Дата публикации: 15.01.2013, Дата изменения: 15.01.2013
Британским химикам удалось создать наномолекулярный аналог рибосомы — биологической «машины» по синтезу белков из определенных последовательностей аминокислот. Разработанный учеными механизм гораздо примитивнее рибосомы, однако способен синтезировать небольшие пептиды без постоянной смены реактивов. Описание этой работы опубликовано в журнале Science.
По словам автора исследования, химика Дэйва Лея (Dave Leigh) из Университета Манчестера (University of Manchester), работа рибосомы вдохновила ученых на создание наносистемы, которая была бы способна синтезировать небольшие пептиды по аналогичному алгоритму. В качестве «строительного материала» для таких пептидов ученые выбрали циклические полимеры ротаксаны. Одна из двух молекул, составляющих этот полимер, представляет собой кольцо и фиксируется на другой подобно браслету. Вторая молекула представляет собой ось из трех аминокислот, и еще три аминокислоты прикреплены к ротаксановому кольцу. Среди них — аминокислота цистеин, которая имеет крайне важную химическую группу —SH.
При нагреве этой системы SH-группа активируется и присоединяет к себе ближайшую аминокислоту с осевой молекулы, а затем прикрепляет ее к концу аминокислотной цепочки ротаксанового кольца. После этого кольцо передвигается по оси к следующей аминокислоте, и процесс еще дважды повторяется. В результате получается пептид, состоящий из 6 изначально заданных аминокислот.
Наносистема, созданная г-ном Леем, размером не превышает одной десятой длины рибосомы и имеет ряд существенных ограничений. Так, она необратимо нарушает строение осевой молекулы во время работы и позволяет создавать лишь небольшие пептиды с ограниченным числом аминокислот. К тому же, система работает очень медленно — присоединение каждой аминокислоты занимает до 12 часов (для сравнения, скорость работы рибосомы — 15-20 аминокислот в секунду). Однако 1018 таких наносистем, работающих одновременно, могут синтезировать десятки миллиграммов белка, а это уже значительное количество. Более того, система может синтезировать пептиды непосредственно в месте их действия. Еще один плюс нового метода — он не нуждается в постоянной смене реактивов, по сравнению с обычным лабораторным синтезом белка рибосомами.
Исследователи надеются в ближайшем будущем исправить недостатки этой наносистемы. В частности, они намерены усовершенствовать осевую молекулу таким образом, чтобы она могла присоединять новые аминокислоты на место тех, которые пошли «на строительство» пептида. Таким образом, каждую осевую молекулу можно будет использовать несколько раз, для строительства аналогичных или разных по строению пептидов.
23.11.2009
