Nanotecnología basada en autoensamblado de proteínas

SOSA, S.; CERUTTI, M.L.; GOLDBAUM, F.A; RINALDI, J.; STEFANI, F.D.; VIOLI, I.; BONOMI, H.R.

Berisso

Encuentro; Y-TEC nano2 018. XVIII Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2018

Y-TEC

El autoensamblado supramolecular es una poderosa herramienta para la fabricación bottom-up de nano-objetos y para el ordenamiento de los mismos en estructuras de mayores dimensiones. Recientemente se ha comenzado a aprovechar las propiedades únicas de autoensamblado de las biomoléculas para desarrollar nuevos métodos de nano-fabricación. El desarrollo de los origami de ADN ha dado lugar a una intensa investigación científica con gran potencial tecnológico [1, 2]. Sin embargo, existen algunas limitaciones en el uso de DNA como scaffold de otras partículas. Este proyecto apunta a expandir este campo incorporando bloques de construcción proteicos. En particular se trabajará con variantes de una proteína que se autoensambla como decámero, en forma de un dímero de homo- o heter-pentámeros. Adicionalmente, la misma tiene una cavidad en la interfaz entre los dos pentámeros de un volumen de 6238 Å3. Asimismo, es un excelente candidato para hacer ingeniería de proteínas dado que sus 10 aminoácidos del extremo N-terminal son libres y permisivos para la fusión génica de péptidos y/o la derivatización química. Haciendo uso de una cisteína reactiva presente naturalmente en el extremos N-terminal, hemos podido ensamblar oligómeros de nanoparticulas de oro de 20, 40 y 60 nm. Los mismos fueron analizados por técnicas en batch (DLS y espectrofotometría) y a nivel de molécula única (TEM, printing y SEM). Dicha caracterización muestra que hemos obtenido poblaciones heterogéneas, pero bien definidas (mezclas de monómeros, dímeros y trímeros). El próximo paso será conseguir poblaciones más homogéneas o bien encontrar métodos de separación de las poblaciones heterogéneas obtenidas.Por otro lado, hemos comenzado a investigar estrategias para atrapar pequeñas moléculas como fluoróforos en su cavidad interior. En particular hemos podido realizar ensayos para encapsular fluoresceína, monitoreando el proceso mediante cambios en su espectro de emisión de fluorescencia, anisotropía y tiempo de vida media. Hechas estas pruebas preliminares, pretendemos realizar dichos ensayos con una biblioteca de fluoróforos. Referencias[1] Pinheiro AV, et al.(2011). Nat Nanotechnol 6(12):763-772.[2] Schreiber R, et al. (2014). Nat Nanotechnol 9(1):74-78.