Bioquímica
Motores hechos de enzimas
Se ha descubierto una forma novedosa de utilizar las reacciones químicas de ciertas enzimas para desencadenar un movimiento mecánico autoalimentado.
El modelado informático desarrollado por Anna C. Balazs y Henry Shum, de la Escuela Swanson de Ingeniería en la Universidad de Pittsburgh en Estados Unidos, así como experimentos llevados a cabo por Ayusman Sen y Isamar Ortiz, de la Universidad Estatal de Pensilvania en el mismo país, han revelado que ciertas reacciones enzimáticas simples pueden impulsar flujos temporales complejos.
La síntesis química y el análisis a pequeña escala se llevan a cabo habitualmente en diminutas cavidades llenas de fluido y requieren vigilancia e intervención. Lo ideal sería que el proceso fuese el máximo de autónomo. El nuevo sistema de bombeo proporciona un control preciso sobre el ritmo del flujo sin la ayuda de una fuente de energía externa y es capaz de activarse en respuesta a sustancias específicas en la solución. Por lo tanto, se pueden utilizar las enzimas superficiales para combinar la detección y el bombeo fluídico en un único microdispositivo autoalimentado.
Los experimentos con la enzima ureasa demuestran que es idónea para un motor. A diferencia de otras enzimas, que siempre bombean fluido en la misma dirección, la ureasa genera un patrón de flujo con la dirección de este cambiando con el paso del tiempo y del espacio. Es como aire caliente ascendiendo por encima de una vela encendida. Con la ureasa, es como si el aire alrededor de la vela se hundiese durante un tiempo finito antes de empezar a ascender.
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Unos investigadores de la Escuela Swanson de Ingeniería en la Universidad de Pittsburgh, junto con colaboradores del Departamento de Química de la Universidad del Estado de Pensilvania, han descubierto una forma novedosa de utilizar las reacciones químicas de ciertas enzimas para desencadenar movimientos mecánicos autoalimentados. (Foto: University of Pittsburgh)
Se podría producir un comportamiento aún más complejo usando enzimas diferentes situadas en diferentes posiciones para crear una cascada dinámica de sucesos. Dado que cada enzima se comportará de manera distinta, se podría “programar” una reacción química de múltiples etapas en un experimento, con cada paso generando flujo en función de la acción de una enzima específica.
