단백질 : 생화학 자들은 새로운 단백질을 처음부터 생산합니다.
단백질이 복잡하다고 의문의 여지가 없습니다. 상호 의존적 인 가지, 주머니 및 최종 접힌 구조의 구부러진 “대형”뿐만 아니라 많은 것들이 있습니다. 이러한 복잡성은 단백질 구조를 이해하려는 단백질 엔지니어뿐만 아니라 생화학자를 좌절시킬뿐만 아니라 이러한 천연 분자가 질병과 싸우거나 산업에서 활용하기 위해 새로운 활용을 재생산하거나 생산하기 위해 구매하는 기능을 좌절시킵니다.
펜실베이니아 대학교 (University of Pennsylvania Institution of Medicine)의 생화학 자 팀인 자연에서 발견 된 스타일과 엔지니어링 원칙을 사용하여 완전히 새로운 유형의 단백질을 처음부터 개발했습니다. 이 단백질은 뇌에 산소를 가져 오는 분자와 말초 불안 시스템을 가져 오는 분자 인 인간 신경 글로빈과 유사하게 산소를 전달할 수 있습니다. 언젠가이 기술은 전장이나 비상 관리 전문가가 활용하기 위해 인공 피를 만들기 위해 사용될 수 있습니다.
Eldridge Reeves Johnson Biochemistry 및 Biophysics는“이것은 다른 세계와는 다른 방법입니다. “우리는 기능이있는 비정상적으로 기본적이고 상당히 작은 단백질을 생산했습니다. 이는 산소를 가져 오는 것입니다. 아무도 전에는 이것을 한 적이 없습니다.”
Penn의 Johnson Foundation의 파트너 인 Christopher C. Moser는“우리의 목표는 자연 단백질을 연구하는 원리에서 새로운 단백질을 스타일링하는 것입니다. 예를 들어, 우리는 천연 단백질이 복잡하고 취약하다는 것을 발견했습니다. 새로운 단백질을 만들 때 우리는 그것들이 기본적이고 강력하기를 원합니다. 그렇기 때문에 우리는 천연 단백질을 다시 엔지니어링하지 않지만 처음부터 단백질을 만드는 것입니다.”
현재 단백질 엔지니어는 자연에서 기존 생화학 적 발판을 가져 와서 다른 일을하도록 구조적으로 수정합니다. Dutton은“이 연구는 우리가 천연 단백질 기능을 복제하는 데 현재까지 활용 된 기술 유형을 어려운 기본 스타일 원칙을 어떻게 활용했는지 정확히 보여줍니다.
단백질의 자연 스타일은 결국 기본 아미노산 서열, 단백질을 만들기 위해 서로 연결하는 유기 화합물에 있습니다. 살아있는 유기체에서,이 서열은 염색체 내에서 DNA로 가져온 유전자 정보에 의해 결정됩니다. 이 정보는 메신저 RNA에서 인코딩되며, 이는 세포의 핵에서 DNA로부터 전사됩니다. 특정 단백질에 대한 아미노산 서열은 메신저 RNA에서 뉴클레오티드 서열에 의해 파악된다. 단백질이 최종 형태로 어떻게 접 히는지 정확하게 설정하는 것은 아미노산의 구매뿐만 아니라 그들 사이의 화학적 결합입니다.
단백질을 개발하기 위해 Penn 팀은 3 개의 아미노산으로 시작하여 나선형 컬럼을 코딩했습니다. 이것으로부터, 그들은 기본적인 캔들 라브라와 비슷한 루프가있는 4 열 번들을 설정했습니다. 그들은 산소 분자를 결합하기 위해 철 원자를 함유 한 화학 그룹 인 헴을 첨가했습니다. 그들은 마찬가지로 글루타메이트라는 아미노산이 하나 더 첨가되어 캔들 라브라에 변형을 첨가하여 컬럼이 산소를 잡는 것만 큼 많은 열이 열리도록 돕습니다. 헴과 산소가 물에서 분해되었다는 점을 고려할 때, 연구원들은 마찬가지로 산소 페이로드를 고정하기 위해 물을 방출하기 위해 기둥의 외관을 만들었습니다.
처음 에이 팀은 신디사이저 (아미노산을 선호하는 순서로 화학적으로 붙이는 로봇)를 사용하여 나선형 컬럼을 만들었습니다. Moser는“우리는 로봇과의 첫 번째 반응을 수행하여 우리가 원하는 아미노산 순서를 파악합니다. 그들이 서열에 만족할 때, 그들은 전체 단백질을 만드는 생물학적 보류로 박테리아 대장균을 이용합니다.
이 팀은 화학 테스트를 사용하여 단백질이 의심 할 여지없이 산소를 잡았 음을 확인했습니다. 산소가 인공 단백질에서 철 헴 분자에 결합했을 때, 반응이 위치를 차지하는 옵션은 천연 신경 글로빈과 거의 유사한 컬러 시그니처 인 어두운 빨간색에서 주홍색으로의 색상을 변화시켰다.
Dutton은“이 운동은 버스를 만드는 것과 같습니다. “먼저 엔진을 만들뿐만 아니라 엔진을 요구합니다. 이제 우리는 그것에 다른 것들을 추가 할 수 있습니다. 결합 된 산소를 사용하여 화학을 수행하는 것은 바퀴를 첨가하는 것과 같습니다. 기본 단백질을 처음부터 구축하는 우리의 기술은 훨씬 더 복잡 할뿐만 아니라 더 많은 것을 얻지 않고 추가 할 수 있습니다.”
Dutton뿐만 아니라 Moser 외에도 Dutton 실험실의 박사후 공동 DOC 인 J.L. Ross Anderson 박사과 Dutton Lab의 전직 박사포 인 Ronald L. Koder 박사 뉴욕시 대학; Dutton Lab의 박사 학위를받은 Lee A. Solomon과 Konda S. Reddy 박사도 마찬가지로 논문의 저자였습니다.
이 작업은 에너지 부, 국립 보건원 및 국립 과학 재단 (National Science Foundation)이 자금을 지원했습니다.
그들의 발견S는 가장 최근의 자연 문제에 나타납니다.
저널 참조 :
1. Ronald L. Koder, J. L. Ross Anderson, Lee A. Solomon, Konda S. Reddy, Christopher C. Moser, P. Leslie Dutton. 스타일뿐만 아니라 O2의 엔지니어링은 단백질을 제공합니다. 자연, 2009; 458 (7236) : 305 doi : 10.1038/nature07841
펜실베이니아 대학교 (University of Pennsylvania)가 공급 한 자료에서 조정.
기사 출처 : Scienceaily.com
