Nano și microreactoare enzimatice

I. Nanoreactoarele enzimatice

Nanotehnologia este un termen colectiv pentru dezvoltăriile tehnologice la scară nanometricǎ. În sens larg, nanotehnologia reprezintă orice tehnologie al cărei rezultat finit e de ordin nanometric: particule fine, sinteză chimică. Într-un sens restrâns, nanotehnologia se bazează pe abilitatea de a construi structuri complexe respectând specificații la nivel atomic folosindu-se de sinteza mecanică. Structurile nanometrice nu numai că sunt foarte mici, ajungându-se chiar până la scara atomică, dar ele posedă unele proprietăți total deosebite și neașteptate, în comparație cu aceeași substanță luată la nivel macroscopic.

Nanoreactoarele sunt definite ca sfere submicrometrice goale în interior care încapsulează enzime în interiorul lor apos și care încorporează canalul formȃnd proteinele din interiorul peretelui lor, permeabile prin prezenţa nanoreactorului. Enzima rămâne în interiorul particulelor, substraturile și produsele putȃnd fi difuzate și înǎuntru si înafara ei. Ca atare, reacția enzimatică este limitată la volumul interior al nanocontainerului, care este în contrast cu particulele enzimatice livrate, în care enzimele trebuie sǎ fie eliberate înainte de a putea cataliza reacția. Ca o consecință, nanoreactoarele evitǎ problemele de profil de eliberare, de optimizare sau eliberarea de medicamente în compartimente nepotrivite comparativ cu purtătorii convenționali.

Nanoreactoarele enzimatice sunt vezicule cu dublu strat lipidic care conțin enzime libere în spațiul apos. Prin încorporarea unor unități biologice (proteine funcționale) în pereții veziculari, aceste sisteme pot imita celula vie, deoarece, ele pot acționa ca si canale de transfer pentru unele molecule între mediu și zona solubilǎ în apă a veziculei interioare (permeabilitate vezicularǎ) sau pot acționa ca receptori pentru celulele vii.

Enzimele libere pot acționa pe substraturi specifice, care pot difuza din mediul interior veziculelor, iar produsii de reacție enzimatică pot difuza în afara veziculelor, unde pot fi utilizate ca si compuși bioactivi, droguri în organisme sau reactivi care trăiesc în determinări analitice (in vitro).