УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ПРЯМОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТА

1. Устройство для прямого измерения активности белка, причем устройство содержит
первый электрод и второй электрод, причем первый и второй электроды разделены зазором;
белок, присоединенный к первому и/или второму электроду посредством линкера, содержащего по меньшей мере одну химическую связь, причем линкер присоединен к области белка, которая является неактивной.
2. Устройство по п. 1, где зазор имеет ширину от приблизительно 1,0 нм до приблизительно 20,0 нм.
3. Устройство по п. 1 или 2, где первый и второй электроды разделены диэлектрическим слоем, причем пассивирующий слой расположен на первом и втором электродах.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, где белок выбран из группы, состоящей из полимеразы, нуклеазы, протеасомы, гликопептидазы, гликозидазы, киназы и эндонуклеазы.
5. Устройство по п. 4, где белок представляет собой полимеразу.
6. Устройство по п. 5, где экзонуклеазная активность полимеразы деактивирована.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, где линкер содержит ковалентную химическую связь.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, где белок является биотинилированным.
9. Устройство по любому из пп. 1-8, где линкер содержит тиострептавидин.
10. Устройство по любому из пп. 1-9, где белок и электрод являются биотинилированными, и причем линкер содержит молекулу стрептавидина, содержащую по меньшей мере два сайта связывания биотина.
11. Устройство по любому из пп. 1-10, где первый и/или второй электроды содержат металл, выбранный из группы, состоящей из золота, платины, палладия и рутения или любых их комбинаций.
12. Устройство по любому из пп. 1-11, где химическая связь находится в N-концевой области белка.
13. Устройство по п. 5, где химическая связь находится в экзонуклеазной области полимеразы.
14. Система для прямого электрического измерения активности белка, содержащая:
(a) устройство по любому из пп. 1-13;
(b) средство для введения химического соединения, которое способно взаимодействовать с белком;
(c) средство для приложения напряжения смещения между первым и вторым электродами, которое составляет 100 мВ или меньше; и
(d) средство для отслеживания флуктуаций, которые возникают при взаимодействии химического соединения с белком.
15. Способ прямого измерения активности белка, причем способ предусматривает:
(a) введение химического соединения, которое способно взаимодействовать с белком, в любое из устройств по пп. 1-13;
(b) приложение напряжения смещения между первым и вторым электродами, которое составляет 100 мВ или меньше; и
(c) наблюдение за флуктуациями тока между первым и вторым электродами, которые возникают при взаимодействии химического соединения с белком.
16. Способ секвенирования биополимера, причем указанный способ предусматривает:
(a) введение биополимера в любое из устройств по пп. 1-13;
(b) приложение напряжения смещения между первым и вторым электродами, которое составляет 100 мВ или меньше;
(c) выявление флуктуаций тока между двумя электродами, которые возникают при удалении мономера с конца биополимера; и
(d) идентификация каждого мономера, удаляемого из биополимера.
17. Способ по п. 16, в котором биополимер представляет собой молекулу ДНК, молекулу РНК, пептид, полипептид или гликан.
18. Способ секвенирования полинуклеотида, причем указанный способ предусматривает
(a) введение полинуклеотидной матрицы, содержащей праймер, в любое из устройств по пп. 1-13, причем белок представляет собой полимеразу и причем полимераза связана с матрицей;
(b) введение раствора, содержащего dNTP;
(c) приложение напряжения смещения между первым и вторым электродами, которое составляет 100 мВ или меньше;
(d) выявление флуктуаций тока между первым и вторым электродами, которые возникают при включении каждого dNTP как дополнительного нуклеотида, комплементарного соответствующему нуклеотиду в полинуклеотидной матрице; и
(e) идентификация каждого дополнительного включаемого нуклеотида.
19. Способ по п. 18, в котором каждый dNTP присутствует в растворе в приблизительно одинаковой концентрации.
20. Способ по п. 18, в котором каждый dNTP присутствует в концентрации, которая приблизительно равна концентрации насыщения для связанной с матрицей полимеразы или превышает ее.
21. Способ по любому из пп. 18-20, в котором стадия (d) предусматривает выявление наличия одного или более импульсов тока.
22. Способ по п. 21, в котором стадия (е) предусматривает применение характеристик каждого импульса.
23. Способ по любому из пп. 18-22, в котором каждый дополнительный нуклеотид вводят по очереди.
24. Способ по любому из пп. 18-23, в котором каждый dNTP вводят одновременно, и причем по меньшей мере один dNTP присутствует в более низкой концентрации в сравнении с таковой других dNTP.