przesłanym PAP komunikacie.

Cząsteczki wybranego związku chemicznego, nawet w bardzo małych stężeniach, można wykrywać za pomocą detektorów z matrycami polimerowymi o odpowiednio wykonanych zagłębieniach. Zagłębienia te nazywane są lukami molekularnymi i pasują tylko do cząsteczek o kształcie pierwowzoru, który wcześniej je „odcisnął”. Są więc jak zamek dobrany do otwierającego go klucza. Wytwarzanie matryc z lukami o kształcie odpowiadającym prostym cząsteczkom nie sprawia dziś większych problemów. Kłopoty pojawiają się jednak w przypadku bardzo dużych cząsteczek, takich jak białka. Luki są wtedy tak duże, że mogą w nich utknąć także cząsteczki inne niż użyte do budowy matrycy.

"W Instytucie Chemii Fizycznej PAN udoskonaliliśmy metodę wytwarzania luk molekularnych w matrycach polimerowych w taki sposób, że z powodzeniem możemy stosować ją do wdrukowywania różnych białek. Mało tego, nasze >>chemiczne zamki<< są teraz znacznie lepsze! Nie tylko mają kształty dokładniej odpowiadające odciskanym cząsteczkom, one są wręcz aktywne: określone miejsca luki >>sklejają się<< elektrostatycznie z odpowiednimi fragmentami wdrukowywanej cząsteczki” - mówi dr inż. Maciej Cieplak z Instytutu.

Dotychczas wdrukowywane białka umieszczano w roztworze ze starannie dobranymi monomerami, czyli podstawowymi „cegiełkami” mogącymi tworzyć polimer, i pozwalano tym monomerom spontanicznie się ułożyć wokół cząsteczek białka. Następnie mieszaninę poddawano polimeryzacji, a z tak utwardzonej struktury usuwano cząsteczki-klucze. "Podstawowa wada tradycyjnego podejścia polega na tym, że monomery funkcyjne są dość luźno związane z powierzchnią białka, więc znaczna ich część rozmieszcza się dość przypadkowo w całym polimerze. Luki pasują więc do cząsteczki-klucza praktycznie tylko kształtem. Dlatego czujnik zbudowany z użyciem takiej matrycy mógłby reagować na obecność związków, których cząsteczki z zupełnie przypadkowych powodów wykazywały skłonność do zaczepiania się w lukach” - wyjaśnia dr Cieplak.

Naukowcy z IChF PAN opracowali dokładniejszą metodę wdrukowywania białek, którą zilustrowali na przykładzie albuminy. Obecność tego białka w moczu świadczy o niewydolności nerek, najczęściej związanej z cukrzycą lub nadciśnieniem tętniczym. W nowej metodzie naukowcy z IChF PAN najpierw połączyli monomery funkcyjne (przygotowane przez grupę prof. Francisa D'Souzy z University of North Texas) wiązaniami chemicznymi z cząsteczkami albuminy, po czym usunęli nadmiar monomerów. Dopiero po tym etapie dodano monomery sieciujące, roztwór spolimeryzowano, a następnie z otrzymanego polimeru usunięto cząsteczki-klucze. Tak powstałe zagłębienia molekularne były dopasowane do oryginalnych cząsteczek nie tylko kształtem, ale także rozmieszczeniem miejsc, które elektrostatycznie wiązały się z cząsteczką wzorca.