For få proteiner får nanopartikler til at klumpe

Blodserumproteiner er blevet observeret, der kombinerer en-til-en med guld-nanopartikler og får dem til at aggregere, Det rapporterede forskere ved Rice University.

Dette er uventet, ifølge risforskerne Stephan Link og Christy Landes, som har ledet undersøgelser af de proteiner, der er mest ansvarlige for at holde faste stoffer i blodet adskilt. I lave koncentrationer, de sagde, proteinerne binder sig irreversibelt, udfolde sig og derefter bringe nanopartikler sammen.

Dette er i modstrid med formålet med albuminproteiner, den mest udbredte i blodbanen, de sagde.

Papiret, offentliggjort i denne måned i tidsskriftet American Chemical Society ACS Nano , har konsekvenser for sygdomme forårsaget af aggregering, ligesom Alzheimers, og for nanopartikeltoksicitetsproblemer, sagde forskerne. Guld nanopartikler bruges i stigende grad som terapeutiske midler.

For flere år siden fandt Rice -teamet, at højere koncentrationer af bovint serumalbumin (BSA), en næsten match for sin menneskelige modstykke, kunne forhindre naturligt hydrofobe guldnanopartikler i at klumpe sig sammen. I nye forsøg, nogle bruger teknologi, der først er blevet tilgængelig i de seneste år, BSA-proteiner i lave koncentrationer blev observeret at udfolde sig i nærvær af guldnanopartikler.

"Vi tror, ​​at proteinet binder sig først og folder sig ud, og det forhindrer andre proteiner i at komme ind, " sagde Link. "Men det letter også sammenlægningen."

"Dette er det mest almindelige protein i blodserum, Landes sagde. "Dens opgave er at omgive og lave en dejlig hård skal omkring alt i opløsning, der ellers ville være uopløseligt og stabilisere den komplicerede blanding af celler, proteiner og hormoner i blodet.

"Det, der er vigtigt, er proteinets evne til med succes at belægge ellers hydrofobe steroidhormoner, nanopartikler, vira, hvad som helst, " sagde hun. "Men for at det kan lave den belægning, det skal forblive pænt foldet. "

Ved at udfolde sig i nærværelse af guld nanopartikler, de sagde, proteinet gør to ting:Det spredes ud på partiklen, efterlader ikke plads til at andre proteiner kan binde sig, og afslører dens normalt skjulte hydrofobe kerne, som fremmer aggregering med andre protein-nanopartikelsæt.

"Dette er et spørgsmål, om folk bruger nanopartikler til terapeutiske formål eller bare kommer i kontakt med nanopartikler i produkter eller miljø, " sagde Landes. "Hvis serumalbumin kan gøre sit arbejde, alt er i orden. Men vi kan ikke undgå at bemærke, at protein udfolder sig, proteinaggregering og fibrildannelse er roden til alle mulige sygdomme."

Mens deres tidligere forskning viste, at albuminproteiner i høje koncentrationer holder nanopartikler opløselige, "der er biologiske situationer, hvor koncentrationen af ​​serumalbuminprotein kan være lav nok til at forårsage problemer, " sagde Landes.

De bemærkede også, at to andre blodbårne proteiner, fibrinogen og globulin, få guldnanopartikler til at aggregere uanset deres koncentrationer. "De udfolder sig, uanset hvilken koncentration, hvilket betyder, at BSA eller humant serumalbumin virkelig er designet til at lave denne belægning og holde alt fra at løbe ud af kontrol, "Sagde Link.

"Vi siger, at folk virkelig skal være opmærksomme på forholdet mellem proteinet - i dette tilfælde, BSA – og nanopartikler, fordi der kan ske forskellige ting."