3d struktura proteinů, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain
3d struktura proteinů, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Upravená luciferáza září stabilně

Metody proteinového inženýrství již dosáhly vysokého stupně spolehlivosti, což nám umožňuje navrhovat proteiny s vylepšenými užitnými vlastnostmi, jako je aktivita a stabilita. Aktivita proteinu je jeho zamýšlená funkce, která spočívá například v usnadnění, úpravě či přímo umožnění konkrétní chemické reakce.

Stabilita je vlastnost, která zajišťuje neměnnost podoby a patří k hlavním omezením využití proteinů například v biomedicíně. Naprostá většina dostupných postupů používaných v současné době k návrhu proteinů pracuje se statickými, tzn. neměnnými, strukturami proteinů. Biomolekuly, mezi které patří i proteiny, však nejsou statické, ale dynamické a pro některé jejich vlastnosti je zohlednění dynamiky naprosto nezbytné. Dynamikou proteinu rozumíme například změnu jejich tvaru. Proto je žádoucí, a dokonce nezbytné, rozšířit portfolio metod přípravy proteinů a vyvinout nové metody inženýrství dynamických proteinů.

Vývoji takové nové metody se věnovali vědci Loschmidtových laboratoří RECETOX Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity a Mezinárodního centra klinického výzkumu ICRC-FNUSA ve spolupráci s Masarykovým onkologickým ústavem, Univerzitou Cambridge a Univerzitou Greifswald. Výstupem šestiletého výzkumného projektu je nová platforma kombinující experimentální a počítačové přístupy racionálního designu dynamických proteinů. Racionálním designem rozumíme systematickou a iterativní přípravu založenou na hledání optimální struktury, a tedy i funkce, konkrétního proteinu. Vyvinutá platforma otevírá zcela nové možnosti v designu proteinových molekul s unikátními vlastnostmi.

Platforma byla následně využita při vývoji proteinu luciferázy, která patří mezi nejpoužívanější diagnostické systémy v molekulární a buněčné biologii. Luciferáza je protein, který urychluje chemickou reakci způsobující vyzařování světla u mořských organismu. Tento jev se nazývá bioluminiscence a je způsoben specifickou chemickou reakcí probíhající v živém organismu, při které se přebytečná energie uvolňuje ve formě světla. V biomedicíně je bioluminiscence využívána například pro diagnostiku a studium rakovinového bujení. Luciferáza má ovšem i některá omezení, která její využití v biomedicíně znesnadňují. Jde například o to, že vznikající světlo uvolňuje formou kratších záblesků. Pro řadu praktických aplikací je vhodnější stabilní světelný signál, tedy nepřerušované světlo.

Díky nově vzniklé metodě vědci upravili dynamiku proteinu luciferázy do takové míry, že změnili charakter světelného signálu ze zábleskového v sekundách na stabilní záření v minutách. Upravená luciferáza může najít široké uplatnění v biomedicínském výzkumu i biotechnologických aplikacích. Metoda designu dynamických proteinů byla publikována v časopise Nature Communications.

Popsaná metoda se stala součástí tzv. výběru editora Nature Communications, který představuje 50 nejlepších článků, které byly nedávno publikovány v dané oblasti.

Publikace:
https://rdcu.be/cmuqH
www.nature.com/collections/idhhgedgig

tisková zpráva Masarykovy univerzity

První česká kosmická mise bude zkoumat možnosti těžby surovin na asteroidech

Družice projektu SLAVIA ponesou tzv. hyperspektrální kameru, která je schopná analyzovat složení blízkozemních meteoroidů. Česká …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close