У природы имеется 20 аминокислот, их которых создаются белки и сложные молекулы, выполняющие биологические функции. Но что если их цепочки созданы не естественным путем, а синтезированы в лаборатории, причем так, как природа прежде не делала? Ответ на этот вопрос ищут ученые из Принстонского университета. И недавно их любознательность дала плоды.
Они открыли первый синтезированный белок, который катализирует синтез квантовых точек — флуоресцентных полупроводящих нанокристаллов, которые используются в электронике, от ЖК-дисплеев до солнечных панелей, рассказывает Science Daily.
Обычно квантовые точки изготавливают в промышленных условиях: требуется высокая температура и ядовитые растворители. Процесс в целом дорогой и не экологичный. Однако исследователи смогли скорректировать его таким образом, что теперь растворителем может выступать обычная вода, а температуры достаточно комнатной.
Для катализа химической реакции ученые применили новый белок, который назвали ConK. Впервые его изолировали в 2016 году из большой комбинаторной библиотеки белков. Он состоит из природных аминокислот, но считается новым, потому что его последовательности не имеют аналогов в белках, созданных естественным путем.
Исследователи обнаружили, что ConK обеспечивает выживание кишечной палочки в ядовитой среде с высокой концентрацией меди, и пришли к выводу, что белок может оказаться полезен для производства квантовых точек из сульфида кадмия. ConK расщепляет аминокислоту цистерин на несколько веществ, в том числе, на сульфид водорода, который вступает в реакцию с металлическим кадмием. В результате получаются квантовые точки сульфда кадмия.
Наконец, новый технологический процесс, разработанный учеными, позволяет менять размер квантовых точек, от которого зависит их флуоресценция. Отсюда возникают интересные возможности применения квантовых точек в биологии и медицине.
Квантовые точки находят все более широкое применение, от телевизоров до солнечных элементов, но массовое производство тормозит высокая стоимость и вред для окружающей среды. Специалисты из Университета Хиросимы нашли способ решения этих проблем, разработав механизм переработки рисовой шелухи для изготовления первых в мире кремниевых светодиодов с квантовыми точками.
