Revolutionaire vooruitgang: nieuwe methoden om de eiwitsplitsing te verbeteren!

Revolutionaire vooruitgang: nieuwe methoden om de eiwitsplitsing te verbeteren!

Het onderzoeksteam rond prof. dr. Henning Mootz en promovendus Christoph Humberg van de Universiteit van Munster heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van eiwitsplitsing. Deze studie heeft tot doel de efficiëntie te verbeteren van laboratoriumreacties die cruciaal zijn voor de productie van complexe eiwitten.

Eiwitten bestaan ​​uit gevouwen peptideketens gevormd uit aminozuren en vervullen een verscheidenheid aan functies in het menselijk lichaam. Een centraal proces in het eiwitonderzoek is eiwitsplitsing, waarbij inteïnen uit de peptideketen worden verwijderd om de juiste vouwing en functie van eiwitten te garanderen. In hun onderzoek identificeerde het team een ​​probleem met gespleten inteins dat de reactiesnelheid en productiviteit in het laboratorium vermindert.

Uitdagingen van verkeerd vouwen

Als onderdeel van hun onderzoek ontdekte de groep dat het verkeerd vouwen van eiwitten de oorzaak was van de efficiëntieproblemen. Ze ontwikkelden een methode om deze verkeerde vouwingen te voorkomen. Uit onderzoek blijkt duidelijk dat gesplitste inteins brede toepassingen kunnen hebben, zowel in fundamenteel onderzoek als in de biotechnologie. Dit is vooral relevant voor de synthese van chimere eiwitten, die uit twee delen bestaan: het ene wordt geproduceerd in zoogdiercellen en het andere wordt chemisch of uit bacteriële cellen geproduceerd.

Een specifiek intein dat werd onderzocht is het Aes-intein. Beide fragmenten van de gesplitste inteïne werden geproduceerd in bacteriële cellen, maar de productiviteit was laag. Een groot deel van een van de fragmenten verscheen in de vorm van een inactief eiwitaggregaat dat specifieke misvouwingen vertoonde. Bioinformatische analyses bepaalden welke aminozuren verantwoordelijk zijn voor deze misvouwing en leidden zo tot de ontwikkeling van geoptimaliseerde puntmutaties in het inteïnefragment.

Vooruitgang door gerichte mutaties

Door deze gerichte mutaties kon de vorming van de aggregaten vrijwel volledig worden onderdrukt, wat de productiviteit van de gesplitste inteïne aanzienlijk verhoogde. Deze vooruitgang zou verreikende implicaties kunnen hebben voor de praktische toepassing van eiwitsplitsingstechnieken. Volgens een rapport op PMC De afgelopen 13 jaar is er steeds meer gebruik gemaakt van gesplitste inteïnes in biotechnologische toepassingen, vooral voor de vorming van natuurlijke peptidebindingen.

Ondanks deze vooruitgang worden veel biotechnologen geconfronteerd met beperkingen die de wijdverbreide toepasbaarheid van eiwit-trans-splicing-technologieën belemmeren. Een dieper begrip van de structuur en functie van inteins is vereist om deze technologieën verder te optimaliseren. In deze context beschrijft een onderzoek PubMed dat de toepassing van eiwitsplitsing als hulpmiddel bij biochemisch onderzoek de afgelopen dertig jaar op veel manieren is uitgebreid.

De Duitse Onderzoeksstichting heeft het werk van het team financieel ondersteund, wat de relevantie van het onderzoek onderstreept. De inzichten in het verbeteren van de productiviteit van gesplitste ingewanden die uit dit werk voortkomen, kunnen niet alleen helpen bij het verbeteren van bestaande methoden, maar ook nieuwe wegen openen voor eiwitchemie en de ontwikkeling van therapeutische benaderingen.