В МГУ имени М.В. Ломоносова открыли, что при смешении древообразных полимеров и белков самопроизвольно образуются многослойные плёнки. Они просто формируются и сохраняют активность белков-ферментов.

Полимеры дендримеры называются так потому, что образуют древовидные макромолекулы. К центральному ядру присоединяются три группировки, от каждой из которых отходит ветвь ещё с двумя разветвлениями, и так далее. Однако такая структура достигается в результате многоступенчатого синтеза.

Номер генерации дендримера определяется количеством точек ветвления: у первой генерации каждая ветвь имеет одну точку ветвления, у второй — две, у третьей — три, и так далее. Чем дальше, тем более плотной и сферической становится структура, при этом её физико-химические свойства определяются функциональными группировками внешнего слоя. Дендримеры способны образовывать полости, в которые можно упаковать молекулы, — именно это свойство стало поводом для активного изучения этих полимеров. Учёные МГУ, однако, нашли дендримерам другое применение.

«Мы обнаружили, что при смешении белков с дендримерами четвёртой генерации происходит самопроизвольное образование многослойных наноплёнок толщиной порядка 200-700 нм. Такие плёнки могут покрывать стеклянные и пластиковые поверхности, формироваться на границе раздела жидкость – воздух», — объяснил открытие профессор факультета Биоинженерии и биоинформатики МГУ Владимир Муронец, заведующий отделом Биохимии животной клетки Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ.

Учёные провели эксперименты по включению в состав наноплёнок разных белков-ферментов: лизоцима, разрушающего клеточные стенки бактерий, и нескольких видов протеиназ, вызывающих расщепление белков. В ходе этих экспериментов удалось выяснить, что белки в составе наноплёнки способны сохранять активность около двух недель. Сама же двухкомпонентная система оказалась устойчива к действию детергентов (моющих средств), к изменениям кислотности среды, да и в целом проявила стабильность при хранении. Впрочем, основное преимущество таких плёнок состоит в простоте их формирования путём… самосборки!

«Мы считаем белково-дендримерные плёнки перспективным материалом для создания биосенсоров, а ещё их можно использовать в медицине в качестве биоактивных перевязочных материалов», — подчеркнул Владимир Муронец.

Исследование проводилось совместно с Институтом элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН, Институтом органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, Первым Московским государственным медицинским университетом имени И.М. Сеченова и Национальным институтом сельскохозяйственных исследований (Франция).

Результаты работы опубликованы в журнале Polymer.