Anonim

Jak "z těla zkušenosti" pomáhají bílkoviny neutralizovat chemické látky

Biologie

Michael Irving

20. března 2018

2 obrázky

Vědci se podařilo vytvořit umělé prostředí, které může stabilizovat bílkoviny a používat je k tomu, aby rohože, které mohou rozbít toxické chemikálie (Kredit: Christopher DelRe a Charley Huang)

Bílkoviny jsou práce biologie a zatímco vědci je dokázali ovládat v těle, jsou příliš citliví, aby byli užiteční ve vnějším světě. Teď, tým z UC Berkeley našel způsob, jak je udržet naživu a fungovat v syntetickém prostředí, a použil je, aby rohože, které mohou rozbít toxické chemikálie.

Ve svém přirozeném prostředí bielkoviny provádějí masivní řadu kritických úloh, přemísťují atomy kolem těla, vyvolávají chemické reakce a zabraňují infekci. Spousta výzkumů prošla zablokováním nebo zlepšením jejich funkcí, které pomáhají bojovat proti rakovině, snižují riziko vzniku cukrovky nebo dokonce zvrátit stárnutí.

Aby však byly splněny jejich specializované funkce, jsou bílkoviny přehazovány do velmi přesných struktur, vedených jejich prostředím nebo navzájem. Mimo tělo mají tendenci se rychle rozpadat, takže jejich použití v syntetických kontextech je zatím obtížné.

Pro novou studii se výzkumníci rozhodli změnit to. Začali analýzou trendů v proteinových sekvencích a površích, aby poznali životně důležité věci, které by musely být udržovány v umělém prostředí.

"Proteiny mají velmi dobře definovaný statistický vzorec, takže pokud můžete tento vzorec napodobit, můžete si vzít syntetické a přirozené systémy, které nám umožňují vyrábět tyto materiály, " říká Brian Panganiban, první autor studie.

Pomocí analýzy jako odrazového můstku výzkumníci z Berkeley navrhli materiály, které by nejlépe napodobovaly přírodní potřeby bílkovin. Tyto materiály, nazvané náhodné heteropolymery (RHP), jsou tvořeny řetězci čtyř druhů monomerů, stejně jako přírodní proteiny jsou vyrobeny z řetězců aminokyselin. To umožňuje, aby RHP působily jako syntetické proteiny, které reagují na specifické části skutečných proteinů.

Aby bylo možné je vyzkoušet, tým začal s rozsáhlými molekulárními simulacemi, které ukázaly, že materiál pracoval tak, jak doufá. Organické proteiny se správně složily a přežily v syntetickém prostředí, stejně jako v těle.

Dále vědci dali práci v praktických experimentech. Provádějí vláknité rohože tím, že kombinují materiál RHP s jiným proteinem nazývaným organofosforová hydroláza (OPH), který degraduje toxické složky chemických látek používaných v insekticidů a chemických zbraních.

Když byly rohože ponořeny do insekticidu, chemikálie rychle neutralizovaly. Ve své současné podobě se tým shledal, že materiál trvá jen několik minut, než se látka rozpadne o desetinu vlastní hmotnosti v toxických chemikáliích.

Vědci z Berkeley říkají, že tyto rohože RHP mohou být zvětšeny, aby pomohly vyčistit toxické úniky nebo chemické útoky. Jejich návrh by mohl být také vylepšen, aby podpořil jiné bílkoviny, aby pomohl vypořádat se s celou řadou dalších problémů se znečišťováním.

Výzkum byl publikován v časopise Science .

Zdroj: UC Berkeley

Tým byl schopen kombinovat bílkoviny s polymerním materiálem, který byl schopen neutralizovat chemické látky (Credit: Christopher DelRe a Charley Huang)

Vědci se podařilo vytvořit umělé prostředí, které může stabilizovat bílkoviny a používat je k tomu, aby rohože, které mohou rozbít toxické chemikálie (Kredit: Christopher DelRe a Charley Huang)

Doporučená Redakce Choice