Revoliuciniai pasiekimai: nauji metodai, kaip pagerinti baltymų sujungimą!

Revoliuciniai pasiekimai: nauji metodai, kaip pagerinti baltymų sujungimą!

Prof. dr. Henning Mootz ir doktorantas Christoph Humberg mokslininkų grupė iš Miunsterio universitetas padarė didelę pažangą baltymų sujungimo srityje. Šiuo tyrimu siekiama pagerinti laboratorinių reakcijų, kurios yra labai svarbios sudėtingų baltymų gamybai, efektyvumą.

Baltymai susideda iš sulankstytų peptidinių grandinių, susidarančių iš aminorūgščių ir atlieka įvairias funkcijas žmogaus organizme. Pagrindinis baltymų tyrimų procesas yra baltymų sujungimas, kurio metu inteinai pašalinami iš peptidinės grandinės, kad būtų užtikrintas teisingas baltymų susilankstymas ir funkcionavimas. Savo tyrime komanda nustatė suskaidytų inteinų problemą, kuri sumažina reakcijos greitį ir produktyvumą laboratorijoje.

Neteisingo lankstymo iššūkiai

Atlikdama tyrimą, grupė nustatė, kad netinkamas baltymų susilankstymas buvo efektyvumo problemų priežastis. Jie sukūrė metodą, kaip užkirsti kelią šiems klaidinimams. Tyrimai aiškiai rodo, kad suskaidyti inteinai gali būti plačiai pritaikyti fundamentiniams tyrimams ir biotechnologijoms. Tai ypač aktualu chimerinių baltymų sintezei, kurią sudaro dvi dalys: viena gaminama žinduolių ląstelėse, o kita – chemiškai arba iš bakterijų ląstelių.

Konkretus inteinas, kuris buvo ištirtas, yra Aes inteinas. Abu suskaldyto inteino fragmentai buvo gaminami bakterijų ląstelėse, tačiau produktyvumas buvo mažas. Didelė dalis vieno iš fragmentų pasirodė kaip neaktyvus baltymų agregatas, kuriame buvo specifinių klaidingų sulenkimų. Bioinformatinės analizės metu buvo nustatyta, kurios aminorūgštys yra atsakingos už šį klaidingą lankstymą, todėl buvo sukurtos optimizuotos taškinės mutacijos inteino fragmente.

Pažanga per tikslines mutacijas

Dėl šių tikslinių mutacijų agregatų susidarymas gali būti beveik visiškai slopinamas, o tai žymiai padidino suskaidyto inteino produktyvumą. Šios pažangos gali turėti didelių pasekmių praktiniam baltymų sujungimo metodų taikymui. Pagal pranešimą apie PMC Per pastaruosius 13 metų suskaldyti inteinai vis dažniau naudojami biotechnologinėse srityse, ypač formuojant natūralius peptidinius ryšius.

Nepaisant šios pažangos, daugelis biotechnologų susiduria su apribojimais, kurie trukdo plačiai taikyti baltymų trans-splaisavimo technologijas. Norint toliau optimizuoti šias technologijas, reikalingas gilesnis inteinų struktūros ir funkcijos supratimas. Šiame kontekste tyrime aprašoma PubMed kad baltymų sujungimo kaip biocheminių tyrimų priemonės taikymas per pastaruosius 30 metų įvairiais būdais išsiplėtė.

Vokietijos tyrimų fondas finansiškai parėmė grupės darbą, o tai pabrėžia tyrimo svarbą. Dėl šio darbo gautos įžvalgos, kaip pagerinti suskaidytų inteinų produktyvumą, gali ne tik padėti tobulinti esamus metodus, bet ir atverti naujas baltymų chemijos ir gydymo metodų kūrimo galimybes.