Денатурированные белки часто накапливаются, чтобы сформировать токсичные совокупности, который является основной причиной многих болезней, таких как Альцгеймер, Паркинсон и Хантингтон. Поэтому расследование механизмов денатурации и ренатурации не может быть завышено.В новом исследовании Дэвид Авнир, преподаватель в еврейском Университете в Иерусалиме, и Владимире Виноградове, главе Международной Лаборатории Химии Решения Продвинутых Материалов и Технологий в Университете ITMO, нашел, что приведение в чувство белков не только возможно, но и может быть выполнено с улучшением по сравнению с их оригинальной деятельностью.
Это странное явление должно новому методу ренатурации белка на основе объединения тепло денатурированных белков (углеродистый anhydrase) с коллоидным решением неорганических алюминиевых окисных наночастиц.Поскольку решение превращается в гель, наночастицы начинают связывание, проявляя механическое давление на молекулы белка.
В результате каждая молекула заканчивается завлекаемая в ее собственной отдельной пористой раковине, которая предотвращает пагубный процесс скопления белка и в конечном счете восстанавливает их оригинальную пространственную структуру. Сравнив уровень активности белков перед денатурацией и после ренатурации, химики обнаружили, что возрожденные были на 180 процентов более активными, чем их предшественники по рождению.«У каждой молекулы белка есть свой активный центр, который позволяет молекуле взаимодействовать с окружающей средой. Активный центр, однако, составляет только 5 – 10 процентов поверхности молекулы», объясняет Владимир Виноградов. «Во время ренатурации мы имеем дело с длинной развернутой молекулой, содержащей активный центр и несколько простирающихся хвостов.
Активный центр и наночастицы имеют подобные обвинения и отразят, в то время как хвосты имеют противоположное обвинение и будут стремиться к наночастицам. В конце, когда раковина сформируется вокруг молекулы, активный центр будет максимально далеко от стены раковины. Вместо этого активный центр будет направлен прямо в пору в раковине, таким образом увеличивая возможности белка взаимодействовать с основанием».
Исследователи говорят, что эта техника только работает с развернутыми денатурированными белками. Ориентацией родных белков в раковине нельзя управлять таким же образом, потому что активный центр может оказаться где угодно, включая столкновение со стеной, которая полностью исключает возможность взаимодействия с основанием.Как преподаватель Дэвид Авнир объясняет, одно возможное применение открытия могло помочь оптимизировать фальсификацию наркотиков на основе активных белков:«Некоторые самые эффективные наркотики основаны на активных белках, которые получены от клеточных культур. Однако от всех белков, выращенных таким способом, только 20 процентов родные и подходят для использования, в то время как остающиеся 80 процентов – так называемые органы по включению, то есть, нефункционирующие денатурированные белки.
Очевидно, знание, как преобразовать денатурированные белки в их родное государство, и сверху его с увеличенной деятельностью уровня, позволило бы фармацевтическим компаниям понижать цену на многие наркотики, делающие их более доступный».