Eiwitten en medicijnen zijn vaak gehecht aan lipiden om kristallisatie te bevorderen of om levering aan gerichte weefsels in het lichaam te verzekeren, maar alleen de kleinste eiwitten en moleculen passen binnen deze vetstructuren. Een nieuwe studie onthult een lipidenstructuur die veel grotere eiwitten en moleculen kan ondersteunen dan voorheen, mogelijk de verscheidenheid aan medicijnen die aan deze vetmoleculen kunnen worden gehecht, vergroten.

De nieuwe bevindingen zijn gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Lipiden zijn zacht, gelachtige materialen die zichzelf kunnen organiseren in materialen met kleine poriën waar eiwitten en medicijnen in kunnen knijpen voor onderzoek en medische doeleinden. Hoewel lipiden een uitstekend substraat zijn voor medicijnafgifte, hun kleine poriën beperken de verscheidenheid aan medicijnen die mee kunnen liften, het achterlaten van de grotere molecuulgeneesmiddelen zoals insuline, zei hoogleraar materiaalkunde en techniek en studieleider Cecilia Leal.

Lipiden fungeren ook als steigers om eiwitten te ondersteunen voor atomaire structuuranalyse. Normaal gesproken, eiwitten zijn te slap om bestand te zijn tegen de soorten röntgenanalyse die worden gebruikt om ze te observeren, maar lipiden zijn net kristallijn genoeg om ze op te houden voor onderzoekers om erin te kijken. Echter, dit werkt alleen voor kleine eiwitmoleculen.

"We hebben een manier gevonden om een ​​3D-lipidestructuur te kristalliseren met porieruimten die vijf keer zo groot zijn als een gewone lipide. " zei Leal. "Nu kunnen we, in principe, om veel grotere eiwitten te kristalliseren en veel grotere medicijnmoleculen in te kapselen dan ooit tevoren."

Een groot deel van de betekenis van dit onderzoek is het resultaat van de nieuwe methode die de groep gebruikte om de lipidensteigers te maken.

"De materialen zijn oud; er is niets nieuws daar, " zei Leal. "Wat we anders deden, was een nieuwe manier vinden om de lipidecocktail te bereiden om dit unieke materiaal te produceren." De groep van Leal ontdekte deze nieuwe bereidingstechniek bij toeval.

"Een van mijn studenten, een co-auteur van deze studie, had het voorbereidingsproces gehaast en realiseerde zich later zijn fout toen hij de lipideporiëngroottes ging onderzoeken in het materiaal dat hij zojuist had geproduceerd, ' zei Leal. 'De poriën waren veel groter dan ze hadden moeten zijn. We hadden niet gedacht dat de grote poriën stabiel zouden blijven, maar dat deden ze, en het proces is volledig reproduceerbaar. Verder, de grote poreuze lipidestructuur ontwikkeld als een kristal, wat ongebruikelijk is voor deze zachte materialen. "

De bevindingen van het onderzoek zijn interessant vanuit wetenschappelijk oogpunt, zelfs paradigmaverschuivende, Leal zei, omdat onderzoekers lipidemembranen niet associëren met kristalliniteit, die vaak wordt aangetroffen in harde materialen. De groep hoopt dat dit ertoe zal leiden dat meer wetenschappers op een nieuwe manier naar deze materialen gaan kijken.

"Echter, het is de toepassing van materiaal op de studie van eiwitten en medicijnafgifte die de meeste impact zal hebben, ' zei Leal.

De National Institutes of Health en het Office of Naval Research ondersteunden dit onderzoek.