"Sztuczna hemoglobina" zaprojektowana od zera
Naukowcy z University of Pennsylvania "zaprojektowali" i zsyntetyzowali całkowicie sztuczne białko zdolne do przenoszenia tlenu w taki sam sposób, jak czyni to w naszych organizmach hemoglobina. Zdaniem badaczy ich dzieło może stać się istotnym krokiem naprzód w pracach nad wytworzeniem sztucznej krwi.
Jeszcze kilka lat temu przewidywanie kształtu cząsteczek białka na podstawie znajomości reszt aminokwasów (niewielkich cząsteczek, których wielkocząsteczkowe polimery to właśnie białka) wchodzących w ich skład uznawane było za zadanie niezwykle trudne. Teraz, dzięki rozwojowi technik komputerowych, badaczom z Pensylwanii udało się nie tylko przewidzieć kształt syntetycznej molekuły, lecz nawet dobrać jej skład aminokwasowy tak, by pełniła pożądaną funkcję.
Niezwykłe cząsteczki składają się z wielokrotnie powtórzonych sekwencji złożonych z trzech aminokwasów. Powstają w ten sposób tzw. helisy α, czyli łańcuchy przypominające swoim kształtem korkociąg. Pomiędzy nimi znajdują się fragmenty o bardziej zróżnicowanym składzie, zdolne do uginania się. Pozwala to helisom na ułożenie się równolegle do siebie, dzięki czemu tworzą strukturę podobną do cylindra. W jej wnętrzu badacze umieśclili cząsteczkę hemu - związku występującego m.in. w "zwykłej" hemoglobinie.
Obecność hemu umożliwia opracowanemu białku wiązanie tlenu. Przypomina to mechanizm wymiany gazowej zachodzącej w naszych organizmach. Co więcej, po pochłonięciu cząsteczki gazu cylinder automatycznie "uszczelnia się" i blokuje wnikanie wody, która mogłaby uszkodzić nowatorskie cząsteczki oraz elementy otaczających je komórek.
Większość dotychczasowych prób "tworzenia" białek o określonych z góry właściwościach polegała w rzeczywistości na modyfikacji struktury istniejących protein, lecz nie zadowalało to badaczy z Pensylwanii. Chcielibyśmy się uczyć, jak tworzyć funkcjonalne białka całkowicie niespokrewnione z białkami naturalnymi. Umożliwiłoby to nam ciągłe dodawanie nowych funkcji - tłumaczy Christopher Moser, jeden z badaczy biorących udział w projekcie.
Opracowana proteina jest uwieńczeniem kolejnej tury badań, których celem jest stworzenie skutecznego substytutu czerwonych krwinek. Preparat taki mógłby być podawany np. ofiarom wypadków lub pacjentom podczas operacji, zaś jego celem byłoby zapobieganie śmiertelnemu niedotlenieniu organizmu. W najbliższych latach jedyną nadzieją pozostają jednak dawcy krwi...
Komentarze (0)