Kemikere bringer blandede 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 alsidigheden af ​​metoden, som virker for både specifikke molekyler og multiproteinsystemer - ingen tidligere teknik har tidligere været i stand til at genvinde blandinger af enzymer. Dette kan forenkle og billigere produktionen af ​​lægemiddelproteiner til Alzheimers og Parkinsons behandling. Undersøgelsen dukkede op i Videnskabelige rapporter .

Proteiner, især 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, mister deres oprindelige form og enhver kemisk aktivitet. Dermed, industrien søger en universel metode til at genvinde proteinstruktur, som kunne gøre produktionen billigere og mere effektiv. At fremstille enzymbaserede lægemidler og fødevarer i industriel skala, det er især vigtigt at finde en måde at genvinde blandinger af proteiner på, da renaturering af hver bestemt type enzym separat er dyrt og ineffektivt.

Russiske kemikere har i samarbejde med udenlandske kolleger foreslået en løsning på dette problem med en proces, der giver et andet liv til proteiner, returnerer deres molekyler til den 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 snarere end kemiske bindinger.

Denne skal af nanopartikler beskyttede proteinmolekyler 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 fjerner disse faktorer, vi var i stand til at regenerere vores objekter, " siger Katerina Volodina, en andenårs kandidatstuderende ved ITMO University.

Ændring af pH, forskerne separerede nanopartikler fra proteiner, hvilket viser, at stofferne involveret i eksperimentet kan bruges gentagne gange.

Forfatterne anvendte deres metode til en blanding af to enzymer:kulsyreanhydrase og fosfatase (CAB og AcP). For disse proteiner, andelen af ​​renaturerede molekyler var mere end halvdelen, et hidtil uset resultat. "Renaturering af multiproteinblandinger er aldrig blevet gjort før. Men mine kolleger og jeg mener, at yderligere forskning på dette område er i stor interesse for medicinalvirksomheder lige nu. 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 vil forfine tilgangen mest til renaturering af proteiner i komplekse blandinger.