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镜像蛋白的制备在药物开发、合成生物学等方面有应用

收听Scope电台了解更多信息 访谈资深作者Dr. 迈克尔·凯

(盐湖城)——犹他大学的生化学家报告了在生产功能性镜像蛋白方面的一项进展. 根据本周发表在《大发娱乐提供》杂志网络版上的一项开创性研究 PNAS, 他们用化学方法合成了一种创纪录长度的镜像蛋白,并用这种蛋白证明了一种细胞伴侣, 是什么大发娱乐“折叠”大型或复杂的蛋白质进入它们的功能状态, 有一种以前未被赏识的天赋——折叠镜像蛋白质的能力. 这些发现将极大地促进镜像蛋白在药物发现和合成生物学中的应用.

蛋白质是“手性”的——有左旋(L-)和镜像右旋(D-)两种形式. Life on Earth standardized on only L-proteins; since D-proteins are not found in nature, 生物还没有进化出消化它们的能力. 因此,镜像蛋白作为一类新的长效药物具有巨大的潜力. 然而, 发展镜像疗法的一个主要限制是,它们必须经过化学合成——对于较大的蛋白质来说,这是一项艰巨的任务. 另一个挑战是,大蛋白质通常需要细胞“伴侣”的大发娱乐才能折叠成它们的功能状态, 和d型伴侣是不可用的.

“化学蛋白质合成的最新进展使生产更大的合成d蛋白变得更加可行,” 迈克尔年代. 凯,M.D., Ph.D., 他是犹他大学医学院生物化学教授,也是这项研究的资深作者. 然而,化学合成并不是唯一的挑战. 这些蛋白质还必须折叠成合适的三维形状. Dr. 凯继续, “大, 更复杂的蛋白质通常依靠伴侣蛋白来防止错误折叠并产生功能性蛋白质. 大发娱乐试图回答的基本问题是,天然的l -伴侣蛋白是否可以“交叉”折叠镜像d蛋白."

Kay和合著者Matthew T. 魏因斯托克,Ph值.D.,以及Michael T. Jacobsen(以前和现在的研究生)合成了细菌蛋白DapA的d形式, 一种由312个氨基酸组成的蛋白质,在生理条件下需要称为GroEL/ES的伴侣的大发娱乐才能折叠.

大发娱乐想知道大发娱乐是否可以制造和折叠更大的蛋白质,以极大地扩大镜像药物发现的范围,博士补充道。. 温斯托克(现为加州拉霍亚合成基因组公司的科学家). 在此研究之前,最长的合成d蛋白是204个残基的D-VEGF二聚体. 用他们合成的D-DapA, 犹他研究小组证明了天然GroEL/ES能够将d蛋白折叠成其活性构象(即.e.例如,它是“双灵巧的”,可以折叠L蛋白和d蛋白)。. 这一发现为使用天然GroEL/ES折叠d蛋白大发娱乐提供了概念证明,用于各种镜像药物发现和合成生物学应用.

“未来的研究将集中在进一步推动化学蛋白质合成的尺寸限制,并开发提高效率的方法, 质量, 以及合成过程的产率,雅各布森说。.

这些能力将加速并推动Kay实验室与其商业化合作伙伴Navigen(一家位于盐湖城的生物技术初创公司)合作开展的进一步镜像药物发现项目。. 镜像蛋白对危险蛋白质毒素的研究也很有用. 这种蛋白质的镜像版本将具有与天然蛋白质相同的化学特性(可以进行详细的生化研究)。, 但一般对自然生物无毒.

凯和他的同事们还专注于他们工作的长期应用. 据凯说, 化学合成d蛋白的一个有趣的潜在应用是镜像核糖体的构建, 细胞的蛋白质制造机器. “镜像核糖体将为生产可用数量的各种镜像蛋白质大发娱乐提供一种非常简单和更具成本效益的方法, 这将是一个完全合成的镜像细胞的核心,凯说。.

这些雄心勃勃的目标仍需数年才能实现, 但温斯托克补充道, “作为这项工作的结果, 大发娱乐现在准备开始考虑这些可能性."