Биохимический переключатель решает проблему очистки белков

Препараты на основе биоинженерных белков представляют собой новый рубеж для разработчиков фармацевтических препаратов. Но даже после того, как открыт новый белок, с помощью которого можно создать чудесное лекарство, ученым приходится решать давнюю проблему: как получить большое количество высокоочищенного белка.

Международная исследовательская группа, включая биохимика из National Institute of Standards and Technology (NIST), возможно, нашла решение этой проблемы с помощью ферментативного «кухонного комбайна».

Группа нашла эффективный метод выделения очищенных молекул белка путем изменения фермента, который используется почвенными бактериями для разложения веществ, нужных им для питания. В своей природной форме этот фермент не принес бы большой пользы разработчикам лекарств, но ученые сумели модифицировать его таким образом, что его можно активировать в нужный момент. Создав, по существу, «переключатель» активности фермента, исследователи нашли способ выделить один единственный необходимый белок из тысяч других, синтезируемых живой клеткой, которая остается природной биотехнологической фабрикой для производства белка.

Бактерии используют фермент, называемый субтилизином, как своего рода кухонный комбайн. Клетка синтезирует этот фермент и выделяет его в окружающую среду. Фермент своими «мини-лезвиями» разрезает на кусочки находящиеся там белки, которые бактерия теперь может переварить. Так как фермент может разрушить белки внутри бактерии, «лезвие» имеет защитную оболочку, которая удаляется только тогда, когда он выходит из клетки.

«Фермент и его оболочка сильно притягиваются друг к другу», - говорит Трэвис Галахер (Travis Gallagher) из NIST. «Этим их свойством мы и пользуемся, чтобы выделить нужный нам белок».

Сначала ученые создали много маленьких безоболочечных копий фермента, которые модифицированы таким образом, что начинают функционировать только в присутствии молекул-триггеров, таких как фториды. Модифицированный фермент используется в фильтре. Затем ученые используют генетически модифицированные клетки, чтобы получить большие количества потенциально лечебного белка, каждая молекула которого связана с оболочкой субтилизина. Смесь этих и многих тысяч других белков, синтезированных в клетках, проходит через фильтр. Комплексы белок-оболочка задерживаются, связываясь с субтилизином. Остальная часть смеси просто стекает.

В этот момент ученые щелкают своим переключателем. Они добавляют фторид, и фермент разрывает связь между белком и оболочкой, высвобождая нужный белок свободный почти от всех примесей. Метод можно использовать для получения любого нужного белка. При этом процесс можно повторять многократно, так как оболочки можно удалить для использования в следующем цикле. Для большинства белков можно достичь 95-процентной степени очистки при однократном фильтровании.

Источник: www.lana.alpe.ru