Biyosilika nanokafes yapı içine hapsedilmiş aktif asparaginaz nanopartiküllerin hazırlanması

Protein ve enzimler; birçok hastalığın tedavisinde dikkat çekici stratejilerin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır. Ancak bu makromoleküllerin vücut içinde etkinliklerini hızla kaybetmesi, hedef bölgeye ulaşım ve bağışıklık sisteminde istenmeyen yan etkiler kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Bu engellerin aşılabilmesi amacıyla terapötik proteinler, protein mühendisliği yöntemleri kullanılarak geliştirilebilmektedir. Etkin taşınımlarının gerçekleştirilebilmesi amacıyla çeşitli nanoparçacıkların yüzeyine bağlanması temeline dayanan çok sayıda çalışma mevcuttur. Ancak bu yöntemlerde parçacık yüzeyinde korunaksız kalan makromoleküller hızla yıkılmakta veya istenmeyen bağışıklık sistemi yanıtlarına neden olabilmektedir. Silika, yaygın olarak kullanılan, toksik olmayan biyouyumlu bir materyaldir. Diyatomeler, çözünmüş silisik asidi kullanarak nano boyutta hücre duvarı oluşturabilmektedir. Silaffin yapısını oluşturan alt birimlerden 18 amino asitlik R5 oligopeptidinin in vitro koşullarda nano silika yapılar oluşturduğu önceki çalışmalarda gösterilmiştir. Bu noktadan hareketle R5 peptidinin herhangi bir proteinin yapısına eklenmesi, proteine silika nanokafes oluşturabilme yeteneği kazandırır ve kafese hapsedilen enzim ise aktivitesini vücut içinde koruyabilir. Bu çalışmada, R5 oligopeptidinin, terapötik etkinliği zaten kanıtlanmış ve aktif olarak kullanılan bir enzim olan E. coli L-asparagin amidohidrolaz enzimine (EC 3.5.1.1; asparaginaz) transfer edilmesiyle, enzim rekombinant olarak üretilmiştir. Daha sonra enzimin biyosilika nanokafes içerisine hapsedilmesiyle, aktif enzim nanopartikülleri biyosilika yapı içinde hazırlanmıştır.