Использовать белки, производимые микробами, для очистки воды – звучит парадоксально. Но некоторые бактерии делают это лишь для того чтобы защитить себя от потенциально токсичных наночастиц, окружающих их. В будущем возможно организовать это в больших масштабах.
Команда исследователей из Lawrence Livermore National Laboratory и Lawrence Berkeley National Laboratory (UC, Berkely) обнаружила, что бактерии из заброшенных шахт выделяют белки, приводящие к агрегации наночастиц, содержащих металл. Бактерии связывают ионы металла в наночастицы, а наночастицы между собой, если они потенциально токсичны для бактерий. Бактерии, восстанавливающие сульфат ион могут приводить к выпадению тяжелых металлов, таких как цинк, в виде наночастиц сульфида. Однако такие частицы движутся в растворе, потому что они очень маленькие (2-6 нм в диаметре) и могут растворяться, если условия меняются. Бактерии из шахт способствуют агрегации таких частиц, после чего частицы не движутся и растворяются с большим трудом.
Используя масс-спектрометрию, просвечивающую электронную микроскопию и инфракрасную спектроскопию, ученые смогли определить вклад протеинов в формирование плотных сферических агрегатов наночастиц сульфида цинка а также влияние различных аминокислот на увеличение скорости агрегации. Результаты были представлены в статье “Extracellular Proteins Limit the Dispersal of Biogenic Nanoparticles”, опубликованной в журнале Science.
Ученые обнаружили высокую концентрацию азота из органики во всех агрегатах сульфида цинка, указывающего на высокое содержание протеинов или полипептидов. Используя различные исследовательские методики, они сделали вывод о том, что протеины способствуют агрегации наночастиц сульфида цинка.
Эксперименты с синтетическим сульфидом цинка показали, что за быструю агрегацию наночастиц отвечает аминокислота цистеин.