Kemikere bragte foldede proteiner til live

Forskere fra ITMO University i Sankt Petersborg og Hebrew University i Jerusalem har fundet en måde at genoprette en proteinstruktur efter dens kemiske denaturering. Metoden er baseret på elektrostatisk interaktion mellem foldede, eller denatureret, proteiner og aluminiumoxid, som pakker dem ud. Forfatterne fremhæver metodens alsidighed, som virker for både specifikke molekyler og multiproteinsystemer. Teoretisk set, dette kan forenkle og billigere produktionen af ​​lægemiddelproteiner til Alzheimers og Parkinsons. Undersøgelsen dukkede op i Videnskabelige rapporter .

Proteiner, især herunder enzymer som acceleratorer af kemiske reaktioner, er grundlaget for medicinal- og fødevareindustrien. I mellemtiden 80 procent af disse stoffer går tabt under syntesen. Påvirket af ugunstige faktorer som stærke syrer, alkalier eller opvarmning, proteiner denaturerer, miste deres oprindelige form og dermed enhver kemisk aktivitet. Som resultat, forskere søger en universel metode til at genvinde proteinstruktur, hvilket kunne gøre produktionen mere effektiv og billigere.

Russiske kemikere har i samarbejde med udenlandske kolleger foreslået en løsning på dette problem med en teknologisk proces, der returnerer proteinmolekyler til deres oprindelige form efter denaturering.

I den nye forskning, kemikerne udfoldede molekyler af tre enzymer:kulsyreanhydrase, fosfatase og peroxidase. Denatureret af en stærk alkalisk, proteinerne blev blandet med nanopartikler af aluminiumoxid i vand. På grund af elektrostatisk interaktion, enzymerne tiltrak nanopartiklerne og fik dem til at danne et supramolekylært kompleks med fysiske bindinger.

Denne skal af nanopartikler beskyttede proteinmolekylerne mod aggregering, gør det muligt for forskerne nemt at udvinde dem fra de aggressive medier. Vasket fra denaturerende stoffer, enzymerne genoprettede deres struktur af sig selv. "Konstant eksponering af denaturerende midler og tendensen til at krølle makromolekyler til aggregering er store hindringer for at genvinde proteiner. Når man korrigerer disse faktorer, vi var i stand til at regenerere vores objekter, " siger Katerina Volodina, andenårs kandidatstuderende ved ITMO University.

Ændring af pH, forskerne adskilte nanopartikler fra proteiner, viser, at de stoffer, der er involveret i forsøget, kan bruges gentagne gange.

Forfatterne anvendte deres metode til en blanding af to enzymer:kulsyreanhydrase og fosfatase (САВ og АсР), renaturering af mere end halvdelen af ​​molekylerne, hvilket var et hidtil uset resultat. "Renaturering af multiproteinblandinger er en unik proces; det er aldrig blevet gjort før. Men mine kolleger og jeg mener, at yderligere forskning på dette område er i medicinalvirksomhedernes interesse lige nu. Teoretisk set, vores metode kan forenkle og billigere fremstillingen af ​​lægemidler til Alzheimers eller Parkinsons behandling. Mange af disse lægemidler er lavet af proteiner, " bemærker Katerina Volodina.

Udover dens alsidighed og høje ydeevne, teknologien foreslået af ITMO Universitys kemikere er også hurtig og billig. Forskerne kommer til at udvikle tilgangen mest til renaturering af proteiner i komplekse blandinger.