Биологи научились создавать идеальные белки

Биологи научились создавать идеальные белки

Ученые из Университета Вашингтона в Сиетле разработали алгоритм, при помощи которого можно создавать белки с любой наперед заданной трехмерной структурой. Работа ученых опубликована в журнале Nature, там же можно прочитать ее краткое содержание.Созданная биологами программа фактически позволяет предсказать, какую последовательность аминокислот должен иметь белок, чтобы при сворачивании он принял наперед заданную трехмерную конформацию. Работает алгоритм на основе анализа множества уже известных трехмерных структур и применения набора эмпирических правил.

В качестве теста метода авторы решили создать пять белков, которые не только не встречаются в природе, но и общий вид которых ("фолд", определяющий их структурное суперсемейство) отличается от известных образцов. После установления алгоритмом аминокислотных последовательностей-кандидатов, лучшие из них отбирали при помощи распределенных вычислений с привлечением волонтеров.

Затем искусственные белки синтезировали в бактериях, выделяли, очищали и отправляли на определение структуры методом ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). При этом те ученые, которым было поручено экспериментально установить структуру, ничего не знали о расчетной структуре.

Оказалось, что расчетные и экспериментально установленные трехмерные структуры практически не отличаются друг от друга во всех пяти случаях.

Созданные таким образом белки авторы называют идеальными в том смысле, что их последовательность сформирована не эволюцией, а структурным расчетом. Если последовательность натуральных белков определяется их функцией и во многом случайна, то у идеальных белков она зависит только от структуры. Интересно, что такой взгляд подтверждает и температура денатурации полученных белков. Она достигает 100 градусов, что гораздо больше чем у "обычных" протеинов (около 40-50 градусов, хотя бывают и исключения).

Одна из самых важных и сложных задач современной биологии - определение трехмерной структуры белков по их аминокислотной последовательности. Сейчас она может быть решена очень неточно и только в некоторых очень ограниченных случаях. Обратная задача, с которой имели дело авторы, также представляет большие трудности. До этого полностью искусственную полипептидную трехмерную структуру удалось создать лишь однажды - в случае белка Top7.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Ботаники научились оцифровывать растения
Биологи из Кембриджского Университета разработали метод, позволяющий распознавать и оцифровывать процесс роста и развития клеток растения в автоматическом режиме. Работа опубликована в журнале Nature Methods, с кратким описанием можно ознакомиться на сайте университета.Чтобы получить как можно больше точной информации ..
2012-04-7 1448 0 Технология
0
Биологи изобрели субклеточное секвенирование РНК
Биологи под руководством известного генетика Джорджа Черча создали метод секвенирования РНК in situ, который позволяет составить карту экспрессии тысяч генов в масштабах от субклеточного уровня до целого мозга или эмбриона. Описание метода опубликовано в Science, кратко о нем можно посмотреть ..
2014-03-04 1387 0 Технология
0
Биологи создали неуязвимую бактерию
Американские ученые полностью переписали генетический код кишечной палочки Escherichia coli, внеся в ее геном более 62 тысяч изменений. Полученный микроорганизм будет полностью устойчив ко всем известным вирусам, не сможет обмениваться генами с другими бактериями и будет синтезировать ранее ..
2016-08-20 6892 0 Технология
0
Синтетические клетки получат набор включателей генов
Биологи разработали набор транскрипционных факторов для создания искусственных генетических сетей de novo. Работа опубликована в журнале Cell, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Массачусетского технологического университета. Транскрипционными факторами называют белки, которые связываются с ДНК и активируют транскрипцию (синтез ..
2012-08-3 1697 0 Технология
0
Биологи нашли способ получения овощей-гигантов
Генетики нашли способ, при помощи которого можно создавать овощи гигантских размеров. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Genetics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News. Биологи изучили два мутантных штамма томатов, плоды ..
2015-05-26 1806 0 Технология
0
Ученые создали искусственные вирусы без ДНК
Биохимики из Вашингтонского университета смоделировали, а затем синтезировали белки, которые способны объединяться, образуя икосаэдр. Такие сложные молекулы, чья форма соответствует оболочкам многих вирусов, могут применяться в качестве транспорта для доставки лекарств и других активных веществ в раковые ..
2016-06-21 1511 0 Технология
0
Биологи научились редактировать геном взрослых рыб
Биологи разработали метод внесения изменений в геном модельных животных на поздних стадиях развития. Работа опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание приводит NatureNews. Ученые работали с одним из самых популярных модельных организмов - пресноводной рыбкой данио-рерио (Danio rerio). ..
2012-09-25 1345 0 Технология
0
Биологи подчинили мышей своей воле
Исследователи из университета Вашингтона (Washington University) и университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign) создали крошечные светодиоды, которые подсветили отдельные нейроны мышиного мозга. Таким образом учёные смогли активировать клетки, отвечающие за выработку гормона удовольствия ..
2013-04-15 1217 0 Технология
0
Из мидий создали самый прочный подводный клей
Американские ученые предложили использовать в качестве материала для клея белки мидий. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Nanotechnology, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Массачусетского технологического института (MIT). Для получение клея биотехнологи использовали ..
2014-09-25 1544 0 Технология
0
В США научились выращивать репродуктивные органы
Американские ученые из Института регенеративной медицины научились выращивать искусственные пенисы. Они долгое время проводили опыты над кроликами, а теперь готовы поэкспериментировать с людьми, которые пережили операции, получили травму или родились с физическими недостатками, передает The Guardian. Ученые планируют провести ..
2014-10-06 2519 0 Технология
2
Американские биологи изобрели предохранитель для ГМО
Американские ученые разработали механизм, уничтожающий генетически модифицированные организмы при попадании во внешнюю среду: их генетический код переписали таким образом, чтобы они не могли размножаться без синтетических аминокислот. О прорыве в области синтетической биологии рассказывает журнал Nature, а коротко об исследовании сообщили ..
2015-01-24 5493 0 Технология
0
Учёные Поднебесной научились получать клетки мозга из мочи
Китайские учёные из Института медицины и здравоохранения Гуанчжоу (GIBH) научились создавать клетки головного мозга человека без использования эмбриональных стволовых клеток. Материал для строительства был найден в самом неожиданном месте: исследователи нашли простой способ превращать в нейроны клетки, ..
2012-12-10 2020 0 Технология
0
Китайские биологи получили человеческую кровь из риса
Китайские биологи превратили обычный посевной рис в белковую "фабрику", производящую альбумин - основной белковый компонент человеческой крови, разработали технологию извлечения этого белка из этого "биореактора" и опубликовали свои выводы в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ..
2011-11-2 1749 0 Технология
0
Биологи пересадили мыши волосы, созданные из стволовых клеток
Японским биологам удалось вырастить из стволовых клеток мыши полноценные волосяные луковицы и успешно пересадить их на затылок грызуна, абсолютно лишенного шерсти от рождения, как сообщается в статье, опубликованной в научном журнале Nature Communications. На протяжении последних двух десятилетий биологи ..
2012-04-23 2163 0 Технология
0
Биологи создали "идеальный" микроб с простейшим набором генов
Биологи создали микроб Syn 3.0, ДНК которого включает в себя всего 473 гена, при этом предназначение 149 из них на данный момент неизвестно. Для сравнения, которое приводит ZN,ua, человеческий геном включает в себя 20-25 тысяч генов, а микроб Mycoplasma genitalium содержит всего ..
2016-03-28 1559 0 Технология
0