Mākslīgais proteīns atdarina asinis

Pensilvānijas universitātes pētnieki no jauna ir izveidojuši proteīnu, kas var darīt to, ko daži cilvēka ķermeņa proteīni var: pārnēsāt un piegādāt skābekli. Tas var būt noderīgs solis mākslīgo asiņu izstrādē.

Jauns proteīns: Šis cilvēka radītais proteīns kādu dienu varētu glābt dzīvības, nesot skābekli mākslīgās asinīs. Zaļās lentes attēlo četras mākslīgā proteīna spirālveida kolonnas. Struktūra ļauj iekļūt skābeklim, bet ne ūdenim.

Gadiem ilgi zinātnieki ir mēģinājuši radīt mākslīgo asiņu komponentus, cerot, ka šāds medicīnas sasniegums ļaus apiet donoru asiņu problēmas, piemēram, piesārņojumu, ierobežotu uzglabāšanu un nepietiekamu piegādi, kā arī veicināt vieglāku un ātrāku asins pārliešanu kaujas laukā. un traumu gadījumos.

Pašlaik lielākā daļa asins aizstājēju ietver dabiskā hemoglobīna modificētas versijas - galvenās asins sastāvdaļas, kas piegādā skābekli no plaušām uz pārējo ķermeni. Taču pētījumi turpinās, jo daži pētījumi liecina, ka esošie asins aizstājēji var palielināt sirdslēkmes risku traumu upuriem, kuri tos saņēmuši.

Penn komanda ir koncentrējusies uz tādu proteīnu radīšanu no nulles, kas var pārnēsāt skābekli un būtībā ir ūdensnecaurlaidīgi - svarīga iezīme. Ja ūdens nokļūst olbaltumvielās, tas rada skābekļa formu, kas izplūst un izraisa šūnu bojājumus.

Es domāju, ka tas ir ievērojams sasniegums olbaltumvielu dizainā, saka Romāns Bulatovs , ķīmijas docents Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign. Tie parāda, ka ir iespējams izveidot konkrētu reaktivitāti, sākot no nulles. Tas dod jums daudz lielāku kontroli pār to, ko varat mainīt.

Esošo proteīnu modificēšana ne vienmēr rada paredzamu reakciju un bieži vien neizdodas. Ir problēma, strādājot ar dabīgiem proteīniem, jo ​​tie ir sarežģīti un trausli, saka Kristofers Mozers , Penn bioķīmiķis un jaunā pētījuma līdzautors. Mēs vēlētos uzzināt, kā izveidot funkcionālas olbaltumvielas, kas pilnībā nav saistītas ar dabiskajiem proteīniem: tas ļaus mums turpināt veidot vairāk funkciju.

Penn pētnieki izmantoja trīs aminoskābes, lai izveidotu četru spirāles kolonnu proteīna struktūru. Viņi ievieto tajā mazāku struktūru, ko sauc par hēmu, lielu plakanu molekulu, kas ir hemoglobīna aktīvā daļa. Hēma centrā ir dzelzs atoms, ar ko saistās skābeklis.

Pētnieki arī padarīja proteīna struktūru elastīgu, lai tā varētu atvērties, lai saņemtu skābekli, un atkal aizvērties, neielaižot iekšā ūdeni. Viņi to izdarīja, savienojot spirālveida kolonnas ar cilpām, lai ierobežotu to kustības. Tas galīgajai struktūrai piešķīra svečtura formu.

Tas, ko mēs uzzinājām, ir tas, ka mēs varam izgatavot sausus interjerus ļoti vienkāršos proteīnos, saka vadošais autors P. Leslijs Datons , Pennas bioķīmijas profesors. Liela daļa enzīmu aktivitātes tiek regulēta, atturot ūdeni no [iekšpuses]. Darbs ir publicēts jaunākajā numurā Daba .

Lai cilvēka organismā izmantotu mākslīgo proteīnu, pētniekiem būs jāpārliecinās, ka tas spēj noturēt skābekli pietiekami ilgi, lai būtu noderīgs, darbotos šūnu vidē un nebūtu toksisks. Arī imūnsistēma nedrīkst identificēt proteīnu kā piesārņotāju, kas jāizskalo caur nierēm, piebilst. Džeimss Kolmens , Stenfordas universitātes ķīmijas profesors, kurš ražo sintētiskus hemus, kas saistās ar skābekli.

Ir svarīgi, lai būtu asins substrāti, jo ir tik daudz slimību, ko izraisa asins plūsmas trūkums, tostarp traumatisks asiņošana, insults un sirdslēkme, saka Hovards Levijs, galvenais zinātniskais darbinieks. Sangart , uzņēmums, kas ražo skābekli piegādājošu līdzekli. Tā patiešām ir intensīvās terapijas medicīnas maize un sviests.

paslēpties