211service.com
Umělý protein napodobuje krev
Výzkumníci z University of Pennsylvania zkonstruovali od nuly protein, který dokáže to, co některé proteiny v lidském těle: přenášet a dodávat kyslík. To může být užitečný krok při vývoji umělé krve.
Nový protein: Tento umělý protein by jednoho dne mohl zachraňovat životy tím, že by přenášel kyslík v umělé krvi. Zelené pásky představují čtyři spirálové sloupce umělého proteinu. Struktura umožňuje vstup kyslíku, nikoli však vodě.
Po celá léta se vědci pokoušeli vytvořit komponenty umělé krve v naději, že takový medicínský pokrok obejde problémy dárcovské krve – jako je kontaminace, omezené skladování a nedostatek – a povede ke snadnějším a rychlejším transfuzím krve na bojišti. a při traumatech.
V současnosti většina krevních náhražek obsahuje upravené verze přirozeného hemoglobinu – klíčové složky krve, která dodává kyslík z plic do zbytku těla. Výzkum však pokračuje, protože některé studie naznačují, že stávající krevní náhražky mohou zvýšit riziko srdečních záchvatů u obětí traumatu, které je dostaly.
Tým Penn se zaměřil na vytvoření proteinů od nuly, které mohou přenášet kyslík a jsou v podstatě vodotěsné – což je důležitá vlastnost. Pokud voda vstoupí do proteinu, vytvoří formu kyslíku, který unikne a způsobí poškození buněk.
Myslím, že je to pozoruhodný úspěch v proteinovém designu, říká Roman Boulatov , odborný asistent chemie na University of Illinois v Urbana-Champaign. Ukazují, že je možné vytvořit specifickou reaktivitu tím, že začnete od nuly. Poskytuje vám mnohem větší kontrolu nad tím, co můžete změnit.
Úprava existujících proteinů nevede vždy k předvídatelné reakci a často selže. S přírodními proteiny je problém pracovat v tom, že jsou složité a křehké, říká Christopher Moser , biochemik z Penn a spoluautor nové studie. Rádi bychom se naučili, jak vyrobit funkční proteiny, které zcela nesouvisí s přírodními proteiny: to nám umožní pokračovat ve vytváření dalších funkcí.
Výzkumníci z Pennu použili tři aminokyseliny k vytvoření proteinové struktury se čtyřmi šroubovicemi. Dali do něj menší strukturu zvanou hem, velkou plochou molekulu, která je aktivní součástí hemoglobinu. Hem má uprostřed atom železa, na který se váže kyslík.
Výzkumníci také udělali proteinovou strukturu flexibilní, takže se může otevřít, aby přijala kyslík, a znovu se zavřít, aniž by dovnitř vpustila vodu. Dokázali to spojením spirálových sloupců smyčkami, které omezují jejich pohyby. To dalo konečné struktuře tvar svícnu.
Zjistili jsme, že můžeme vyrobit suché interiéry z velmi jednoduchých proteinů, říká hlavní autor P. Leslie Dutton , profesor biochemie na Penn. Velká část enzymové aktivity je řízena zadržováním vody mimo [vnitřek]. Práce je publikována v posledním čísle Příroda .
Aby bylo možné použít umělý protein v lidském těle, vědci se budou muset ujistit, že dokáže zadržet kyslík dostatečně dlouho, aby byl užitečný, fungoval v buněčném prostředí a byl netoxický. Protein také nesmí být imunitním systémem identifikován jako kontaminant, který má být vyplavován ledvinami, dodává James Collman , profesor chemie na Stanfordské univerzitě, který vyrábí syntetické hemy, které se váží na kyslík.
Je důležité mít krevní substráty, protože existuje mnoho nemocí způsobených nedostatečným průtokem krve, včetně traumatického krvácení, mrtvice a srdečního infarktu, říká Howard Levy, hlavní vědecký pracovník společnosti Sangart , společnost, která vytváří prostředek dodávající kyslík. Je to skutečně chléb s máslem intenzivní medicíny.