Design of protein-nanomaterial hybrids as tools for sensing, imaging and bioelectronics

Abstract

El diseño de proteínas permite construir herramientas nanotecnológicas adaptadas para su uso en campos como la biomedicina o la industria. Las proteínas de repetición CTPR son una buena opción para desarrollar nano-herramientas dada su estructura modular y tolerancia a mutaciones, lo que permite combinar módulos funcionalizados sin comprometer la estabilidad de la proteína. Además, las proteínas CTPR pueden modificarse para desarrollar módulos que coordinan metales, lo que permite la unión de nanomateriales metálicos con propiedades interesantes como las nanopartículas de oro, o la síntesis de nanocristales metálicos in situ. En la presente tesis doctoral se propone un sistema modular de proteínas CTPR funcionalizadas con nanomateriales metálicos para su aplicación como herramientas nanotecnológicas en sensórica, imagen y bioelectrónica. Para ello, primero se establece un diseño de CTPR con residuos de coordinación de metales y se estudia en profundidad las propiedades fotoluminiscentes que emergen de nanocristales de oro coordinados a dichas CTPR. A continuación, se elaboran diseños de CTPR coordinando nanomateriales metálicos y se aplican como sensores de parámetros ambientales, como la temperatura o la presencia de iones metálicos; como sondas fluorescentes para detección correlativa de orgánulos celulares usando microscopía de fluorescencia y fluorescencia de rayos-X; y como bloques de construcción para elaborar biomateriales conductores.