Forradalmi előrelépések: új módszerek a fehérjeillesztés javítására!

Forradalmi előrelépések: új módszerek a fehérjeillesztés javítására!

A kutatócsoport körül Prof. Dr. Henning Mootz és doktorandusz Christoph Humberg a Münsteri Egyetem jelentős előrelépést tett a fehérjeillesztés területén. Ennek a tanulmánynak az a célja, hogy javítsa azon laboratóriumi reakciók hatékonyságát, amelyek kritikusak a komplex fehérjék előállításához.

A fehérjék aminosavakból kialakított hajtogatott peptidláncokból állnak, és számos funkciót látnak el az emberi szervezetben. A fehérjekutatás központi folyamata a fehérje splicing, melynek során az inteineket eltávolítják a peptidláncból, hogy biztosítsák a fehérjék helyes feltekeredését és működését. Kutatásuk során a csapat azonosított egy problémát az osztott inteinekkel kapcsolatban, amely csökkenti a reakciósebességet és a laboratóriumi termelékenységet.

A félrehajtás kihívásai

Vizsgálatuk részeként a csoport azt találta, hogy a fehérje hibás hajtogatása volt az oka a hatékonysági problémáknak. Kidolgoztak egy módszert ezeknek a félrehajtásoknak a megelőzésére. A kutatások egyértelműen azt mutatják, hogy a megosztott inteinnek széles körű alkalmazása lehet az alapkutatásban és a biotechnológiában. Ez különösen fontos kiméra fehérjék szintézisénél, amelyek két részből állnak, az egyiket emlőssejtekben, a másikat kémiai úton vagy baktériumsejtekből állítják elő.

A vizsgált speciális intein az Aes intein. A hasított intein mindkét fragmense baktériumsejtekben termelődött, de a termelékenység alacsony volt. Az egyik fragmentum nagy része inaktív fehérje-aggregátum formájában jelent meg, amely specifikus hibás hajtogatásokat mutatott. A bioinformatikai elemzések meghatározták, hogy mely aminosavak felelősek ezért a téves hajtogatásért, és így optimalizált pontmutációk kialakulásához vezettek az intein fragmentumban.

Előrehalad a célzott mutációk révén

Ezekkel a célzott mutációkkal az aggregátumok képződése szinte teljesen visszaszorítható volt, ami jelentősen növelte a hasított intein termelékenységét. Ezek az előrelépések messzemenő következményekkel járhatnak a fehérjeillesztési technikák gyakorlati alkalmazásában. Egy jelentés szerint PMC Az elmúlt 13 évben egyre nagyobb mértékben alkalmazzák a hasított inteineket biotechnológiai alkalmazásokban, különösen természetes peptidkötések kialakítására.

Ezen előrelépések ellenére sok biotechnológus olyan korlátokkal néz szembe, amelyek hátráltatják a fehérje-transz-illesztési technológiák széles körű alkalmazhatóságát. Az intein szerkezetének és funkciójának mélyebb megértése szükséges ezen technológiák további optimalizálásához. Ebben az összefüggésben egy vizsgálat leírja PubMed hogy a fehérjesplicing mint eszköz alkalmazása a biokémiai kutatásokban az elmúlt 30 évben sok tekintetben bővült.

A Német Kutatási Alapítvány anyagilag támogatta a csapat munkáját, ami aláhúzza a kutatás relevanciáját. Az ebből a munkából származó, a hasított intein termelékenységének javítására vonatkozó betekintések nemcsak a meglévő módszerek fejlesztését segíthetik elő, hanem új utakat nyithatnak a fehérjekémiában és a terápiás megközelítések fejlesztésében.