Ученые экспериментально доказали пьезоэлектрическую активность лизоцима

10:37, 16 октября 2017

Вещество генерирует электрический заряд и может заменить батарейки в кардиостимуляторах

Трехмерная структура лизоцима. Фото: Википедия.

Группа исследователей Университета Лимерика (Ирландия) и УрФУ получила прямые доказательства пьезоэлектрической активности лизоцима в тетрагональной и моноклинной фазах. Достаточно высокий пьезокоэффициент — в несколько раз выше, чем у классического пьезоэлектрика кварца — позволяет использовать этот материал в различных биомедицинских целях, например, генерировать электрические заряды в клетках. Это означает, что лизоцим можно использовать в стимуляции нервных окончаний с помощью генерации электрических сигналов непосредственно в организме, в работе кардиостимуляторов в качестве источника питания (вместо батарей, которые надо периодически заменять), в различных биосенсорах для обнаружения специфических маркеров болезней.

«Лизоцим играет большую роль в физиологических процессах в организме человека, и его концентрация служит маркером различных заболеваний, — поясняет соавтор исследования, заведующий лабораторией наноразмерных сегнетоэлектрических материалов УрФУ Андрей Холкин. — Лизоцим легко кристаллизуется, его структура была получена еще в 1965 году. Предполагалось, что монокристаллы лизоцима могут обладать пьезоэлектрическим эффектом, то есть генерировать электрический заряд при механическом давлении и деформироваться под действием электрического поля».

Однако только сейчас ученые получили прямые доказательства пьезоэлектрической активности лизоцима и подтвердили наличие связи между функциональностью живых организмов и физическими свойствами составляющих его структур. Результаты исследования представлены в статье The direct piezoelectric effect in the globular protein lysozyme в журнале American Institute of Physics.

Справка

Отметим, в 1909 году российский ученый Павел Лащенков открыл в курином белке фермент, который позже Александр Флеминг выделил из слизи пациента, страдающего от простуды. Он назвал это вещество лизоцимом и предполагал его использовать как антибактериальное средство до открытия пенициллина.