Исследователь создает Ферменты с нуля
Ферменты являются лошадками клетки - и всех биологических систем. Эти специализированные белки в движение всех химических реакций клеток передаются, убедившись, что они работают достаточно быстро для жизни на биохимическом уровне, чтобы перейти. Каждый фермент точно совмещается с клеточными процессами, которые он регулирует. Благодаря эволюции, наш мир полон эти тщательно хорошо подходят белки. В исследовании, опубликованном в начале этого года Энн Доннелли, специалист исследования в Отдел биомедицинской информатики, показал, что ученые могут создавать рабочие ферменты с нуля.
В изучение was published in January in Nature Chemical Biology. Доннелли, который пришел к Питту в 2017, сделал работу в качестве аспиранта в лаборатории Майкла Хехт в Принстоне.
«Мы показали, что вы можете взять новые белковые последовательности, что природа никогда не видел раньше, и поместить их в природных системах - и они могут функционировать,»Объясняет Доннелли.
Результаты намекают на некоторые интересные размеры нашей изначальной истории, она сказала: а именно, реакции, которые управляли ранними клеточными процессами были гораздо более гибкими, чем сейчас. «Ферменты, которые мы видим сегодня много эволюционного багажа и были действительно рафинированные, чтобы делать то, что они делают,»Доннелли говорит.
Но решения Evolution не были единственными,, Оказывается. «Наша работа показывает, что можно заменить то, что мы имеем сейчас с чем-то совсем другим.»
Синтетический фермент Syn-F4 был один из крупной партии, сделанные в лаборатории Хехт в десять лет назад. Группа обычно производит синтетические белки, проектирование их в соответствие с рисунком складывания называется четыре спирали расслоение, а затем проверить их мутантные штаммы бактерия кишечной палочки. Идея заключается в том, чтобы видеть, является ли какие-либо из синтетических ферментов, которые они делают может заменить функции E. Гены палочки, которые были выбиты. А иногда искусственные версии работают. В основном они вступают в игру, в крайнем случае - за счет перехода на клеточные процессы, которые могут иметь функции, аналогичные тем, что называется для.
«Но в случае с Syn-F4 был немного другой,»Доннелли говорит.
Син-F4, и его синтетические когорты были эволюционировали, чтобы заполнить для E. палочки фермент, названный Fes, который был отягощенная мутацией. Работа Fes является освобождение железа из соединения в Е. палочка, что NABS металла от окружающей среды, так что она может быть использована для здорового роста в клетке. Без Fes, бактериальные колонии растут плохо, зернистость с красным как железо накапливается вокруг них. Но когда Доннелли добавил Syn-F4 этих хилых колоний, красный начали исчезать, возвращая E. палочка для ее здорового состояния. «Было ясно, как день," она сказала. «Это было невероятно для меня, чтобы увидеть, как это происходит в реальном времени.»
Так невероятно, по факту, что она помалкивал об этом, пока она не повторила Обретения несколько раз. В дополнение к тестированию синтетического белка в живых бактерий, она также смешивает непосредственно с железом захвата субстратом и биохимически анализировала последующую реакцию.
Потом, она отлажена подложка путем химического реверсирования своей ориентации. Она обнаружила, что это предотвратить SYN-F4 от работы своей магии, демонстрируя свою специфику и поддерживает идею, что она работает в качестве фермента.
Это было невероятно для меня, чтобы увидеть, как это происходит в режиме реального времени.
Энн Доннелли, специалист исследования
Что там интересного, говорит Доннелли, является то, что естественный фермент и искусственный один выглядеть совершенно иначе. Естественные один примерно в четыре раза больше, и известно, для подключения к подложке через сайт, который включает в себя аминокислотный серин. Искусственный фермент, хоть, не имеет серин остатка в нем вообще.
«Трудно точно определить, как он работает, но, как минимум, мы знаем, что они не катализировать реакции точно так же «.
В эти дни в Питтом, в лаборатории Эрик Райт, доцент кафедры биомедицинской информатики, Доннелли, используя ее изобретательность, чтобы сосредоточиться на новый вызов: понимание того, как патогены развиваться, чтобы стать устойчивыми к антибиотикам.
Источник: www.pittwire.pitt.edu
Оставьте ответ
Вы должны авторизоваться или же регистр добавить новый комментарий .