Wetenschappers van de ITMO Universiteit in Sint-Petersburg en de Hebreeuwse Universiteit in Jeruzalem hebben een manier gevonden om een ​​eiwitstructuur te herstellen na chemische denaturatie. De methode is gebaseerd op elektrostatische interactie tussen gevouwen, of gedenatureerd, eiwitten en aluminiumoxide, die ze uitpakken. De auteurs benadrukken de veelzijdigheid van de methode, die werkt voor zowel specifieke moleculen als multi-eiwitsystemen - geen enkele eerdere techniek was in staat eerder mengsels van enzymen terug te winnen. Dit kan de productie van medicijneiwitten voor de behandeling van Alzheimer en Parkinson vereenvoudigen en goedkoper maken. De studie verscheen in Wetenschappelijke rapporten .

eiwitten, vooral versnellers van chemische reacties, vormen de basis van de farmaceutische en voedingsindustrie. In de tussentijd, 80 procent van deze stoffen gaat verloren tijdens de synthese. Beïnvloed door ongunstige factoren zoals sterke zuren, alkaliën of verwarming, eiwitten denatureren, hun oorspronkelijke vorm en elke chemische activiteit verliezen. Dus, de industrie zoekt naar een universele methode om de eiwitstructuur te herstellen, wat de productie goedkoper en effectiever zou kunnen maken. Om op enzymen gebaseerde medicijnen en voedingsmiddelen op industriële schaal te produceren, het is vooral belangrijk om een ​​manier te vinden om mengsels van eiwitten, omdat het afzonderlijk renatureren van elk specifiek type enzym kostbaar en inefficiënt is.

Russische chemici hebben in samenwerking met buitenlandse collega's een oplossing voor dit probleem voorgesteld met een proces dat eiwitten een tweede leven geeft, hun moleculen na denaturatie in de oorspronkelijke vorm terugbrengen.

In het nieuwe onderzoek de chemici ontvouwden moleculen van drie enzymen:koolzuuranhydrase, fosfatase en peroxidase. Gedenatureerd door een sterk alkalisch, de eiwitten werden gemengd met nanodeeltjes aluminiumoxide in water. Door elektrostatische interactie, de enzymen trokken de nanodeeltjes aan en zorgden ervoor dat ze een supramoleculaire complex vormen met fysieke in plaats van chemische bindingen.

Deze schil van nanodeeltjes beschermde eiwitmoleculen tegen aggregatie, waardoor de wetenschappers ze gemakkelijk uit de agressieve media kunnen halen. Gewassen van denaturerende stoffen, de enzymen herstelden zelf hun structuur. "Constante blootstelling van denaturerende middelen en de neiging om macromoleculen te krullen tot aggregatie zijn belangrijke obstakels voor het terugwinnen van eiwitten. Bij het verwijderen van deze factoren, we waren in staat om onze objecten te regenereren, " zegt Katerina Volodina, een tweedejaars student aan de ITMO University.

Veranderende pH, de wetenschappers scheidden nanodeeltjes van eiwitten, wat aantoont dat de stoffen die bij het experiment betrokken zijn, herhaaldelijk kunnen worden gebruikt.

De auteurs pasten hun methode toe op een mengsel van twee enzymen:koolzuuranhydrase en fosfatase (CAB en AcP). Voor deze eiwitten is het aandeel gerenatureerde moleculen was meer dan de helft, een ongekend resultaat. "Renaturatie van multi-eiwitmengsels is nog nooit eerder gedaan. Maar mijn collega's en ik zijn van mening dat verder onderzoek op dit gebied op dit moment in het grote belang is van farmaceutische bedrijven. Theoretisch gezien is onze methode kan de vervaardiging van geneesmiddelen voor de therapie van Alzheimer of Parkinson vereenvoudigen en goedkoper maken. Veel van deze medicijnen zijn gemaakt van eiwitten, " merkt Katerina Volodina op.

Naast zijn veelzijdigheid en hoge prestaties, de technologie die wordt voorgesteld door de chemici van ITMO University is ook snel en goedkoop. De wetenschappers gaan de aanpak vooral voor renaturatie van eiwitten in complexe mengsels verfijnen.