Учёные из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали стратегию синтеза миллионов новых белков, которые можно будет использовать в качестве лекарств против Эбола и других вирусов.
Все белки, которые продуцируются в живых клетках, состоят из разных сочетаний и последовательности 20 аминокислот. Исследователи нашли способ создавать белки из аминокислот, не использующихся в природе.
Ксенопротеины, как их назвали, имеют ряд преимуществ над натуральными белками. Они более стабильны и, в отличие от обычных белковых препаратов, не требуют специальных условий хранения. Кроме того, лекарства на основе ксенопротеинов не будут провоцировать иммунную реакцию.
Задачей исследователей было создание большой библиотеки новых соединений, которые потом могут быть использованы в будущих исследованиях для поиска активных веществ и создания новых препаратов.
В качестве «кирпичей» для синтеза ксенопротеинов использовали 16 искусственных аминокислот, которые являют собой зеркальное отражение, то есть D-форму, натуральных аминокислот, имеющих только L-форму. Из них ученые синтезировали миллионы белков, каждый в длину примерно 30 аминокислот D-формы. Каждый ксенопротеин был создан по образу натурального белка – ингибитора трипсина. До этого ни одной группе не удавалось создавать столько белка из аминокислот искусственного происхождения.
Значительные усилия потребовались на разработку методов для соединения D-аминокислот в молекулу белка, но они имели ограничения по длине создаваемой цепи.
Получившиеся ксенопротеины были просканированы для поиска тех, которые способны связываться с иммуноглобулинами (IgG) к поверхностному белку вируса гриппа. Для этого IgG пометили флюоресцентной молекулой и смешали с ксенопротеинами. Затем, используя специальную систему сортировки, выделили те из них, которые связались с IgG. В других экспериментах был определен ксенопротеин, тропный к возбудителю сибирской язвы и гликопротеинам вируса Эболы. Такой масштабный поиск занимает всего несколько часов. Очевидно, что он таит в себе огромный потенциал для разработки новых лекарственных препаратов.
В настоящее время исследователи разрабатывают стратегию для синтеза определенных ксенопротеинов «по требованию». Кроме этого, они заняты поиском других ксенопротеинов, способных связываться с другими терапевтическими мишенями. Конечная цель – разработать технологию, позволяющую быстро синтезировать и находить соединения, которые можно использовать для создания препарата против любого инфекционного заболевания.
В дополнение к потенциальным лекарствам исследователи также надеются разработать «ксенозимы» – ксенопротеины, которые могут выступать в качестве ферментов для новых типов химических реакций.
Статья Z. P. Gates et al. Xenoprotein engineering via synthetic libraries опубликована в журнале PNAS.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам MIT News: Chemists synthesize millions of proteins not found in nature.
