Благодаря международному сотрудничеству Университета Бристоля в Соединённом Королевстве и итальянского Университета Падуи с использованием комбинации синтетических и биологических катализаторов были получены искусственные клетки, способные к производству газообразного кислорода и химической сигнализации.

Катализаторы — вещества, которые ускоряют химические реакции без потребления, — являются основой многих промышленных процессов, от синтеза лекарств до производства пластмасс.

Катализаторы бывают разных форм (неорганические наночастицы, органические жидкости, водные ферменты) и могут быть связаны с твердыми поверхностями для повышения эффективности.

В новом исследовании, опубликованном в журнале «Общение в природе», международная исследовательская группа, возглавляемая химиками Бристольского университета, использовала две разновидности катализаторов для разработки нового типа искусственных клеток, способных разлагать перекись водорода и генерировать кислород.

Команда взяла в качестве агента неорганический катализатор на основе рутения в форме синтетического фермента (синзима), структурирующего мембрану, для генерирования обильного количества пузырьков кислорода, которые затем использовались для создания управляемых синзимом плавучих микрокапсул.

Кроме того, природный фермент пероксидаза хрена был захвачен внутри протоклеток, так что синтетические и биологические катализаторы конкурировали за перекись водорода, присутствующую в растворе.

Команда использовала антагонистическое расположение двух катализаторов для реализации элементарного химического сигнального пути между членами сообщества искусственных протоклеток, которые были диспергированы в растворе или уловлены в маленьких капельках.

Профессор Марселла Бончио из Университета Падуи:

— Поскольку катализатор на основе рутения обладает значительным потенциалом в биоиндуцированном катализе, представляется возможным, что сообщества протоклеток синзима могут обеспечить шаг к синтетическим метаболическим сетям, основанным на световых стимулах.

Профессор Стивен Манн из химического факультета Бристольского университета:

 — Наши результаты показывают новый тип каталитического микроотсека-компартмента с многофункциональной активностью и обеспечивают шаг к развитию протоклеточных реакционных сетей.

phys.org