Главная страница / Новости / Автоматизированная настольная машина быстрого синтеза белка может ускорить разработку лекарствКарта сайта | Контакты

Автоматизированная настольная машина быстрого синтеза белка может ускорить разработку лекарств

9 июля 2020

Химики из Массачусетского технологического института разработали протокол для быстрого производства белковых цепей длиной до 164 аминокислот. Потоковая технология может ускорить разработку лекарств и позволить ученым разработать новые варианты белков, включающие аминокислоты, которые не встречаются в клетках в естественных условиях. Исследовательская группа называет автоматическую настольную машину «Амидатор».

Автоматизированная настольная машина быстрого синтеза белка может ускорить разработку лекарств

Многие белки полезны в качестве лекарств от таких расстройств, как диабет, рак и артрит. Синтез искусственных версий этих белков – трудоемкий процесс, который требует генной инженерии микробов или других клеток для производства желаемого белка.

Настольная автоматизированная машина для синтеза потоков может соединить сотни аминокислот, строительных блоков белков, в течение нескольких часов. Исследователи полагают, что их новая технология может ускорить производство лекарств по требованию и разработку новых лекарств, и позволит ученым создавать искусственные белки, добавляя аминокислоты, которых нет в клетках.

«Вы могли бы разработать новые варианты, которые имеют превосходную биологическую функцию, благодаря использованию неприродных аминокислот или специальных модификаций, которые невозможны, когда вы используете природный аппарат для производства белков», – говорит Брэд Пентелюте, доцент кафедры химии в MIT и старший автор исследования.

В статье, опубликованной в журнале Science, исследователи показали, что они могут химически продуцировать несколько белковых цепочек длиной до 164 аминокислот, включая ферменты и факторы роста. Для нескольких из этих синтетических белков они провели подробный анализ, показывающий, что их функции сопоставимы с их функциями, встречающимися в природе.

Ведущими авторами статьи являются бывший постдок MIT Нина Хартрампф, которая в настоящее время является доцентом в Цюрихском университете, аспирант MIT Азин Саэби и бывший технический специалист MIT Маккензи Поскус.

Быстрое производство

Большинство белков в организме человека содержат до 400 аминокислот. Синтез большого количества этих белков требует доставки генов желаемых белков в клетки, которые действуют как живые фабрики. Этот процесс используется для программирования бактериальных или дрожжевых клеток для производства инсулина и других лекарств, таких как гормоны роста.

«Это трудоемкий процесс», – говорит Томас Нильсен, глава исследовательской химии в Novo Nordisk, который также является автором исследования. «Во-первых, вам нужен доступный ген, и вы должны знать кое-что о клеточной биологии организма, чтобы вы могли сконструировать экспрессию своего белка».

Альтернативный подход к производству белка, впервые предложенный в 1960-х годах Брюсом Меррифилдом, которому позже была присуждена Нобелевская премия по химии за работу по твердофазному синтезу пептидов, заключается в химическом соединении аминокислот в ступенчатом порядке. Есть 20 аминокислот, которые живые клетки используют для построения белков, а также с использованием методов, разработанных в рамках Merrifield, она занимает около часа , чтобы выполнить химические реакции, необходимые для добавления одной аминокислоты к пептидной цепи.

В последние годы лаборатория Пентелюте изобрела более быстрый метод для выполнения этих реакций, основанный на технологии, известной как химия потока. В их машине химические вещества смешиваются с помощью механических насосов и клапанов, и на каждом этапе общего синтеза они проходят цикл через нагретый реактор, содержащий слой смолы. В оптимизированном протоколе формирование каждой пептидной связи занимает в среднем 2,5 минуты, а пептиды длиной до 25 аминокислот могут быть собраны менее чем за час.

Источник

Метки: