Предположите превращать воду в лед путем нагревания его. Некоторые протеины в наших органах управляют подобными изменениями от растворимого до нерастворимого в ответ на изменения в температуре и других внешних стимулах. Теперь, ученые сообщают, что они расшифровали ряд правил, управляющих, когда эти изменения происходят, и они использовали те правила программировать протеины для изменения их растворимости по требованию. Такие вызванные температурой переходы могли бы в конечном счете предложить исследователям новые способы поставить лекарства в органе.
Протеины являются основными оборотнями. Все начинают как линейные цепочки простых химических соединений, названных аминокислотами, тогда складывающимися в 3D формы, выполняющие определенную функцию протеина. Но некоторые протеины более подвержены shapeshifting, чем другие. Протеин мышечного волокна назвал эластин, например, собирает и демонтирует в зависимости от перемены температуры: В клетке протеин растворим, но снаружи, где взаимодействия с другими молекулами эффективно делают его теплее, это становится нерастворимым.
Переходы эластина дают мышцам упругое качество, позволяя им протянуть, заключить, и затем возвратить их оригинальную форму.Определенные последовательности аминокислот в протеинах управляют этими изменениями, но ученые не были уверены, что они идентифицировали всех их. “Мы пошли на этот вид поисков для нахождения [дополнительных] последовательностей”, говорит соавтор исследования Асутос Килькоти, инженер-биомедик в Университете Дюка в Дареме, Северная Каролина.
Килькоти и Фелипе Кирос, биолог клетки в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке, начали строить библиотеку подобных эластину протеинов, базируя последовательности прочь пяти ключевых аминокислот, найденных в эластине. Для испытания их синтетических проектов бригада спроектировала E. coli для роста протеинов с этими последовательностями, изолировала их и смотрела, чтобы видеть, переместятся ли они от растворимого до нерастворимого в нужный момент. На основе результатов они создали ряд управления правил, какие последовательности, скорее всего, вызовут shapeshifts, поскольку они сообщают сегодня по своей природе о Материалах. Хотя правила не работали каждый раз, Килькоти говорит, что рекомендации дают исследователям, новый способ скроить спроектированные протеины пути ведет себя в органе.
Новая работа ценна, потому что, впервые, она говорит исследователям точные последовательности аминокислот, они должны управлять протеином shapeshifting, говорит Рохит Пэппу, инженер биологических систем в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, Миссури, кто не был связан с исследованием. “Это по существу, где я думаю, что эта работа имеет перспективу движения”.Исследователи Герцога надеются, что с их столом правил, в конечном счете будут в состоянии использовать синтетические протеины в качестве транспортного средства доставки лекарственных средств. Одна возможность, Килькоти говорит, состоит в том, чтобы проектировать синтетические протеины, смешивающиеся однородно с наркотиками при комнатной температуре, но тогда становящиеся нерастворимыми в температуре тела. Когда введено, протеины были бы glom друг на друга, и заманите в ловушку наркотики в своего рода подобной гелю капсуле.
В течение долгого времени медицина просочилась бы, оставив шарик протеина, который естественное ухудшение обрабатывает в органе, ломаются и спугивают. Такие средства доставки дизайнерского наркотика еще не существуют.
Но Пэппу говорит, что новые правила shapeshifting делают их стоящими преследования. “У нас могла бы фактически быть молитва истинных дизайнерских материалов”.