Сибирский федеральный университет

«Ферменты — это белковые молекулы, которые есть во всех живых организмах, включая человека. Их можно эффективно использовать в качестве тест-систем. Наблюдая за поведением фермента бутирилхолинэстеразы при взаимодействии, например, с яблочным соком, мы можем достоверно выяснить, сколько в этом образце содержится фосфорорганических пестицидов. Эти пестициды помогают сохранить урожай от садовых вредителей, но, если их содержание в яблоках превышает установленные нормы безопасности, — такие плоды не следует употреблять в пищу», — сообщила соавтор работы, научный сотрудник лаборатории биолюминесцентных биотехнологий СФУ и старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Елена Есимбекова.

Исследователь уточнила, что выбранный для исследования фермент, как и любой белок, весьма чувствителен к условиям хранения — он легко разрушается из-за резких перепадов температур или изменения водородных показателей. Учитывая эту особенность, учёные решили погрузить бутирилхолинэстеразу в природный стабилизатор — крахмальный и желатиновый гель.

«Помещение фермента в раствор природных полимеров, каковыми являются картофельный крахмал или всем известный желатин, уберегает его от разрушения и температурной денатурации. На сегодняшний день мы можем предположить срок хранения фермента в желатиновой или крахмальной «упаковке» — не менее полутора лет. Раствор фермента и стабилизатора наносится на гладкую поверхность в виде небольших капель и высушивается, готовый продукт напоминает полупрозрачные мини-диски или мембраны. Или, если угодно, крошечные круги из рисовой бумаги. В таком виде наш продукт удобно перевозить и хранить в лабораториях», — продолжила исследователь.

Подчёркивается, что наиболее хорошо зарекомендовал себя в качестве геля-стабилизатора всем известный картофельный крахмал, что значительно удешевляет технологию производства ферментных дисков и открывает путь к коммерциализации подобной продукции. А вот воспользоваться столько удачно сохраняющейся ферментной тест-системой не так просто — в настоящее время для определения опасных пестицидов с помощью ферментных тест-систем используется прибор спектрофотометр, встретить который можно в сертифицированном метрологическом учреждении или в лаборатории вуза. Впрочем, учёные СФУ настроены скорее оптимистично: на кафедре биофизики действует собственное производство компактных приборов для тестирования продуктов.

«Преимущество реакции, происходящей с нашими бутирилхолинэстеразными дисками в присутствии экстрактов из овощей или фруктов в спектрофотометре, в её простоте — если продукт реакции приобретает ярко-жёлтый цвет, значит, работе фермента ничего не угрожает, и доля фосфорорганических пестицидов в пробе мала (или они отсутствуют). Если же мы не видим жёлтого цвета — понимаем, что ферменту что-то мешает. И такая проба с высокой вероятностью загрязнена большим количеством пестицидов», — заключила Елена Есимбекова.

Работа выполнена в рамках совместного проекта РФФИ, Правительства Красноярского края и Красноярского краевого фонда науки № 20-44-242001.