według projektu: Biochemicy wytwarzają nowe białko od zera
Białka bez pytania nie są złożone. Wiele jest „dużych”, a także pełnych współzależnych gałęzi, kieszeni, a także zakrętów w ich ostatecznej złożonej strukturze. Ta złożoność frustruje biochemików, a także inżynierów białek, którzy chcą zrozumieć strukturę białka, a także funkcję w kupnie w celu odtwarzania lub wytwarzania nowych wykorzystania dla tych naturalnych cząsteczek do walki z chorobą lub do wykorzystania w przemyśle.
Korzystając ze stylu, a także zasad inżynierskich odkrytych z Natury, zespół biochemików z University of Pennsylvania Institution of Medicine – od zera – zupełnie nowy rodzaj białka. Białko to może dostarczać tlen, podobny do ludzkiej neuroglobiny, cząsteczki, która przynosi tlen w mózgu, a także układ niespokojny obwodowy. Pewnego dnia ta technika może być wykorzystana do tworzenia krwi sztucznej do wykorzystywania na polu bitwy lub przez specjalistów ds. Opieki w nagłych wypadkach.
„Jest to raczej inna metoda wytwarzania białek książek niż reszta świata”, starszy autor P. Leslie Dutton, Eldridge Reeves Johnson profesor biochemii i biofizyki. „Wyprodukowaliśmy niezwykle podstawowe, a także dość małe białko, które ma funkcję, które ma na celu przyniesienie tlenu. Nikt inny nigdy wcześniej tego nie zrobił. ”
„Naszym celem jest stylizacja nowych białek z zasad, które znajdujemy w badaniu naturalnych białek”, opisuje współautor Christopher C. Moser, dr, dyrektor partnera Fundacji Johnson w Penn. „Na przykład odkryliśmy, że naturalne białka są złożone i wrażliwe, a także kiedy tworzymy nowe białka, chcemy, aby były one podstawowe i solidne. Właśnie dlatego nie przeprojektowujemy naturalnego białka, jednak robiąc je od zera. ”
Obecnie inżynierowie białka pobierają istniejące rusztowanie biochemiczne z natury, a także modyfikują go nieco strukturalnie, aby zrobić coś innego. „To badanie badań pokazuje dokładnie, w Reprezentacja Kostaryki w piłce nożnej mężczyzn Koszulka jaki sposób wykorzystaliśmy zestaw podstawowych Vissel Kobe Koszulka zasad stylu, które trudno jest do tej pory wykorzystać techniki, które zostały wykorzystane w replikowaniu naturalnych funkcji białkowych”, stwierdza Dutton.
Naturalny styl białek ostatecznie leży w ich podstawowej sekwencji aminokwasów, związkach organicznych, które łączą się z wytwarzaniem białek. W żywych organizmach ta sekwencja jest podyktowana informacjami genetycznymi wprowadzonymi do DNA w chromosomach. Informacje te są następnie kodowane w Messenger RNA, który jest transkrybowany z DNA w jądrze komórki. Sekwencja aminokwasów dla specyficznego białka jest wymyślona przez sekwencję nukleotydów w posłańcym RNA. To zakup aminokwasów, a także wiązania chemiczne między nimi, które dokładnie ustalają, w jaki sposób białko składa się w ostateczny kształt.
Aby rozwinąć swoje białko, zespół Penn zaczął od zaledwie trzech aminokwasów, które kodują kolumnę w kształcie helisy. Z tego założyli czterokolumny pakiet z pętlą, która przypomina podstawową kandelabrę. Dodali hem, grupę chemiczną zawierającą atom żelaza, do wiązania cząsteczek tlenu. Dodali również jeszcze jeden aminokwas zwany glutaminianem, aby dodać odkształcenie do kandelabry, aby pomóc kolumnom otworzyć tyle samo, ile łapią tlen. Biorąc pod uwagę, że hem i tlen degradują w wodzie, naukowcy również stworzyli zewnętrzne kolumny, aby odpychać wodę w celu zabezpieczenia ładunku tlenu w środku.
Początkowo zespół wykorzystał syntezator-robot, który chemicznie przykleja aminokwasy razem w preferowanej sekwencji-aby zrobić kolumny w kształcie helisy. „Robimy pierwsze reakcje z robotem, aby dowiedzieć się, jak chcemy”, stwierdza Moser. Kiedy są zadowoleni z sekwencji, wykorzystują bakterię E. coli jako biologiczną, aby wykonać pełne białko.
Zespół wykorzystał testy chemiczne, aby sprawdzić, czy ich białko niewątpliwie złapało tlen. Kiedy tlen wiązał się z cząsteczką hemu żelaza w białku wytwarzanym przez człowieka, opcja, w której reakcja zajęła lokalizację, zmieniła kolor z ciemności na szkarłatny, co jest sygnaturą kolorów prawie podobną do naturalnej neuroglobiny.
„To ćwiczenie jest jak tworzenie autobusu”, stwierdza Dutton. „Najpierw wymagasz silnika, a także stworzyliśmy silnik. Teraz możemy dodać do tego inne rzeczy. Wykorzystanie związanego tlenu do chemii będzie jak dodanie kół. Nasza technika budowania podstawowego białka od zera pozwala nam dodawać, bez uzyskiwania znacznie więcej, a także o wiele bardziej skomplikowane. ”
Oprócz Duttona, a także Moser, autorzy z pierwszej liczby, dr Dutton Lab, a także dr Dutton Lab, a także dr Dutton Lab, a także Ronald L. Koder City College of New York; Lee Cruz Azul Koszulka A. Solomon, doktorant w Dutton Lab, a także dr Konda S. Reddy, byli również autorami artykułu.
Prace te zostały sfinansowane przez Departament Energii, National Institutes of Health, a także National Science Foundation.
Ich odkrycieS pojawiają się w najnowszym problemie natury.
Odniesienie do dziennika:
1. Ronald L. Koder, J. L. Ross Anderson, Lee A. Solomon, Konda S. Reddy, Christopher C. Moser, P. Leslie Dutton. styl, a także inżynieria białka dostarczające O2. Nature, 2009; 458 (7236): 305 doi: 10.1038/nature07841
Zaadaptowane z materiałów dostarczanych przez University of Pennsylvania Institution of Medicine.
Źródło artykułu: Scienceficeily.com
No Responses