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Estudio de Microscopia de Fuerza Atómica del Efecto de un Campo Eléctrico, Aplicado a una Estructura Piramidal, sobre Biomoléculas Enzimáticas

Autores: Ivanov, Yuri D.; Tatur, Vadim Y.; Shumov, Ivan D.; Kozlov, Andrey F.; Valueva, Anastasia A.; Ivanova, Irina A.; Ershova, Maria O.; Ivanova, Nina D.; Stepanov, Igor N.; Lukyanitsa, Andrei A.; Ziborov, Vadim S.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudio de Microscopia de Fuerza Atómica del Efecto de un Campo Eléctrico, Aplicado a una Estructura Piramidal, sobre Biomoléculas Enzimáticas


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Campo eléctrico constante externo fuerte
Estructura piramidal
Enzima
Microscopía de fuerza atómica
Agregados de orden superior
Actividad enzimática

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se estudia la influencia de un campo eléctrico constante externo fuerte, formado utilizando una estructura piramidal bajo un alto potencial eléctrico, sobre una enzima ubicada cerca de su ápice. Se utiliza peroxidasa de rábano picante (HRP) como modelo. En nuestros experimentos, se aplicó un voltaje de corriente continua (CC) de 27 kV a dos electrodos con una estructura piramidal conductora unida a uno de ellos. Las partículas de la enzima fueron visualizadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) después de la adsorción de la enzima de su solución de 0.1 uM sobre sustratos de mica para AFM. Se demuestra que después de 40 minutos de exposición al campo eléctrico, la enzima forma estructuras extendidas sobre la mica, mientras que en los experimentos de control se observan partículas compactas de HRP. Después de la exposición al campo eléctrico, la mayoría de las partículas de HRP adsorbidas en mica tenían una altura de 1.2 nm (en comparación con 1.0 nm en el caso de los experimentos de control), y la contribución de partículas más altas (>2.0 nm) también fue considerable. Esto indica la formación de agregados de HRP de alto orden bajo la influencia de un campo eléctrico aplicado. A pesar de esto, la actividad enzimática de la HRP contra su sustrato 2,2-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfonato) (ABTS) permanece sin afectar. Estos resultados son importantes para estudiar los efectos macroscópicos de campos electromagnéticos fuertes sobre las enzimas, así como para el desarrollo de modelos de estructuras celulares.

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