Учёные смогли создать белок с ноля

Без сомнения белки очень сложны по своей структуре, большинство из них просто огромны, в сравнении с другими молекулами, и в них множество различных ответвлений. И эта сложность и функциональность воодушевляет биохимиков и инженеров белков на исследование их структуры и воспроизведение их функций для борьбы с болезнями или для промышленного применения. Используя принципы построения, которые существуют в природе, команда исследователей из University of Pennsylvania School of Medicine смогла создать с ноля совершенно новый белок.

Это белок может переносить кислород – также как это делает нейроглобин – белок, который переносит кислород в центральной и переферийной нервных системах. Со временем такие белки могут быть использованы для создания искусственной крови, которую можно применять на поле боя и в лечении людей. Стоит сказать, что информация об этом исследовании опубликована в журнале Nature.

Исследователи говорят, что это – первый случай, когда учёные смогли создать белок с ноля, тогда как ранее учёные просто модифицировали уже существующие белки. Новый протеин достаточно прост и обладает необходимой функциональностью. В природе функции белков определяются аминокислотами, из которых они состоят, и последовательностями, в которых они соединяютя. В живых организмах эти последовательности определяются информацией, записанной в ДНК. Информация из ДНК сначала считывается молекулой РНК, и потом уже на основе неё строится белок.

В своей работе исследователи начали с 3 аминокислот, которые кодировали структуру, похожую на колонну. Затем на этой основе они создали структуру из 4 колонн, далее добавили структуру, содержащую железо, которая захватывает кислород, и добавили аминокислоту глутамат, которая открывает и закрывает доступ к месту куда присоединяется кислород. И в дополнение к этому, т.к. железо и кислород вымываются водой из этой структуры биоинженеры дополнительно создали защитную оболочку для этих колонн, которая отталкивает воду и защищает содержимое от её воздействия.

Сначала для создания колонн исследователи использовали специального робота, который соединял аминокислоты в заданной последовательности. После того как они отточили последовательность сборки всего белка, учёные перенесли этот процесс в бактерию, которая называется bacterium E. coli. При этом белок, который получается в результате сборки, при присоединении кислорода изменяет свой цвет с тёмно красного на алый – так же, как это делает белок нейроглобин. Со временем, как надеятся учёные, эта технология позволит создавать белки, обладающие более сложной функциональностью.