Многофункциональные биомолекулы

використовуються для надання нових властивостей іншим системам

2007, 274, 302

Генерування фотострумів шляхом фотохімічно-індукованої активапції ензиматичних каскадів наночастинками CdS.
(A) Фотохімічна активація окиснення лактату, що перебігає за участю цитохрому с у присутності LDH.
(B) Фотохімічна активація відновлення нітрату, що перебігає за участю цитохрому с у присутності NR.
(C) Фотоструми, генеровані в біокаталітичних каскадах за різних концентрацій субстрату (лактат/нітрат).

LDH - лактат дегідрогеназа
NR - нітрат редуктаза

Broedel, Jr.J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1142

Схема з’єднання азобензенового містку і ензиму

Ліпаза В Candida antarctica

Зміна активності фермента під дією світла

темноті).
Активація ферменту досягається одночасним освітленням ферменту з азобензеновим містком УФ і блакитним світлом.

Активність модифікованого фермента вимірювали в суміші 1 μг ферменту,
50 нмоль п-нітрофенілбутирату (PNPB) (250 μM) в 50 мМ Tris-Cl, pH 8.0.

Зміна активності фермента під дією світла

D. Trauner, E. Y. Isacoff, PNAS, 2007, 104, 10865

з довжиною хвилі 500 нм
б) заповнення сайту звязування MAG-1 з використанням високої концентрації глутамату
LBD = сайт звязування ліганду (ligand binding site)

Фотопереключення іонотропного рецептору глутамату
P. Gorostiza, M. Volgraf, R. Numano, S. Szobota, D. Trauner, E. Y. Isacoff, PNAS, 2007, 104, 10865

C. Renner, R. Behrendt,
L. Moroder, J. Wachtveitl, P. Hamm PNAS, 2003, 100, 6452.

Спектри поглинання пептиду.
Зміна поглинання цис-транс- конформерів в ІЧ-діапазоні у випадку певних часів затримки між освітленням і реєстрацією спектру
Різниця спектрів поглинання в стаціонарному стані
Інтенсивності спектрів поглинання і різниці спектрів нормовані для порівняння

C. Renner, R. Behrendt,
L. Moroder, J. Wachtveitl, P. Hamm PNAS, 2003, 100, 6452.

Nature Nanotechnology, 2013, DOI: 10.1038/NNANO.2013.209

Зборка систем різних наночастинок за допомогою ДНК

f – кількість ДНК на поверхні
STV – стрептавідін
(протеїн, що має високу спорідненість до біотину);
NHSS - N-гідроксисульфосукцинімід;
EDC, 1-етил-3-(3-диметиламінопропіл)карбодіїмід.

Спосіб функціоналізації наночастинок за допомогою ДНК

ДНК напряму або через місткову ДНК

Число у позначенні – кількість азотвмісних основ

нанокуби Pd ;
PO – октаедри Pd;
PD – додекаедри Pd.

Наночастинки Pd,
f = 20 ± 5

Наночастинки
Fe2O3,
f = 4 ± 2

Наночастинки
CdSe/ZnS (Q5 та Q6),
CdTe/ZnS (Q7)
f = 30 ± 10

Наночастинки Au з плазмонним резонансом,
f = 50 ± 10

Спектри флуоресценції

Спектри поглинання

Вихідні наночастинки

Шляхом симуляції спектру можна встановити тип кристалічної супер-гратки

Зборка систем різних наночастинок за допомогою ДНК

Метод дослідження

Наночастинки Pd/Au

Залежність відстані між частинками
від їх форми

гранецентрована гратка, позначена як “Фаза F”
Перетворення Фази-F на бінарну фазу Fe2O3-Au (Фаза-D) при додаванні наночастинок Au до агрегатів наночастинок Fe2O3.

Самозбірка супер-структур на основі різних наночастинок

Серія S(q) для систем, в яких довжина ДНК зменшується від 145 до 30 нм.
Коротші фрагменти ДНК сприяють утворенню більшої кількості фази D (Nј
45 (FeO_Au15_15) і 30 (FeO_Au0_15)), а довші ведуть до утворення суміші фаз (Nј145 (FeO_Au65_65) і 70(FeO_Au35_35)).

систем різних наночастинок за допомогою ДНК