Илья Николаевич Курочкин, Александра Дмитриевна Васильева, Евгений Геннадиевич Евтушенко, Аркадий Вениаминович Еременко, Дмитрий Владимирович Пергушов, Лариса Викторовна Сиголаева

Ферменты в развитии физико-химических методов для биомедицинских исследований

Аннотация. Рассмотрены возможности, открывающиеся при использовании таких инструментальных методов, как вольтамперометрия, спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР) и масс-спектрометрия в тандеме с ферментативным катализом. Описаны основные принципы работы электрохимических биосенсоров на основе оксидаз и дегидрогеназ. Показано, что биосенсоры, основанные на циклических ферментативных реакциях и рециркуляции субстрата, обладают наилучшей чувствительностью. Рассмотрены варианты существенного улучшения аналитических возможностей биосенсорного анализа за счет применения полимеров для эффективной модификации поверхности электродов и недеструктивной иммобилизации ферментов. Приведены данные, демонстрирующие, как использование ферментных меток расширяет спектр биоаналитических применений спектроскопии ГКР. Возможность высокочувствительного измерения активности ферментных меток (пероксидазы, щелочной фосфатазы, β-галактозидазы) с помощью ГКР, по сути, открывает новую универсальную платформу для разработки методик определения различных антигенов. На примере наиболее часто используемых протеаз рассматриваются основные тенденции развития методологии протеомных исследований методом масс-спектрометрии, а также роль протеаз в дизайне масс-спектрометрических экспериментов.
Ключевые слова: ферментные биосенсоры, рециркуляция субстрата, модификация поверхности, полимеры, спектроскопия ГКР, тандемная масс-спектрометрия, ферментативный гидролиз
DOI: 10.55959/MSU0579-9384-2-2023-64-4-353-376

  Полный текст статьи в формате PDF

Вестник Московского Университета.
Химия 2023, том 64, № 4, стр. 353-376