Revolusjonerende fremskritt: Nye metoder for å forbedre proteinspleising!

Revolusjonerende fremskritt: Nye metoder for å forbedre proteinspleising!

Forskerteamet rundt Prof. Dr. Henning Mootz og doktorgradsstudent Christoph Humberg fra Universitetet i Münster har gjort betydelige fremskritt innen proteinspleising. Denne studien har som mål å forbedre effektiviteten til laboratoriereaksjoner som er kritiske for å produsere komplekse proteiner.

Proteiner består av foldede peptidkjeder dannet av aminosyrer og utfører en rekke funksjoner i menneskekroppen. En sentral prosess i proteinforskningen er proteinspleising, hvor inteiner fjernes fra peptidkjeden for å sikre riktig folding og funksjon av proteiner. I sin forskning identifiserte teamet et problem med delte inteiner som reduserer reaksjonshastigheten og produktiviteten i laboratoriet.

Utfordringer ved feilfolding

Som en del av undersøkelsen fant gruppen at feilfolding av proteiner var årsaken til effektivitetsproblemene. De utviklet en metode for å forhindre disse feilfoldingene. Forskning viser tydelig at splittede inteiner kan ha vidtrekkende anvendelser innen grunnforskning så vel som bioteknologi. Dette er spesielt relevant for syntesen av kimære proteiner, som består av to deler, den ene produsert i pattedyrceller og den andre kjemisk eller fra bakterieceller.

Et spesifikt intein som ble undersøkt er Aes intein. Begge fragmentene av det spaltede inteinet ble produsert i bakterieceller, men produktiviteten var lav. En stor del av et av fragmentene dukket opp i form av et inaktivt proteinaggregat som viste spesifikke feilfoldinger. Bioinformatiske analyser bestemte hvilke aminosyrer som er ansvarlige for denne feilfoldingen og førte dermed til utvikling av optimaliserte punktmutasjoner i inteinfragmentet.

Fremskritt gjennom målrettede mutasjoner

Gjennom disse målrettede mutasjonene kunne dannelsen av aggregatene nesten fullstendig undertrykkes, noe som betydelig økte produktiviteten til det spaltede inteinet. Disse fremskrittene kan ha vidtrekkende implikasjoner for den praktiske anvendelsen av proteinspleisingsteknikker. I følge en rapport vedr PMC I løpet av de siste 13 årene har det vært økende bruk av spaltede inteiner i bioteknologiske applikasjoner, spesielt for dannelsen av naturlige peptidbindinger.

Til tross for disse fremskrittene, står mange bioteknologer overfor begrensninger som hindrer den utbredte anvendeligheten til teknologier for transspleising av proteiner. En dypere forståelse av strukturen og funksjonen til inteins er nødvendig for å optimalisere disse teknologiene ytterligere. I denne sammenhengen beskriver en undersøkelse PubMed at bruken av proteinspleising som et verktøy i biokjemisk forskning har utvidet seg på mange måter de siste 30 årene.

Den tyske forskningsstiftelsen støttet lagets arbeid økonomisk, noe som understreker relevansen til forskningen. Innsikten i å forbedre produktiviteten til spaltede inteiner som følge av dette arbeidet kan ikke bare bidra til å forbedre eksisterende metoder, men også åpne nye veier for proteinkjemi og utvikling av terapeutiske tilnærminger.