Forskare vid universitetet i Basel lyckades utveckla kapslar som kan producera biomolekylen glukos-6-fosfat som spelar en viktig roll i metaboliska processer. Forskarna kunde producera metaboliten under förhållanden som liknar den biokemiska reaktionen inuti naturliga celler. Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Kemisk kommunikation .

Metabola processer inuti levande organismer involverar ett stort antal biomolekyler. Dessa molekyler produceras genom specifika enzymatiska reaktioner. Ett exempel på en sådan biomolekyl är glukos-6-fosfat, en metabolit som är involverad i viktiga metaboliska processer. Det är centralt i nedbrytningen av kolhydrater och kan också omvandlas ytterligare till specifika molekyler som ansvarar för lagring av energi i en organism. Om sådana biomolekyler kan produceras direkt inuti levande celler, nya perspektiv på behandling av sjukdomar skulle öppna sig.

Nanokapslar producerar glukos-6-fosfat

Forskare under ledning av prof. Cornelia Palivan från kemiska institutionen vid universitetet i Basel har utformat biokatalytiska kapslar som innehåller det aktiva enzymet fosfoglukomutas och som kan producera och frigöra glukos-6-fosfat.

För att starta reaktionen, det substrat som krävs för reaktionen måste kunna komma in i kapseln. Forskarna infogade således ett porprotein syntetiserat vid ETH Zürich i kapslarnas väggar. Dessa porer är ingångsdörren för substratet och utgången för produkten glukos-6-fosfat, medan enzymet förblir inkapslat och skyddat mot nedbrytning.

De utvecklade nanokapslarna är mindre än 200 nanometer stora, vilket innebär att de kan tas upp av celler, en viktig förutsättning för framtida tester och applikationer.

Till skillnad från andra metoder som använder organiska lösningsmedel, forskarna utvecklar sina kapslar under förhållanden som liknar dem i naturen. "Vår strategi är alltid att vara så naturliknande som möjligt, "säger Palivan" så att vi kan bevara den inneboende biofunktionen hos enzymerna och porproteinerna. "

I ett nästa steg, forskarna kommer nu att testa kapslarna på celler, för att se om de tas upp och sedan producera glukos-6-fosfat inuti cellen.