Proteiner och läkemedel är ofta bundna till lipider för att främja kristallisering eller säkerställa leverans till riktade vävnader i kroppen, men bara de minsta proteinerna och molekylerna passar in i dessa fettstrukturer. En ny studie avslöjar en lipidstruktur som kan stödja mycket större proteiner och molekyler än tidigare, potentiellt öka mängden läkemedel som kan fästas vid dessa fettmolekyler.

De nya rönen publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Lipider är mjuka, gelliknande material som kan organisera sig i material med små porer som proteiner och läkemedel kan klämma in i för forskning och medicinska ändamål. Även om lipider är ett utmärkt substrat för läkemedelstillförsel, deras små porer begränsar mängden mediciner som kan haka på, lämnar efter sig läkemedel med större molekyler som insulin, sa professor i materialvetenskap och teknik och studieledare Cecilia Leal .

Lipider fungerar också som byggnadsställningar för att stödja proteiner för analys av atomstruktur. I vanliga fall, proteiner är för floppiga för att stå emot de typer av röntgenanalyser som används för att observera dem, men lipider är precis tillräckligt kristallina för att hålla dem uppe för forskare att se inuti dem. Dock, detta fungerar bara för småproteinmolekyler.

"Vi hittade ett sätt att kristallisera en 3D-lipidstruktur med porutrymmen som är fem gånger så stor som en vanlig lipid, " sa Leal. "Nu kan vi, i princip, att kristallisera mycket större proteiner samt kapsla in mycket större läkemedelsmolekyler än någonsin tidigare."

Mycket av betydelsen av denna forskning är ett resultat av den nya metod gruppen använde för att förbereda lipidställningarna.

"Materialen är gamla, det finns inget nytt där, Leal sa. "Vad vi gjorde annorlunda var att hitta ett nytt sätt att förbereda lipidcocktailen för att producera detta unika material." Leals grupp upptäckte denna nya förberedelseteknik av en slump.

"En av mina elever, en medförfattare till denna studie, hade skyndat på förberedelseprocessen och senare insåg sitt misstag när han gick för att undersöka lipidporstorlekarna i materialet han just hade producerat, Leal sa. "Porerna var mycket större än de borde ha varit. Vi trodde inte att de stora porerna skulle förbli stabila, men det gjorde de, och processen är helt reproducerbar. Vidare, den stora porösa lipidstrukturen utvecklades som en kristall, vilket är ovanligt för dessa mjuka material. "

Studiens resultat är intressanta ur vetenskaplig synvinkel, till och med paradigmskiftande, Leal sa, eftersom forskare inte associerar lipidmembran med kristallinitet, som vanligtvis finns i hårda material. Gruppen hoppas att detta ska leda till att fler forskare ser på dessa material på ett nytt sätt.

"Dock, det är tillämpningen av material för studier av proteiner och läkemedelsleverans som kommer att ha störst effekt, " sa Leal.

National Institutes of Health och Office of Naval Research stödde denna forskning.