Ученые из Университета Бата (University of Bath) вдохновились природой при разработке нового инструмента, который поможет производить фармацевтические препараты более чистым, экологичным и менее дорогостоящим способом, сообщается на сайте университета. Исследователи оформили патент на эту методику и опубликовали работу в журнале Journal of the American Chemical Society Gold.
Лекарства часто работают, связываясь с белками, участвующими в болезни, и блокируя их активность, что либо уменьшает симптомы, либо лечит болезнь. Вместо того чтобы использовать в качестве лекарств обычные малые молекулы, которые плохо подходят для блокирования взаимодействия между белками, фармацевтическая промышленность сейчас изучает возможность создания лекарств на основе небольших белков, известных как «пептиды», которые работают аналогичным образом.
Однако из пептидов и белков часто получаются не очень хорошие лекарства, потому что их 3D-структуры могут разворачиваться, они чувствительны к высокой температуре, и им трудно проникать внутрь клеток организма.
Ученые из Университета Бата разработали способ обойти эту проблему: обычно белки и пептиды имеют начало и конец – соединив эти свободные края вместе, можно создать очень жесткие «кольцевые» белки и пептиды, что повышает их термо- и химическую стабильность, а также облегчает попадание в клетки.
Исследователи взяли фермент под названием OaAEP1 из Oldenlandia affinis, маленького фиолетового цветка, растущего в тропиках, и модифицировали его, прежде чем перенести в бактериальные клетки. Эти культуры были выращены таким образом, чтобы массово производить белок и одновременно соединять его концы за один шаг.
Растения могут осуществлять этот процесс естественным путем, но он медленный и малопродуктивный. В качестве альтернативы циклизацию можно производить химически, выделив фермент и смешав несколько реагентов в пробирке, но это требует множества этапов и использования токсичных химикатов-растворителей. Если перевести весь процесс в бактериальную систему, то выход увеличится, будут использоваться более биологически чистые реагенты, и потребуется меньше этапов. Таким образом, это намного проще и дешевле.
Чтобы продемонстрировать этот подход, ученые применили свою бактериальную технологию OaAEP1 к белку DHFR и обнаружили, что соединение его головной и хвостовой частей делает его более устойчивым к изменениям температуры, сохраняя при этом его нормальную функцию.
«Мы использовали суперспособность цветка, модифицировав OaAEP1 и объединив его с существующей технологией производства бактериальных белков, чтобы создать действительно мощный инструмент, который поможет индустрии открытия лекарств», – поясняют ученые. Новый метод позволяет бактериям выполнять всю работу – в результате он становится чище и экологичнее, а поскольку в нем меньше этапов, он намного проще в исполнении.
«Мы очень рады возможности применения нового метода не только в фармацевтической промышленности, но и в других отраслях, таких как пищевая промышленность, производство моющих средств, биотехнологии и биоэнергетика», – заключили специалисты.
[Фото: Peter Warren]