Нанобиотехнологии: становление, современное состояние и практическое значение - страница 8

Важным свойством ферментов является способность сохранять эффективность и специфичность действия за пределами клетки. В отличие от химических катализаторов, ферменты нетоксичны. Они функционируют в мягких условиях, используют «доступное сырье, включая отходы. Катализируемые ферментами реакции применяются для обеспечения нанотехнологических циклов за пределами организма, получения искусственных наноматериалов.

Ограниченность запасов углеводородов вынуждает ученых искать новые способы получения топлива. Одним из таких методов является производство биотоплива с помощью сине–зеленых водорослей (цианобактерий). Ученые предполагают, что к 2050 г. биотопливо будет составлять более | четверти производимого в мире топлива.

Суть производства биотоплива с помощью сине–зеленых водорослей состоит в том, что в молекулу ДНК этих микроорганизмов ученые встроили ген, контролирующий образование большого количества этилового спирта (этанола). Затем в ДНК цианобактерий встроили второй ген, ограничивающий естественную тенденцию этих водорослей к максимальному росту и размножению. Под действием второго гена сине–зеленые водоросли размножаются всего несколько дней. Затем они переключаются на синтез этилового спирта, используемого в качестве биотоплива. Этот метод позволил добиться максимального выхода этилового спирта при минимальной биомассе водорослей.

Для генетически модифицированных сине–зеленых водорослей ученые сконструировали систему фотобиореакторов, названную «топливной фермой». Она не требует постоянного притока свежей воды и занимает небольшое пространство. В процессе фотосинтеза сине–зеленые бактерии непрерывно вырабатывают и выделяют биотопливо в окружающую их жидкую среду. Сепаратор регулярно отделяет биотопливо от воды и других веществ, которые возвращаются обратно в систему биореакторов. «Топливная ферма» обладает высокими экономическими и экологическими характеристиками по сравнению с другими биотехнологиями производства биотоплива.

Агрегация белков — взаимодействие белковых молекул посредством вторичных структур (участков правозакрученных альфа–спиралей) с образованием надмолекулярных агрегатов.

Антиген — высокомолекулярное соединение, способное специфически стимулировать иммунокомпетентные лимфоидные клетки и обеспечивать тем самым развитие иммунного ответа

Антитело — белок (иммуноглобулин), синтезируемый В-лимфоцитами в организме животного в ответ на попадание в него чужеродного вещества и обладающий специфическим сродством к этому веществу.

Атомно–силовой микроскоп — сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, используемый для определения рельефа поверхности с разрешением от десятков ангстрем вплоть до атомарного, позволяющий исследовать проводящие и непроводящие поверхности.

Белок — высокомолекулярное органическое соединение, построенное из остатков аминокислот и играющее первостепенную роль в процессах жизнедеятельности всех живых организмов.

Белок–переносчик — трансмембранный белок, который, изменяя свою пространственную структуру, осуществляет перенос молекулы вещества через липидный слой мембраны.

Белок–рецептор — специфический белок, находящийся в клеточной мембране и способный, связываясь с сигнальными веществами (лигандами), воспринимать передаваемый ими внешний сигнал.

Биомакромолекулы — молекулы биополимеров (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов).

Биомасса — выраженное в единицах массы (веса) или энергии количество живого вещества организмов, приходящихся на единицу площади или объема.

Биополимеры — высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и их производные), которые состоят из повторяющихся, сходных по структуре низкомолекулярных соединений (мономеров), являются структурными частями живых организмов и играют важную роль в процессах жизнедеятельности.