תגלית של חוקרים מהאוניברסיטה העברית: ננו-חלקיקי זהב מפעילים אנזימים

יישום עתידי: חיישנים לטיפול יעיל יותר בחולי סוכרת * המחקר החדש של מדענים מן המכון לכימיה באוניברסיטה העברית בירושלים, בראשות פרופ' איתמר וילנר ובשיתוף מכון המחקר הלאומי בברוקהיבן, ארה”ב התפרסם בגיליון האחרון של המגזין היוקרתי Science

באיור: השתלת ננו-חלקיק זהב בחלבון והפעלתו החשמלית (למעלה: תמונת מיקרוסקופ של החלבון המכיל את הננו-חלקיק  מסומן בחץ).

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nanogold1.html

מחקר חדש של מדעני המכון לכימיה באוניברסיטה העברית, בראשות פרופ' איתמר וילנר, בשיתוף מכון המחקר הלאומי בברוקהיבן, ניו-יורק, ארה”ב עשוי להוביל לפיתוח חיישנים יעילים שישפרו את הטיפול בחולי סוכרת. המחקר החדשני המתבסס על ידע ננו-טכנולוגי התפרסם במגזין היוקרתי Science.

חלקיקים בגודל ננו-מטרי, (כלומר בגודל ביליונית המטר) המהווים את אבני הבניין של מדע הננו – טכנולוגיה, וחלבונים טבעיים מן החי והצומח הם בעלי ממדים דומים, דבר המאפשר חיבור בין המרכיבים לייצור חומר כלאיים עם תכונות חדשות. במחקר החדש הצליחו המדענים להשתיל ננו-חלקיק של זהב בגודל 1.2 ננומטר לתוך האנזים גלוקוז אוקסידאז.

לדברי פרופ' וילנר מהמכון לכימיה באוניברסיטה העברית: “האנזים גלוקוז אוקסידאז, כמו רב האנזימים האחרים, פועל כחומר מבודד בעת חיבורו לאלקטרודה. לעומת זאת, קיבוע האנזים כשהוא מכיל ננו-חלקיק של זהב המושתל בחלבון על-פני אלקטרודה מאפשר תקשורת חשמלית יעילה בין האנזים לאלקטרודה”.

בהפעלת מתח חשמלי על האלקטרודה זורמים אלקטרונים מן האנזים לאלקטרודה, והאנזים מופעל לחמצון הגלוקוז שבתמיסה. הזרם החשמלי במערכת תואם לרמת הגלוקוז שבתמיסה. ננו-חלקיק הזהב המושתל בחלבון פועל כמבנה “שקע-תקע”, המאפשר זרימת אלקטרונים מן האנזים לאלקטרודה והפעלת החומר הביולוגי.

טכניקה חדשה זו של קיבוע אנזים מאפשרת מדידה של רמת הגלוקוז בדם ברגישות ובדיוק גבוהים יותר. לדעת החוקרים, הביו-אלקטרודות החדשות עשויות לשמש בעתיד כהתקנים ממוזערים שיפעלו כחיישנים לזיהוי רמת הגלוקוז אצל חולי סוכרת. בנוסף ניתן יהיה ליצור תאי דלק ביולוגיים תוך-גופיים, המאפשרים יצירת אנרגיה חשמלית מן הסוכר בדם להפעלת קוצבי-לב או משאבות אינסולין, ולפתח מערכי אלקטרודות אנזימטיות לריפוי פצעים אצל חולי סוכרת.

ידען ננוטכנולוגיה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~534317089~~~191&SiteName=hayadan