Forskare från ITMO -universitetet i Sankt Petersburg och hebreiska universitetet i Jerusalem har hittat ett sätt att återställa en proteinstruktur efter dess kemiska denaturering. Metoden är baserad på elektrostatisk interaktion mellan vikta, eller denaturerad, proteiner och aluminiumoxid, som packar upp dem. Författarna lyfter fram metodens mångsidighet, som fungerar för både specifika molekyler och multiproteinsystem. Teoretiskt sett detta kan förenkla och minska produktionen av läkemedelsproteiner för Alzheimers och Parkinsons. Studien dök upp i Vetenskapliga rapporter .

Proteiner, särskilt inkluderande enzymer som acceleratorer för kemiska reaktioner, är grunden för läkemedels- och livsmedelsindustrin. Under tiden, 80 procent av dessa ämnen går förlorade under syntesen. Påverkad av ogynnsamma faktorer som starka syror, alkalier eller uppvärmning, proteiner denaturerar, förlorar sin ursprungliga form och därmed eventuell kemisk aktivitet. Som ett resultat, forskare söker en universell metod för att återställa proteinstruktur, vilket skulle kunna göra produktionen mer effektiv och billigare.

Ryska kemister i samarbete med utländska kollegor har föreslagit en lösning på denna fråga med en teknisk process som återför proteinmolekyler till sin ursprungliga form efter denaturering.

I den nya forskningen, kemisterna vecklade ut molekyler av tre enzymer:kolsyraanhydras, fosfatas och peroxidas. Denaturerad av en stark alkalisk, proteinerna blandades med nanopartiklar av aluminiumoxid i vatten. På grund av elektrostatisk interaktion, enzymerna lockade nanopartiklarna och engagerade dem i att bilda ett supramolekylärt komplex med fysiska bindningar.

Detta skal av nanopartiklar skyddade proteinmolekylerna från aggregering, gör det möjligt för forskarna att enkelt extrahera dem från de aggressiva medierna. Tvättad av denaturerande ämnen, enzymerna återställde sin struktur av sig själva. "Ständig exponering av denatureringsmedel och tendensen att curling makromolekyler till aggregering är stora hinder för att återvinna proteiner. När man korrigerar dessa faktorer, vi kunde återskapa våra föremål, "säger Katerina Volodina, andraårs doktorand vid ITMO University.

Ändra pH, forskarna separerade nanopartiklar från proteiner, visar att de ämnen som ingår i experimentet kan användas upprepade gånger.

Författarna tillämpade sin metod på en blandning av två enzymer:kolsyraanhydras och fosfatas (САВ och АсР), renaturera mer än hälften av molekylerna, vilket var ett resultat utan motstycke. "Renaturering av multiproteinblandningar är en unik process; det har aldrig gjorts tidigare. Men mina kollegor och jag tror att ytterligare forskning på detta område ligger i läkemedelsföretagens intresse just nu. Teoretiskt sett, vår metod kan förenkla och billigare tillverkning av läkemedel för Alzheimers eller Parkinsons terapi. Många av dessa läkemedel är gjorda av proteiner, "konstaterar Katerina Volodina.

Förutom sin mångsidighet och höga prestanda, tekniken som föreslås av ITMO-universitetets kemister är också snabb och billig. Forskarna kommer att utveckla tillvägagångssättet mestadels för renaturering av proteiner i komplexa blandningar.