Revolučné pokroky: Nové metódy na zlepšenie spájania proteínov!

Revolučné pokroky: Nové metódy na zlepšenie spájania proteínov!

Výskumný tím okolo Prof. Dr. Henninga Mootza a doktorandského študenta Christopha Humberga z Dr Univerzita v Münsteri urobila významný pokrok v oblasti zostrihu proteínov. Cieľom tejto štúdie je zlepšiť účinnosť laboratórnych reakcií, ktoré sú rozhodujúce pre produkciu komplexných proteínov.

Proteíny pozostávajú zo zložených peptidových reťazcov vytvorených z aminokyselín a vykonávajú v ľudskom tele rôzne funkcie. Ústredným procesom vo výskume proteínov je zostrih proteínov, pri ktorom sú inteíny odstránené z peptidového reťazca, aby sa zabezpečilo správne skladanie a funkcia proteínov. Vo svojom výskume tím identifikoval problém s rozdelenými inteínmi, ktoré znižujú rýchlosť reakcie a produktivitu v laboratóriu.

Problémy s nesprávnym skladaním

V rámci svojho vyšetrovania skupina zistila, že príčinou problémov s efektivitou bolo nesprávne poskladanie bielkovín. Vyvinuli metódu, ako zabrániť týmto chybným skladbám. Výskum jasne ukazuje, že štiepené inteíny môžu mať široké uplatnenie v základnom výskume, ako aj v biotechnológiách. Toto je obzvlášť dôležité pre syntézu chimérických proteínov, ktoré pozostávajú z dvoch častí, jednej produkovanej v cicavčích bunkách a druhej chemicky alebo z bakteriálnych buniek.

Špecifický inteín, ktorý bol skúmaný, je Aes inteín. Oba fragmenty štiepeného inteínu boli produkované v bakteriálnych bunkách, ale produktivita bola nízka. Veľká časť jedného z fragmentov sa objavila vo forme neaktívneho proteínového agregátu, ktorý vykazoval špecifické chybné zloženie. Bioinformatické analýzy určili, ktoré aminokyseliny sú zodpovedné za toto nesprávne poskladanie, a tak viedli k vývoju optimalizovaných bodových mutácií v inteínovom fragmente.

Pokroky prostredníctvom cielených mutácií

Prostredníctvom týchto cielených mutácií mohla byť tvorba agregátov takmer úplne potlačená, čo výrazne zvýšilo produktivitu štiepeného inteínu. Tieto pokroky by mohli mať ďalekosiahle dôsledky pre praktickú aplikáciu techník zostrihu proteínov. Podľa správy o PMC Za posledných 13 rokov narastá využitie štiepených inteínov v biotechnologických aplikáciách, najmä na tvorbu prirodzených peptidových väzieb.

Napriek týmto pokrokom mnohí biotechnológovia čelia obmedzeniam, ktoré bránia širokej použiteľnosti technológií trans-zostrihu proteínov. Na ďalšiu optimalizáciu týchto technológií je potrebné hlbšie pochopenie štruktúry a funkcie inteínov. V tejto súvislosti opisuje vyšetrovanie PubMed že aplikácia zostrihu proteínov ako nástroja v biochemickom výskume sa za posledných 30 rokov v mnohých smeroch rozšírila.

Nemecká nadácia pre výskum finančne podporila prácu tímu, čo podčiarkuje relevantnosť výskumu. Názory na zlepšenie produktivity štiepených inteínov vyplývajúce z tejto práce by mohli nielen pomôcť zlepšiť existujúce metódy, ale tiež otvoriť nové cesty pre chémiu proteínov a vývoj terapeutických prístupov.