Učinek Phoenixa: Vstale beljakovine podvojijo svojo naravno aktivnost | 2020

Vsebina:

Anonim

Denaturirane beljakovine se pogosto kopičijo in tvorijo toksične agregate, ki so osnovni razlog za številne bolezni, kot so Alzheimer, Parkinson in Huntington. Zato preiskav mehanizmov denaturacije in renaturacije ni mogoče preceniti.

David Avnir, profesor na hebrejski univerzi v Jeruzalemu, in Vladimir Vinogradov, vodja Mednarodnega laboratorija za kemijo rešitev za sodobne materiale in tehnologije na Univerzi ITMO, sta v novi študiji ugotovila, da vračanje beljakovin v življenje ni mogoče le, ampak se lahko izvede z izboljšanjem njihove prvotne dejavnosti. Ta nenavaden pojav je posledica nove tehnike renaturacije beljakovin, ki temelji na združevanju termično denaturiranih beljakovin (karboanhidraze) s koloidno raztopino anorganskih nanodelcev aluminijevega oksida.

Ko se raztopina spremeni v gel, se nanodelci začnejo vezati skupaj, kar povzroča mehanski pritisk na proteinske molekule. Posledično vsaka molekula konča v lastno individualno porozno lupino, ki preprečuje maligni proces agregacije beljakovin in sčasoma povrne njihovo prvotno prostorsko strukturo. Kemičarji so po primerjanju stopnje aktivnosti beljakovin pred denaturacijo in po renaturaciji ugotovili, da so oživljeni 180 odstotkov bolj aktivni kot njihovi domači predhodniki.

"Vsaka beljakovinska molekula ima aktivno središče, ki omogoča molekuli interakcijo z okoljem. Aktivno središče pa predstavlja le 5 - 10 odstotkov površine molekule," pojasnjuje Vladimir Vinogradov. "Med renaturacijo se ukvarjamo z dolgim ​​odklopljenim molekulam, ki vsebujejo aktivno središče in več raztezajočih se repov. Aktivni center in nanodelci imajo podobne naboje in se odbijajo, repi pa imajo nasprotni naboj in bodo gravitirali proti nanodelcem. okrog molekule se oblikuje lupina, aktivni center bo čim bolj oddaljen od stene lupine, namesto tega pa bo aktivno središče usmerjeno naravnost v pore v lupini, s čimer se povečajo možnosti beljakovin za interakcijo s substratom. . "

Raziskovalci pravijo, da ta tehnika deluje le z razgrnjenimi denaturiranimi beljakovinami. Usmerjenosti naravnih beljakovin znotraj lupine ni mogoče nadzorovati na enak način, ker se lahko aktivno središče najde kjerkoli, vključno s steno, ki popolnoma izključuje možnost interakcije s substratom.

Kot pojasnjuje profesor David Avnir, bi lahko ena od možnih uporab odkritja pomagala optimizirati izdelavo zdravil na osnovi aktivnih beljakovin:

"Nekateri izmed najučinkovitejših zdravil temeljijo na aktivnih beljakovinah, pridobljenih iz celičnih kultur. Vendar pa je od vseh beljakovin, ki se gojijo na tak način, samo 20 odstotkov naravnih in primernih za uporabo, preostalih 80 odstotkov pa je tako imenovanih Očitno je, da bi vedeli, kako pretvoriti denaturirane beljakovine v njihovo naravno stanje in poleg tega s povečano aktivnostjo, farmacevtskim podjetjem omogočili, da znižajo ceno mnogih zdravil, zaradi česar so cenejše. "