Противомикробный фермент из слез, слюны и молока оказался перспективным биосовместимым источником пьезоэлектричества
Физики Лимерикского университета исследовали чистые кристаллы лизоцима — фермента, выступающего одним из важнейших компонентов слез, грудного молока, слюны, слизи носа и других жидкостей в организме, обнаружив их пьезоэлектрические свойства, то есть способность накапливать электрическое напряжение при деформации.
Об этом Саид Тофейль (Syed Tofail) и его коллеги — среди них Андрей Холкин из Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) — пишут в статье, опубликованной журналом Applied Physics Letters.
Лизоцим извлекают из белков куриных яиц и используют в качестве антисептического средства и консерванта. Это белок-гидролаза, который разрушает клеточные стенки бактерий, так что применяется и в пищевой промышленности, и в медицине.
Тонкую пленку из кристаллов лизоцима авторы помещали между парой стекол и прикладывали давление, замеряя накапливающиеся при этом заряды. Величина прямого пьезоэлектрического эффекта белка оказалась сравнима с кристаллами кварца (6,5 пкКл/Н). И если кварцевые пьезоэлементы уже нашли широчайшее применение в технике, лизоцимовые могут пригодиться для медицины, поскольку обычный фермент нашего организма полностью биосовместим.
«Это совершенно новый подход, – говорит Саид Тофейль, – поскольку до сих пор ученые старались исследовать пьезоэффект в биологии, используя сложные, иерархически организованные системы – такие как ткани, клетки или большие полипептиды, – вместо того, чтобы обратиться к фундаментальным строительным блокам».
В будущем, уверены ученые, лизоцим наверняка будет использоваться для питания медицинских имплантов, датчиков, анализаторов и «умных» таблеток, заодно обеспечивая им и противомикробные свойства.