Однако процесс создания полипептидов сложен. Исследователи сообщают, что они разработали более быстрый, простой и дешевый метод производства новых полипептидов, чем был доступен ранее. Новый подход использует оптимизированный процесс, который очищает предшественники аминокислот и создает полипептиды одновременно, в отличие от предыдущих методов, в которых процессы были раздельными, трудоемкими и длительными.
«Традиционно создание полипептидных цепей было очень сложным процессом», – сказал профессор материаловедения и инженерии Университета Иллинойса Цзянджун Ченг, руководивший новым исследованием. По его словам, для синтеза и очистки предшественников аминокислот, а именно N-карбоксиангидрида, или NCA, требуются дни утомительных усилий, а построение полипептидных цепей занимает от нескольких часов до нескольких дней.
«Эта область никогда не была большой, отчасти потому, что синтез полипептидов настолько сложен», – сказал Ченг. «В NCA много примесей, которые трудно удалить. До сих пор для синтеза высококачественных полипептидов требовались сверхчистые НКА."
В биологических клетках ферменты, называемые рибозимами, соединяют аминокислоты вместе с образованием белков, сказал Ченг. Этот процесс происходит в присутствии воды, соли и множества других молекул.
Однако воспроизвести этот процесс в лаборатории очень сложно. Современные методы требуют, чтобы исследователи использовали очищенные молекулы NCA и строили цепи в безводной среде.
Ченг и его коллеги черпали вдохновение из рибозимов, которые быстро создают аминокислотные цепи, изолируя их от клеточной среды.
Команда разработала систему, которая имитирует функцию рибозима, быстро выстраивая аминокислотные цепи, удаляя при этом любые молекулы, которые могут загрязнить систему. Это позволяет исследователям строить желаемые цепочки с NCA, которые не являются чистыми.
«Впервые с момента открытия молекулы NCA в 1906 году мы смогли построить длинные цепи, используя неочищенную NCA», – сказал Ченг.
«Я работал над очисткой NCA в течение нескольких лет и обнаружил, что это очень болезненно, потому что процесс требовал безводных условий и был технически сложным», – сказал постдокторант Цзыюань Сун, сотрудник лаборатории Ченга. "Вот почему в этой области работает не так много исследовательских групп.
С помощью этого метода мы можем привлечь больше людей и найти больше приложений."
По словам исследователя, этот метод может быть использован в химии, биологии и промышленности, где белковые цепи обычно используются в качестве строительных блоков для сборки полезных молекул.
«Раньше для изготовления этих строительных блоков требовались специализированные химики, подобные нам», – сказал Ченг. «Наш новый протокол позволяет любому, кто обладает базовыми химическими навыками, создать желаемые полипептиды за несколько часов."
Исследователи изучают, как масштабировать процесс и исследовать весь спектр химических и биологических применений, которые позволяет новый подход.
Исследователи сообщают о своих выводах в Трудах Национальной академии наук.
Национальный научный фонд и Национальные институты здравоохранения поддержали эту работу.