Czym jest syntetyczne białko?

Białka syntetyczne są cząsteczkami stworzonymi przez człowieka, które naśladują funkcję i strukturę prawdziwych białek. Białka mają zasadnicze znaczenie dla życia, ponieważ kontrolują prawie wszystkie procesy komórkowe, w tym inicjowanie większości reakcji zachodzących w żywych komórkach. Na początku 2011 r. Naukowcy z Uniwersytetu Princeton zbudowali pierwsze sztuczne białka zdolne do podtrzymania życia w komórkach.

Wideo dnia

Znaczenie

Białka syntetyczne mają sekwencje genetyczne, które nie występują w naturalnych białkach. Budowa sztucznego białka, które może podtrzymywać życie, jest znacząca, ponieważ dowodzi, że części molekularne potrzebne do życia nie są ograniczone do białek i genów występujących w przyrodzie. W naturze białka są wytwarzane z instrukcji zakodowanych w komórkowym DNA. Naukowcy od dawna poszukiwali syntetycznych białek, które działają jak naturalne białka dla szeregu zastosowań biomedycznych, w tym leków terapeutycznych, które można podawać doustnie, ponieważ nie będą degradowane przez enzymy.

Przed przełomem 2011 naukowcy z Uniwersytetu Yale wykonali przełomowe prace, w których stworzyli struktury podobne do białek, które miały wiele cech prawdziwych białek. Należą do nich wyjątkowa stabilność, zdolność fałdowania i rozwijania oraz wewnętrzny rdzeń łańcuchów bocznych aminokwasów, które chronią przed wodą.

Składniki

Tożsamość i aktywność biologiczna białka wynikają z unikalnej sekwencji aminokwasów, które są budulcami białka. Istnieje około 20 aminokwasów. Aminokwasy zawierają z kolei atomy, w tym wodór, węgiel, azot, tlen i siarkę. Aminokwasy można również wytwarzać syntetycznie. Badania w Princeton otwierają drzwi do możliwości tworzenia syntetycznych białek pełniących te same funkcje co naturalne białka. Badacz z Princeton Michael Fisher porównuje to zdanie, zmieniając słowa, a następnie testując zdanie, aby sprawdzić, czy zachowuje ono znaczenie pomimo nowych słów, zauważa publikacja internetowa uniwersytetu, News at Princeton.

Składanie

Sekwencje aminokwasowe w każdym białku określają, jak białko składa się w trójwymiarową strukturę, co z kolei wpływa na stabilność struktury. Białka muszą składać się do funkcji. Tworzenie syntetycznych białek może pomóc badaczom zrozumieć ten biologiczny proces. Zrozumienie tego procesu może odblokować wiedzę potrzebną naukowcom do zrozumienia warunków, takich jak choroba Alzheimera, ponieważ błędne fałdowanie białek w mózgu może prowadzić do tego stanu. Zrozumienie, w jaki sposób fałdują się białka, może pomóc naukowcom w znalezieniu związków, które zapobiegną błędnemu fałdowaniu białek.

Pytania bez odpowiedzi

Naukowcy pracujący nad białkami syntetycznymi również mają nadzieję zrozumieć, dlaczego niektóre sekwencje aminokwasowe mają kluczowe znaczenie dla ludzkiego istnienia, zgodnie z "Wiadomościami o genetyce, inżynierii i biotechnologii"."Ciało ludzkie produkuje około 100 000 różnych białek, jednak badania Princeton pokazują, że istnieje potencjał dla wielu innych.Kwestia, czy te 100 000 białek jest w jakiś sposób wyjątkowe, czy ewolucja po prostu nie rozwinęła się, aby stworzyć więcej odmian pozostaje bez odpowiedzi.

Tworzenie syntetycznych białek może pomóc badaczom dowiedzieć się więcej o sygnalizacji komórkowej i reakcjach immunologicznych na patogeny, zgodnie z University of Illinois.