Vad är syntetiskt protein?

Syntetiska proteiner är konstgjorda molekyler som efterliknar funktionen och strukturen hos sanna proteiner. Proteiner är centrala för livet eftersom de kontrollerar nästan alla cellulära processer, inklusive initiering av de flesta reaktioner som uppstår i levande celler. I början av 2011 byggde Princeton University-forskare de första konstgjorda proteinerna som kunde upprätthålla livet i celler.

Dagens video

Betydelse

Syntetiska proteiner har genetiska sekvenser som inte ses i naturliga proteiner. Att bygga ett konstgjort protein som kan bibehålla livet är viktigt eftersom det visar att de molekylära delarna som behövs för livet inte är begränsade till proteiner och gener som finns i naturen. I naturen produceras proteiner från instruktionerna som kodas in i cellulärt DNA. Forskare har länge sökt syntetiska proteiner som fungerar som naturliga proteiner för en rad biomedicinska tillämpningar, inklusive terapeutiska läkemedel som kan ges oralt eftersom de inte kommer att försämras av enzymer.

Före 2011 genombrott gjorde Yale University forskare banbrytande arbete där de skapade proteinliknande strukturer som hade många kännetecken för riktiga proteiner. Dessa inkluderar exceptionell stabilitet, förmågan att vikas och vecklas ut och en inre kärna av aminosyrasidokedjor som sänker vatten.

Komponenter

En proteins identitet och biologisk aktivitet dikteras av dess unika sekvens av aminosyror, som är byggstenarna i protein. Det finns cirka 20 aminosyror. Aminosyror innehåller i sin tur atomer inklusive väte, kol, kväve, syre och svavel. Aminosyror kan också syntetiskt framställas. Forskningen vid Princeton öppnar dörren för möjligheten att skapa syntetiska proteiner som utför samma funktioner som naturliga proteiner. Princetonforskaren Michael Fisher liknar detta för att ta en mening, ändra orden och sedan testa meningen för att se om den behåller sin mening trots de nya orden, noterar universitetets onlinepublikation, News at Princeton.

Vikning

Aminosyrasekvenserna i varje protein dikterar hur proteinet viks i en tredimensionell struktur, vilket i sin tur påverkar stabiliteten i strukturen. Proteiner måste vikas för att fungera. Att skapa syntetiska proteiner kan hjälpa forskare att förstå denna biologiska process. Förståelsen av denna process kan låsa upp den kunskap forskare behöver för att förstå villkor som Alzheimers sjukdom, eftersom felaktig vikning av proteiner i din hjärna kan leda till detta tillstånd. Att förstå hur proteiner vikar kan också hjälpa forskare att hitta föreningar som kommer att förhindra felaktig vikning av proteiner.

Obesvarade frågor

Forskare som arbetar med syntetiska proteiner hoppas också kunna förstå varför vissa aminosyrasekvenser är centrala för människans existens, enligt "Genetisk, teknik och bioteknik News."Människokroppen producerar omkring 100 000 olika proteiner. Princeton-undersökningen visar dock att det finns potential för många fler. Frågan om huruvida dessa 100 000 proteiner på något sätt är speciella eller huruvida evolutionen helt enkelt inte har utvecklats för att göra fler sorter är fortfarande obesvarad.

Skapa syntetiska proteiner kan också hjälpa forskare att lära sig mer om cellsignalering och immunsvar mot patogener, enligt University of Illinois.